cours labo PARTIE 4 - LES BETONS.doc

S a v o i r s T e c h n o l o g i q u e s A s s o c i é s

LES BETONSPARTIE

04

SOMMAIRE

Laboratoire

GENIE

CIVIL

COMPOSITION DES BETONS

BETON PRET A L’EMPLOI

DESIGNATIONS DES BETONS HYDRAULIQUES

COMPOSITION DES BETONS : METHODE DREUX - GORISSE

METHODE DREUX–GORISSE - TABLEAUX :

CONTROLES SUR BETON FRAIS

CONFEXTION D’EPROUVETTES

CONTROLES SUR BETON DURCI – ESSAIS NON DESTRUCTIFS

CONTROLES SUR BETON DURCI – ESSAIS DESTRUCTIFS

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Lycée Pierre Caraminot 19300 EGLETONS B.T.S. TRAVAUX PUBLICS

NOTES PERSONNELLES

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COMPOSIT ION DES BÉTONS

1. DEFINITIONS

Le béton est constitué de deux parties essentielles :

LA PATE DE CIMENT

ß

CIMENT + EAU

LES GRANULATS

ß

SABLE + GRAVILLON

L' étude de la composition d'un béton consiste à définir le mélange de ces différents constituants pour obtenir un béton dont les qualités soient celles recherchées pour la construction de l'ouvrage à réaliser.

Presque toujours, il s'agit de rechercher deux qualités essentielles :

LA RESISTANCE

ß

Résistance en compression

du béton à 28 jours : fc28

L'OUVRABILITE

ß

Affaissement au

cône d'Abrams : A

Mais il faudra, en fonction de l'utilisation du béton, rechercher d'autres qualités: Etanchéité, résistance au gel, parement, etc...

Il n'existe pas une composition type, mais des méthodes de composition ( FAURY, BOLOMEY, VALLETTE, DREUX-GORISSE,...). Elles sont toutes basées sur une adaptation de résultats expérimentaux.

2. FACTEURS ESSENTIELS DE COMPOSITION

2.1. La pâte de ciment :

Dans le béton frais, la pâte de ciment permet à la fois d'assurer la fluidité du béton et la cohésion du mélange ( plasticité ). Ces deux caractéristiques sont liées à la viscosité de la pâte de ciment et à sa proportion dans le mélange.

Dans le béton durci, après la réaction d'hydratation du ciment, la pâte de ciment se transforme en un enchevêtrement de cristaux qui assure le " collage " des granulats et la résistance du béton. Cette fois, c'est la nature de la pâte qui est fondamentale (nature du ciment et quantité d'eau).

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Des expériences ont montré que:

· La résistance d'un béton ne dépend que du rapport ciment/eau (C/E) et de la classe du ciment. ( Il faut tout de même une quantité suffisante de pâte de ciment correspondant à environ 200 kg de ciment / m3 )

La quantité d'eau nécessaire à la réaction d'hydratation du ciment correspond à un rapport C/E compris entre 1,5 et 2,5. Si on réduit ce rapport, on introduit une quantité d'eau non liée assimilable à du vide. On a donc un affaiblissement de la résistance.

· Avec un dosage en ciment C constant, l'ouvrabilité augmente quand le rapport C/E diminue. L'augmentation de la quantité d'eau E dans le mélange diminue la viscosité de la pâte de ciment et augmente la fluidité du béton frais.

· Le rapport C/E étant constant, l'ouvrabilité croît avec le dosage en ciment. L'augmentation du dosage C en ciment implique une augmentation de la quantité de pâte de ciment et donc une plus grande plasticité du béton frais.

· Plus la proportion de pâte de ciment est importante, plus les risques de retrait et de fluage sont importants.

2.2. Composition granulaire :

Il s'agit avant tout d'un problème économique: Le ciment étant le constituant le plus coûteux du béton, on a intérêt à en limiter la proportion.

Le principe retenu est donc de déterminer une composition granulaire ( rapport G/S ) conduisant à un mélange laissant un minimum de vides, qui seront comblés par la pâte de ciment .

La plupart des méthodes sont fondées sur la recherche d'une courbe granulométrique de référence conduisant à ce minimum de vides intergranulaire.

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BETON PRET A L 'EMPLOI

1. DEFINITIONS

Les bétons prêts à l'emploi sont des bétons élaborés en centrales fixes ou mobiles à partir d'un mélange de ciment, de granulats courants naturels ou artificiels, d'eau et éventuellement d'adjuvants et d'additions, dont les composants sont dosés et malaxés pour être livrés prêts à être mis en place sans autre traitement.Ils sont transportés de la centrale au lieu d'utilisation dans des véhicules spécialement équipés de cuves tournantes, ou dans des véhicules à bennes, ou livrés directement dans un instrument de levage ou de manutention ( benne de grue, pompe... )

1.1. Type de béton :

Le type de béton est désigné en abrégé par les lettres NA ( non armé ), BA (béton armé) ou BP ( béton précontraint )

1.2. Bétons à caractères normalisés : BCN

Ce sont des bétons qui, à la commande, sont désignés par BCN suivi de :# la désignation normalisée du ciment et de l'addition éventuelle entrant dans la composition du liant équivalent;# la consistance désignée par la valeur en centimètres de l'affaissement mesuré au cône ou par une lettre;# la résistance caractéristique, valeur de la résistance à la compression à 28 jours désignée par la lettre B suivie de cette résistance en mégapascals;# la granularité désignée par les dimensions d et D en millimètres du plus petit et du plus gros grain des granulats;# la classe d'environnement;# le type de béton;L'utilisateur peut également spécifier des caractères complémentaires ( nature et provenance des constituants, dosage minimal en ciment ou en liant équivalent, aspect du parement... ).# la référence à la norme P 18-305 et le cas échéant à la certification ( marque NF ).

Exemple : BCN : CPJ-CEM II/B 32,5 - P - B30 - 0/20 - E : 2a - NA - P 18-305 - marque NF

1.3. Bétons à caractères spécifiés : BCS

Bétons définis à la commande par BCS suivi de :# la désignation normalisée du ciment et de l'addition éventuelle entrant dans la composition du liant équivalent;# la granularité désignée par les dimensions d et D en millimètres du plus petit et du plus gros grain des granulats;# le dosage en eau ou le rapport eau efficace/liant équivalent, ou la consistance;# la classe d'environnement;# le type de béton;L'utilisateur peut également spécifier des caractères particuliers autres que la résistance.# la référence à la norme P 18-305 et le cas échéant à la certification ( marque NF ).

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2. CLASSES D'ENVIRONNEMENT

Les normes ENV 206 et NF P 18-305 définissent des classes d'exposition en fonction des conditions d'environnement.

Classe Environnement Descriptif

1 sec - intérieur de bâtiments d'habitation ou de bureaux;- éléments extérieurs protégés par un bardage avec lame d'air.

2ahumide sans gel ou avec un gel faible (1)

- intérieur de bâtiment où l'humidité est suffisamment élevée pour entraîner des risques de condensation;- parties extérieures;- parties en contact avec un sol non agressif et/ou de l'eau.

2b1 humide avec gel modéré (1)

- parties extérieures exposées au gel modéré;- parties en contact avec un sol non agressif et/ou de l'eau et exposées au gel modéré;- parties intérieures où l'humidité est élevée et exposées au gel modéré.

2b2 humide avec gel sévère (1)

- parties extérieures exposées au gel sévère;- parties en contact avec un sol non agressif et/ou de l'eau et exposées au gel sévère;- parties intérieures où l'humidité est élevée et exposées au gel sévère.

3 humide avec gel modéré ou sévère et produits dégivrants

- parties intérieures et extérieures exposées au gel et aux sels de déverglaçage.

4a1 marin immergé ( sans gel ou avec gel faible )

- éléments complètement et en permanence immergés dans l'eau de mer.

4a2marin marnage ( sans gel ou avec gel faible )

- éléments partiellement immergés dans l'eau de mer ou éclaboussés par celle-ci;- éléments exposés à un air saturé en sel.

4bmarin avec gel modéré ou sévère

- éléments partiellement immergés dans l'eau de mer ou éclaboussés par celle-ci et exposés au gel modéré ou sévère;- éléments exposés au gel et à un air saturé en sel.

5afaiblement agressif chimiquement (2)

- environnement à faible agressivité chimique (gaz, liquides ou solides);- atmosphère industrielle agressive.

5bmoyennement agressif chimiquement (2) - environnement d'agressivité modérée (gaz, liquides ou solides).

5c fortement agressif chimiquement (2)

- environnement à forte agressivité chimique (gaz, liquides ou solides).

(1) Les classes de gel sévère, modéré et faible sont définies par les conditions suivantes mesurées en moyenne annuelle sur les 30 dernières années :

- gel faible : pas plus de 2 jours ayant atteint une température inférieure à - 5 ° C;- gel sévère : plus de 10 jours ayant atteint une température inférieure à - 10 ° C;- gel modéré : entre gel faible et gel sévère.

(2) voir norme P 18-011.

3. LES ADDITIONS

3.1. Nature des additions :

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Les additions normalisées admises en substitution partielle du ciment sont :

nature de l'addition code norme de référence

Laitiers vitrifiés moulus de haut-fourneau L NF P 18-506

Cendres volantes de houille Cv NF EN 450

Additions calcaires Fc NF P 18-508

Fumées de silices SF NF P 18-502

Fillers siliceux de classes B, C et suivantes Fs NF P 18-501

3.2. Quantités d'additions :

La quantité maximale d'addition A est définie par le rapport A / (A + C ) pour les différentes classes d'environnement, selon le type de béton.

Classes d'environnement E

1 2a 2b1 2b2 3 4a1 4a2 4b 5a 5b 5c

Rapport maximalEeff / ( C + kA )

non arméarméprécontraint

(1)0,650,6

0,70,60,6

0,550,550,55

0,550,550,55

0,50,50,5

0,550,550,55

0,50,50,5

0,50,50,5

0,550,550,55

0,50,50,5

0,450,450,45

BCNet

BCS

Rapport maximalA / (A + C )additions calcairescendres volanteslaitiers moulusfumées de silicefillers siliceux

0,250,30,30,10,1

0,250,30,30,10,1

0,250,30,30,10,1

0,250,30,30,10,1

0,050,150,150,10,1

0,050,150,150,1

0,05

0,050,150,150,1

0,03

0,050,150,150,1

0,03

(1)

0,150,150,03

(1)

(1)

0,150,150,03

(1)

(1)

(1)

(1)

0,03(1)

Air occlus ( en % ) (2) (2) (2) 4(3) 4(3) (2) (2) 4(3) (2) (2) (2)Teneur minimale en ciment ou en liant

équivalent (en kg/m3)

pour D= 20 mm (4)


150260300

200280300

240280300

300310315

330330330

330330330

350350350

350350350

330330330

350350350

385385385

Nature du ciment (2) (2) (2) (2) (2) PM PM PM PM ES ES

BCN

Résistance caractéristique minimale à 28 j. (en MPa)


(2)2230

162530

222830

283030

323232

323232

353535

353535

323232

353535

404040

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(1) Les additions éventuelles ne sont pas prises en compte pour le calcul du dosage en liant équivalent.(2) Absence de spécifications particulières.(3) Le respect de cette valeur implique l'utilisation d'un entraineur d'air.(4) Pour des valeurs différentes de D il faudra modifier les valeurs indiquées de la façon suivante: D £ 12,5 : + 10% D = 16 : + 5% D = 25 : - 5% D ³31,5 : - 10%

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4 LIANT EQUIVALENT

Le liant équivalent est constitué de ciment CPA - CEM I 42,5 ou 42,5R ou 52,5 ou 52,5R et d'une addition normalisée.

Pour tenir compte des apports respectifs des constituants vis-à-vis de la durabilité, la quantité de liant équivalent est définie par la formule :

C' = C + kA

avec # C = quantité de ciment en Kg par mètre cube de béton

# A = quantité d'addition prise en compte en Kg ( voir tableau )

# k = coefficient de prise en compte ( voir tableau )

Valeurs forfaitaires de k

Nature de l'addition k Conditions

Laitiers vitrifiés moulus de haut fourneau, de classe B

0,9

0,6 si i28 ³0,83 et i90 ³ 0,95

Cendres volantes de houille

0,5 si i28 ³0,80 et i90 ³ 0,90

0,4 si i28 ³0,75 et i90 ³ 0,85

Additions calcaires 0,25 si i28 ³0,71

Environnements 5a, 5b, 5c Autres environnements

Fumées de silice 1 SF/(SF + C) = 0,03 SF/(SF + C) = 0,10

2 SF/(SF + C) = 0,03

si E/C £ 0,45 et si C ³ 295 kg

SF/(SF + C) = 0,10

si E/C £ 0,45 et C ³ 280 kg

Fillers siliceux 0,10

Autres cas, autres ciments ou autres additions

0

Les indices d'activité à 28 et 90 jours ( i28 et i90 ) sont déterminés selon les normes NF

EN 450 et NF P 18-508

5 EAU EFFICACE

La teneur en eau efficace est la proportion d'eau de gâchage augmentée de la proportion d'eau déjà présente à la surface des granulats considérés comme saturés à la surface sèche, dans les adjuvants et les additions. Elle est désignée en abrégé par Eeff.

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D E S I G N A T I O N S D E S B E T O N S H Y D R A U L I Q U E S

Selon les NORMES NF P 18 -010 , NF P 18-540 , NF P 18-305 e t se lon le FASCICULE 65 Art ic le 24 , Annexes Techn iques 24 .1 e t 24 .2

Si un béton est désigné par : B 25 P - 0/20 - 350 CPJ CEM II/A 32,5 R, ces termes signifient

B 25

Résistance caractéristique

du béton A 24 - 1.2.2

T 24.1BNF P 18-010

B désigne un béton - M désignera un mortier25 précise la résistance caractéristique en MPa : fc28

9 classes de résistance sont normalisées :

B 12 - B 16 - B 20 - B 25 - B 30 - B 35 - B 40 - B 45 - B 50

( seules les classes en italiques sont retenues par le fascicule 65 )

P

Consistance

A 24 - 1.2.1T 24.1.A

NF P 18-010NF P 18-305

P désigne la classe de consistance par une fourchette de l'affaissement (cm)

Des valeurs précises de l'affaissement peuvent être spécifiées (C± tolérance )

F

0

4C

Ferm e

+1--

F

EMBED MSDraw \*

MERGEFORMAT

0 --C+3

10

Très Plastique

T.P.15

T.P.

EMBED MSDraw \*

MERGEFORMAT

0 --C+3

Fluide

16

FlFl

0 / 20

Granulats

A 24 - 2.2T 24.2

NF P 18-540

Dimension maximale des granulats ( 20 mm dans le cas particulier )

Des spécifications particulières s'appliquent aux granulats en fonction de fc28

* Si fc28 < 30 MPa : Les spécifications de base de la norme NF P 18-

540 s'appliquent.* Si fc28 > 30 MPa : Des spécifications particulières sont mentionnées

par le fascicule 65 : Ab ( coeff. d'absorbsion eau ) £ 2 %, FS (Friabilité des sables) £ 20, LA ( Los Angelès ) £ 25, etc...

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350

CPJ

CEM

II/A

32,5 R

Ciment et dosageA 24 - 2.1

T 24.1.C3

350 : dosage minimum en ciment ( en Kg/m3 de béton en place ), CPJ-CEM II/A : type de ciment : Ciment Portland Composé fabriqué à partir de 80 à 94 % de clinker et 6 à 20 % de composants divers ( cendres, laitier, fumée de silice, etc...),32,5 : classe du ciment : Il s'agit de la résistance normale du ciment à 28 jours en MPa. 32,5 représente la limite inférieure garantie Li, la limite supérieure Ls étant égale à 52,5 MPa,R : précise que le ciment a une résistance elevée au jeune âge ( à 2 jours ).Le fascicule 65 précise le dosage minimal pour assurer la durabilité du béton

D 5 10 16 20 25 50 Formule de calcul

B.A. courant 400 350 315 300 290 250

B.A. très exposé et B.P. 510 440 400 385 370 320

NOTES PERSONNELLES

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COMPOSIT ION DES BETONS : METHODE DREUX-GORISSE

1. CHOIX DES DONNEES DE BASE

1.1. Résistance :

La valeur généralement spécifiée est la résistance caractéristique à 28 jours ( fc28 )

La résistance moyenne à atteindre peut être évaluée 15 % supérieure soit:

fc fc28* 1,15

1.2. Ouvrabilité :

On prend comme valeur de référence l'affaissement au cône d'Abrams A

Le choix de l'ouvrabilité dépend du mode de mise en place et de la densité du ferraillage.(TABLEAU 1)

1.3. Dimension maximale D des granulats :

On a vu que pour une courbe granulométrique donnée, plusieurs dimensions de tamis peuvent satisfaire aux conditions énoncées par la norme P 18-540 pour la définition du diamètre D du plus gros granulat.

Dans l'application de la méthode DREUX-GORISSE, la valeur retenue D sera telle que le refus sur le tamis correspondant soit la plus proche de 8 %.

La dimension des granulats dépend également de l'ouvrage à réaliser ( TABLEAU 2 )

2. DETERMINATION DU RAPPORT C/E

Le rapport du poids de ciment au poids d'eau par m3 de béton est défini en fonction de la résistance moyenne escomptée: ( Relation de Bolomey )

fc = G * FCE ( C/E - 0,5 )

fc : Résistance moyenne du béton à 28 jours

G : Coefficient granulaire ( TABLEAU 3 )

FCE : Résistance moyenne du ciment à 28 jours

C : Masse de ciment par m3 de béton

E : Masse d'eau par m3 de béton

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3. DETERMINATION DU DOSAGE EN CIMENT C

Le dosage en ciment se calcul en fonction de l'ouvrabilité souhaitée. On utilise l 'abaque n° 1.

REMARQUE: Un dosage minimum en ciment est souvent imposé par le cahier des charges ou par le cahier des clauses techniques générales. Il faudra donc prendre la plus grande valeur trouvée.

4. DETERMINATION DU DOSAGE EN EAU E

Le dosage en eau se fait en fonction du rapport C/E et du dosage en ciment C:

E = C / ( C/E )

Pour tenir compte de la granulométrie, on applique une correction. ( TABLEAU 4 )

Le dosage ainsi trouvé correspond à la quantité d'eau à mettre dans le béton. Il convient de tenir compte de la teneur en eau des granulats au moment de la fabrication de ce béton. A défaut de valeurs précises, on peut utiliser celles du TABLEAU 5.

5. DETERMINATION DE LA COMPOSITION GRANULAIRE

Il est nécessaire d'avoir les courbes granulométriques des granulats.

Le module de finesse du sable et son équivalent de sable doivent être conformes aux valeurs préconisées ( voir cours ).

5.1. Tracé de la courbe granulométrique de référence :

Sur le graphique d'analyse granulométrique, on trace une composition granulaire de référence OAB

* point O : abscisse : 0 ordonnée : 0

* point B : abscisse : D ordonnée : 100

* point A : ses coordonnées sont définies de la manière suivante:- abscisse = D/2 si D £ 20 mm.- abscisse au milieu du "segment gravillon" limité par le tamis de 5 mm et le tamis correspondant à D si D > 20 mm.- ordonnée:

Y = 50 - + K

K: terme correcteur qui dépend du dosage en ciment, de l'efficacité du serrage, de la forme des granulats, et du module de finesse du sable.(TABLEAU 6 )

5.2. Détermination des proportions de granulats :

On trace une ligne de partage joignant le point correspondant à 95 % des granulats fins au point correspondant à 5 % des gros granulats.

On lit alors sur la courbe de référence, au point de croisement avec la droite de partage, les pourcentages en volume absolu de chacun des granulats.

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6. DETERMINATION DE LA COMPOSITION EN VOLUME ABSOLU

6.1. Volume de ciment :

Vc = C / MVRc

Vc : volume absolu de ciment en dm3

C : masse de ciment en kg

MVRc: masse volumique absolue du ciment en kg/dm3

6.2. Volume de granulats :

VG = (1000* VcVG : volume absolu des granulats en dm3

: coefficient de compacité ( TABLEAU 7 )

6.3. Volume de sable :

Vs= S % * VS

6.4. Volume de gravillon :

Vg= G % * VG

7. DETERMINATION DE LA COMPOSITION PONDERALE EN KG

7.1. Masse de ciment : C

7.2. Masse d'eau : E ( correspond au volume en dm3 )

7.3. Masse de sable :

S = Vs * MVRs MVRs: masse volumique absolue du sable en kg/dm3

7.4. Masse de gravillon :

G = Vg * MVRgMVRg: masse volumique absolue du gravillon en

kg/dm3

8. AJUSTEMENT

Dans la composition de référence, la somme des masses de chacun des constituants, y compris l'eau, ne donne en général pas exactement la masse du m3 de béton frais en oeuvre.

8.1. Masse volumique théorique du m 3 de béton frais : MV 0

MV0 =C + E + S + G

S : Masse de sable }G : Masse de gravillon } pour confectionner 1 m3

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C : Masse de ciment } de béton fraisE : Masse d'eau }

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8.2. Masse volumique réelle : MV

En pesant l'éprouvette, on obtient sa masse M. Connaissant son volume V, on peut calculer la masse volumique réelle du béton en oeuvre.

MMV = -----

V

8.3. Ajustement

1. si MV = MV0 : La composition est bonne.

2. si MV < MV0 : La composition étudiée donne plus de 1 m3 de béton.

x = MV - MV0

Il faut apporter les corrections suivantes :

# sur le gravillon

x * Mg-----------Mg + Ms

# sur le sable

x * Ms-----------Mg + Ms

3. si MV > MV0 : La composition étudiée donne moins de 1 m3 de béton.

Utiliser les mêmes formules que ci dessus.

NORMES À C ONSULTER : NF P 18 - 010 : Bétons - Classification et désignation des bétons hydrauliquesNF P 18 - 303 : Béton - Mise en oeuvre - Eau de gâchage pour béton de constructionNF P 18 - 305 : Bétons - Bétons préts à l'emploi préparés en usine

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NF P 18 - 404 : Bétons - Essais d'étude, de convenance et de contrôle - ...NF P 18 - 405 : Bétons - Essais d'information - ...NF P 18 - 451 : Bétons - Essai d'affaissement

METHODE DREUX-GORISSE : TABLEAUX

1. TABLEAU 1 : OUVRABILITE DES BETONS

Les caractéristiques propres du béton sont appréciées par sa consistance mesurée par l'affaissement au cône d'ABRAMS ( norme NF P 18-451 )

AFFAISSEMENT AU CONE

en cm

ECART

TOLERE

CLASSIFICATION DESIGNATION

SIMPLIFIEE

de 0 à 4 cm

de 5 à 9 cm

de 10 à 15 cm

³ à 16 cm

± 1 cm

± 2 cm

± 3 cm

± 3 cm

Ferme

Plastique

Trés plastique

Fluide

F

P

TP

FL

2. TABLEAU 2 : DIMENSION MAXIMALE DES GRANULATS

Evaluation approximative de la dimension maximale D des granulats en fonction des caractéristiques de la pièce à bétonner et de l'ambiance plus ou moins agressive:

CARACTERISTIQUES DE LA PIECE A BETONNER D maxi

eh : espacement horizontal entre armatures ...........................

ev : espacement vertical entre armatures ...............................

c : distance des armatures au coffrage :

* ambiance trés agressive ..........................³ 4 cm

* ambiance moyennement agressive .........³ 3 cm

* ambiance peu agressive .........................³ 2 cm

* ambiance non agressive .........................³ 1 cm

r : rayon moyen du ferraillage :

* granulats roulés .......................................................

* granulats concassés .................................................

hm: hauteur ou épaisseur minimale ........................................

£ eh / 1,5

£ ev

< c

< c

< c

< c

£1,4 r

£1,2 r

£ hm / 5

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3. TABLEAU 3 : COEFFICIENT GRANULAIRE G

Les valeurs du tableau supposent que le serrage du béton sera effectué dans de bonnes conditions.

QUALITE DES DIMENSION D DES GRANULATS

GRANULATS FINS( D £ 12,5 mm )

MOYENS(20 £ D £ 31,5

mm)

GROS( D ³ 40 mm )

EXCELLENTE 0,55 0,60 0,65

BONNE, COURANTE 0,45 0,50 0,55

PASSABLE 0,35 0,40 0,45

4. TABLEAU 4 : CORRECTION SUR LE DOSAGE EN EAU

Correction en fonction de la dimension maximale des granulats.

DIMENSION MAXIMALE D DES GRANULATS

4 mm 8 mm 12,5 mm 20 mm 31,5 mm 40 mm 80 mm

CORRECTION EN % + 15 + 9 + 4 0 - 4 - 8 - 12

5. TABLEAU 5 : CORRECTION SUR LE DOSAGE EN EAU

Correction en fonction de la teneur en eau approximative des granulats courants en dm3 pour un m3 de matériau ( en volume apparent )

DEGRE APPARENT D'HUMIDITE EAU D'APPORT EN dm3 / m3

Sable 0/5 Gravillon 5/12,5

Gravillon 5/20 Gravillon 20/40

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Apparence :

SECHE ..........................

HUMIDE ........................

TRES HUMIDE .............

SATUREE, EGOUTTEE

0 à 20

40 à 60

80 à 100

120 à 140

négligeable

20 à 40

40 à 60

60 à 80

négligeable

10 à 30

30 à 50

50 à 70

négligeable

10 à 20

20 à 40

40 à 60

6. TABLEAU 6 : VALEUR DU TERME CORRECTEUR K

VIBRATION FAIBLE NORMALE PUISSANTE

Forme des granulats(des sables en

particulier)

Roulé Concassé Roulé Concassé Roulé Concassé

dosage

en

ciment

400+Superpl.

400

350

300

250

200

- 2

0

+ 2

+ 4

+ 6

+ 8

0

+ 2

+ 4

+ 6

+ 8

+ 10

- 4

- 2

0

+ 2

+ 4

+ 6

- 2

0

+ 2

+ 4

+ 6

+ 8

- 6

- 4

- 2

0

+ 2

+ 4

- 4

- 2

0

+ 2

+ 4

+ 6

NOTA 1: Correction supplémentaire Ks : Si le module de finesse du sable est fort

(sable grossier) une correction supplémentaire sera apportée de façon à relever le point A, ce qui correspond à majorer le dosage en sable et vice versa. La correction supplémentaire sur K peut être effectuée en ajoutant la valeur Ks = 6 Mf - 15 ( Mf étant le module de finesse du sable qui peut varier de 2 à 3 avec valeur optimale de 2,5 pour laquelle la correction préconisée est alors nulle ).

NOTA 2: Correction supplémentaire Kp : Si la qualité du béton est précisée "pompable", il convient de conférer au béton le maximum de plasticité et de l'enrichir en sable par rapport à un béton de qualité "courante". On pourra pour cela majorer le terme correcteur K de la valeur Kp = + 5 à + 10 environ selon le degré de plasticité

désiré.

7. TABLEAU 7: COEFFICIENT DE COMPACITE

CONSISTANCE SERRAGE COEFFICIENT DE COMPACITE

D = 5 D = 10 D = 12,5

D = 20 D = 31,5

D = 40 D = 80

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Très plastique

Piquage ...............

Vibration faible....

Vibration normale.

0,750

0,755

0,760

0,780

0,785

0,790

0,795

0,800

0,805

0,805

0,810

0,815

0,810

0,815

0,820

0,815

0,820

0,825

0,820

0,825

0,830

Plastique Piquage ................

Vibration faible ....

Vibration normale.

Vibration puissante

0,760

0,765

0,770

0,775

0,790

0,795

0,800

0,805

0,805

0,810

0,815

0,820

0,815

0,820

0,825

0,830

0,820

0,825

0,830

0,835

0,825

0,830

0,835

0,840

0,830

0,835

0,840

0,845

Ferme Vibration faible .....

Vibration normale.

Vibration puissante

0,775

0,780

0,785

0,805

0,810

0,815

0,820

0,825

0,830

0,830

0,835

0,840

0,835

0,840

0,845

0,840

0,845

0,850

0,845

0,850

0,855

NOTA : Ces valeurs sont convenables pour des granulats roulés sinon il conviendra d'apporter les corrections suivantes : * Sable roulé et gravillon concassé : - 0,01

* Sable et gravillon concassé : - 0,03

8. ABAQUE N° 1

Abaque permettant d'évaluer approximativement le dosage en ciment à prévoir en fonction du rapport C/E et de l'ouvrabilité désirée ( affaissement A au cône d'Abrams )

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+

CONTRÔLES SUR BÉTON FRAIS

1. ESSAI D'AFFAISSEMENT

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Cet essai est également appelé ESSAI AU CONE D'ABRAMS ou SLUMP - TEST.

1.1. But de l'essai :

Il s'agit de contrôler l'ouvrabilité d'un béton, c'est à dire vérifier son adaptation au moyen de mise en oeuvre.

1.2. Limites d'utilisation :

Ce type d'essai n'est applicable que pour des bétons dont la dimension maximale D des granulats est £ à 40 mm.

1.3. Matériel :

* Le MOULE : en acier, forme tronconique et sans fond.

Dimensions : # Æ du cercle de base inférieure ...... : 200 mm

# Æ du cercle de base supérieure ..... : 100 mm

# hauteur ........................................... : 300 mm

* La TIGE de PIQUAGE : en acier, extrémités arrondies.

Dimensions : # Æ ................................ : 16 mm

# longueur ..................... : 6OO mm

* Le PORTIQUE DE MESURE : deux montants verticaux reliés par une traverse à la partie supérieure, sur laquelle coulisse un réglet.

* La SURFACE D'APPUI de l'ENSEMBLE : rigide, en acier.

1.4. Mode opératoire :

# Huiler légèrement l'intérieur du moule et le fixer sur la plaque d'appui qui aura été humidifiée.

# Introduire le béton dans le moule, en 3 couches de même épaisseur. Piquer chaque couche 25 fois à l'aide de la tige.

# Araser la dernière couche en roulant la tige sur le bord du moule.

# Positionner le portique et lire A0.

# Démouler en soulevant le moule avec précaution, lentement, verticalement et sans secousses.

# Mesurer A1 sur le point le plus haut du béton affaissé.

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1.5. Expression des résultats :

L'affaissement est exprimé par un nombre entier A :

* Un seul essai : A = A1 - A0

* Trois essais : Effectuer les 3 mesures au ½ centimètre prés.

L'affaissement A est la moyenne des lectures arrondie au centimètre prés.

1.6. Interprétation des résultats : CONSISTANCE

D'après la norme NF P 18-010

Affaissement au cône

cm

Classification Désignation simplifiée

de 0 à 4

5 à 9

10 à 15

³ 16

Ferme

Plastique

Très plastique

Fluide

F

P

TP

FL

2. PLASTICIMETRE A ROTATION


Le plasticimètre rapide est conçu essentiellement comme avertisseur d'excès d'eau.

Il permet de contrôler très facilement et très rapidement l'ouvrabilité du béton et de limiter le dosage en eau à des quantités compatibles avec les résistances demandées.

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2.2. Matériel :

Appareil portatif composé d'un boîtier avec poignée reliée par un axe à une tête à trois ailettes permettant la mesure de la plasticité du béton.


# Ramener l'index en butée, dans la zone rouge, graduation 20

# Plonger verticalement les ailettes dans le béton ( placé dans le malaxeur, une brouette, une auge, ...) jusqu'au repère gravé sur l'axe à 2,5 cm au-dessus de leurs arêtes supérieures.

# Secouer par quelques mouvements verticaux afin que le béton se reconstitue bien autour de l'appareil.

# Tourner lentement la poignée dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à ce qu'il y ait cisaillement du béton ( les ailettes se mettent à tourner ) et stabilisation du curseur.

# Lire la valeur indiquée par l'index.

# Répéter la mesure autant de fois que nécessaire.


L'indication du plasticimètre correspond à l'indication donnée par le cône d'Abrams pour les bétons plastiques courants.

Pour les autres cas, les résultats ne coïncident pas parfaitement avec les valeurs d'affaissement.

Faire éventuellement un étalonnage préalable avec le cône d'Abrams pour plus de précision.

3. MANIABILIMETRE


Il s'agit de déterminer le temps d'écoulement des bétons, c'est à dire de définir la maniabilité des bétons.

Cette mesure de maniabilité permet :· d'apprécier la facilité de mise en place dans les ouvrages et de déterminer les

quantités d'eau nécessaires.· d'affiner les compositions de bétons en recherchant la maniabilité maximale pour

des teneurs en eau et en ciment données.

· d'évaluer l'efficacité de certains adjuvants, plastifiants réducteurs d'eau en particulier.

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· de vérifier sur chantier que la valeur limite définie pour le béton lors de l'étude est bien respectée.

3.2. Matériel :

Le maniabilimètre existe en deux versions :* appareil type A : pour D > 12,5 mm* appareil type B : pour D £ 12,5 mm

3.2.1. Le moule : Il repose sur le sol par 4 amortisseurs caoutchouc.

3.2.2. La cloison amovible : Elle sépare le moule en deux parties. Elle coulisse verticalement dans des glissières fixées sur la face externe du moule.

3.2.3. Le vibrateur : Electrique, à moteur asynchrone, fixé sur la face extérieure du moule.

3.2.4. La tige de piquage : Métallique, de 6 mm de diamètre, pesant 200 g, terminée par une calotte hémisphérique. Elle est utilisée lors du remplissage du moule.


3.3.1. Appareil A :

* Prélever dans la gâchée 30 litres de béton. Remplir le grand compartiment du moule à la truelle en veillant au bon remplissage de l'angle formé par le fond du moule et la plaque amovible. Araser la surface libre à la règle.

3.3.2. Appareil B :

* Prélever 1 litre de béton ou mortier. Remplir le grand compartiment en 4 couches et piquer chaque couche de 6 coups de la tige de piquage, la tige étant tenue parallèlement à la paroi inclinée de la cloison amovible. Araser la surface libre à la règle.


# Le temps réel entre la fin du malaxage et le début de l'écoulement sous vibration doit être de 2,50 min. pour l'appareil B et 4 min. pour l'appareil A.

# Enlever la cloison amovible ( la vibrateur se met en marche ) et déclencher le chronomètre.

# Arrêter le chronomètre lorsque le niveau du béton atteint le trait - repère de l'appareil.

# Le résultat de la mesure est le temps t mis par le béton pour arriver au trait - repère.

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3.5. Interprétation des résultats :

Plus le béton est plastique, maniable et de bonne ouvrabilité et plus le temps t est court.

Classification Temps en s.

Béton sec ³ 40

Béton de bonne ouvrabilité

20 £ t £ 30

Béton très plastique 10 < t < 20

Béton très fluide £ 10

4. AEROMETRE A BETON

4.1. But de l'essai : Il s'agit de mesurer la teneur en air occlus du béton frais.

Afin d'obtenir une meilleure ouvrabilité du béton, ou afin d'augmenter la stabilité de ce béton vis-à-vis du gel et du dégel, on ajoute des adjuvants créant des pores lors de sa confection.

Pour vérifier l'action des additifs, ou pour connaître la contenance en air d'un béton quelconque, on se sert del'aéromètre à béton.

4.2. Principe de la mesure :

L'aéromètre travaille selon le principe de la loi de BOYLE - MARIOTTE.

La mesure du pourcentage d'air occlus d'un béton frais est basée sur le fait que seul l'air occlus est compressible.

A température constante, la variation de volume obtenue par une variation de pression est proportionnelle à la quantité de gaz comprimé.

4.3. Description de l'appareil :

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L'appareil est composé :

* d'un réservoir de pression ayant une capacité minimale de 5 litres.

* d'un couvercle fixé sur ce réservoir au moyen de 4 vis. Ce couvercle comporte un joint caoutchouc pour assurer une meilleure étanchéité.

* sur le couvercle se trouvent deux robinets et une chambre de pression.* un manomètre indique directement le pourcentage d'air dans le béton.

4.4. Préparation de l'essai

Deux cas se présentent :

# L'affaissement A du béton est ³ 10 :

* Introduire le béton dans la cuve en 3 couches de même volume.* Piquer chaque couche par 25 coups de la tige de piquage ( celle de l'essai d'affaissement )

· Suite au piquage de chaque couche, tapoter de 10 à 15 coups secs, avec un maillet, la cuve de manière à combler les trous de la tige.

# L'affaissement A du béton est £ 9 :

* Introduire le béton dans la cuve.* Placer la cuve sur la table vibrante et vibrer pendant 15 secondes en complétant la quantité de béton.

Araser la surface supérieure à l'aide d'une règle biseautée, avec un mouvement de sciage.

Nettoyer les bords de la cuve.


# Adapter et fixer la partie supérieure de l'aéromètre.

# Le robinet de purge d'air étant ouvert, remplir d'eau la partie supérieure de l'appareil. Ajuster le niveau à 0 en ouvrant le robinet inférieur.

# Tous les orifices étant fermés, appliquer la pression de 0,1 MPa. Lire directement le pourcentage d'air .

# Décomprimer par ouverture du robinet supérieur.

# Réajuster le niveau d'eau s'il y a lieu, et répéter 2 fois la mesure sur le même échantillon.

# Refaire l'essai sur un autre échantillon de la même gâchée.

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Le pourcentage d'air occlus est la moyenne arithmétique des lectures effectuées ( 3 lectures sur 2 échantillons )

Normes à C onsulter :

NF P 18 - 451 : Bétons - Essai d'affaissement

NF P 18 - 010 : Bétons - Classification et désignation des bétons hydrauliques

NF P 18 - 452 : Bétons - Mesure du temps d'écoulement des bétons et des mortiers aux maniabilimètres

CONFECTION D'ÉPROUVETTES

1. DÉFINITIONS

1.1. Essais d'étude :

Essais exécutés entièrement en laboratoire avec les constituants susceptibles d'être utilisés sur le chantier, dans le but de vérifier l'aptitude de la composition à satisfaire les exigences, en particulier la maniabilité et la résistance.

La gachée d'essai : Exécutée par le laboratoire, elle doit être telle qu"elle permette d'obtenir un volume de béton compacté excédant de 25% celui des éprouvettes.

Malaxage : Les constituants son introduits dans la cuve dans l'ordre suivant : gravillon, ciment, sable. L'eau de gachâge est rajoutée après un mélange à sec d'au moins 1 min. Le malaxage doit être ensuite pousuivi pendant au moins 2 min.

1.2. Essais de convenance :

Essais ayant pour but de vérifier qu'avec les moyens du chantier, on peut réaliser le béton proposé. Il permet également de vérifier que les quantités de constituants prévues par mètre cube de béton donnent bien 1 m3 de béton en oeuvre.

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1.3. Essais de contrôle :

Essais ayant pour but de vérifier le respect des spécifications.

1.4. Essais d'information :

Essais exécutés sur éprouvettes confectionnées avec le béton prélevé dans l'ouvrage ou juste avant son introduction dans l'ouvrage pour évaluer les résistances du béton de l'ouvrage à un moment donné.

Les essais d'étude sont exécutés sur le béton préparé dans un laboratoire; les essais de convenance et de contrôle sont exécutés sur le béton gâché dans la bétonnière ou le malaxeur utilisés sur le chantier.

Les essais sur béton frais sont effectués avant la mise en place du béton. L'essai d'affaissement permet de connaître le mode de mise en place pour la confection des éprouvettes.

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2. MOULES POUR ÉPROUVETTES

Deux types de moules sont utilisés:

* moules prismatiques, généralement métalliques. Ce sont des prismes à section carrée d'arête a et de longueur L = 4 a.

* moules cylindriques, en métal, en matière plastique ou en carton ont une hauteur égale à deux fois leur diamètre.

2.1. Dimensions de fabrication :

2.1.1. Moules cylindriques

Format Dimensions de fabricationmm

Section D

Diamètre a Hauteur l cm2 mm

Cylindre de 11

Cylindre de 16

Cylindre de 25

112,8

159,6

252,5

220

320

500

100

200

500

£ 16

£ 40

£ 80

2.1.1. Moules prismatiques

Format Dimensions de fabricationmm

Section a2 D

Arête a de la base

Longueur L = 4a Cm2 mm

Prisme de 10

Prisme de 14

Prisme de 20

100

141,4

200

400

565,6

800

100

200

400

£ 20

£ 50

£ 80

2.2. Choix du moyen de serrage :

Pour les essais d'étude, de convenance et de contrôle, la mise en place du béton dans les moules se fait en fonction de l'affaissement au cône.

2.2.1. Affaissement A inférieur ou égal à 9 :

* aiguille vibrante ( voir norme NF P 18-422 ) pour les cylindres de 16 et 25, ou les prismes de 10, 14 et 20.

* microtable vibrante ( voir norme NF P 18-421 ) ou aiguille vibrante de 25 ( voir norme NF P 18-422 ) pour les cylindres de 11.

2.2.2. Affaissement A supérieur ou égal à 10 :

* par piquage ( voir norme NF P 18-423 )

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3. CONFECTION DES ÉPROUVETTES

3.1. Mise en place par microtable vibrante :

# Fixer rigidement le moule sur la table

# Le remplir entièrement de béton frais

# Mettre le vibrateur en fonctionnement. La durée de vibration est donnée par les abaques de la norme NF P 18-421, en fonction de la dimension D des granulats, et de l'affaissement au cône d'Abrams.

# Continuer à alimenter le moule de manière à le maintenir constamment plein.

# Procéder à l'arasement.

3.2. Mise en place par aiguille vibrante :

On utilise :

# Une aiguille de f 25 pour les moules cylindriques de 11 et de 16, et pour les moules prismatiques de 10 et de 14.

# Une aiguille de f 37 pour le moule cylindrique de 25 et le moule prismatique de 20.

# Poser le moule sur une surface horizontale et rigide.

# Introduire le béton en 2 ou 3 couches, suivant le moule utilisé.

# Vibrer, en tenant l'aiguille verticalement. La durée de vibration est donnée par les abaques de la norme NF P 18-422, en fonction de la dimension D des granulats et de l'affaissement A au cône d'Abrams.


3.3. Mise en place par piquage :

Le piquage est effectué à l'aide de la tige de piquage de l'essai d'affaissement.

# Mettre le béton dans le moule en :

* 1 couche pour les prismes

* 2 couches pour les cylindres de 11 et 16

* 3 couches pour les cylindres de 25

# Piquer le béton à raison de 10 coups par couche et par 100 cm2.

# Bien répartir les enfoncement sur toute la surface du béton.


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4. CONSERVATION DES ÉPROUVETTES

4.1. Conservation des éprouvettes pour essais d'étude, de convenance et de contrôle :

Les éprouvettes, munies d'un dispositif s'opposant à l'évaporation, doivent être conservées sans être déplacées pendant 24 heures ± 1 heure dans un local à 20 °C ± 2 °C.

Après démoulage, elles doivent être conservées à la même température, dans l'eau ou dans une chambre humide ( humidité à 95 % minimum ).

4.2. Fabrication et conservation des éprouvettes pour essais d'information

Les essais d'information ont pour but d'évaluer les caratéristiques du béton utilisé pour la confection d'un ouvrage.

Les éprouvettes sont donc réalisées en approchant au plus près les conditions de mise en place de l'ouvrage.

La conservation se fait dans les conditions mêmes de l'ouvrage: même exposition au soleil, à la pluie, au vent, date de démoulage correspondant au décoffrage.

Le transport au laboratoire est effectué au plus tôt la veille du jour de l'essai.

NORMES A CONSULTER :

NF P 18 - 404 : Bétons - Essais d'étude, de convenance et de contrôle - Confection et conservation des éprouvettes

NF P 18 - 405 : Bétons - Essais d'information - Confection et conservation des éprouvettes

NF P 18 - 400 : Bétons - Moules pour éprouvettes cylindriques et prismatiques

NF P 18 - 421 : Bétons - Mise en place par microtable vibrante

NF P 18 - 422 : Bétons - Mise en place par aiguille vibrante

NF P 18 - 423 : Bétons - Mise en place par piquage

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CONTRÔLES SUR BÉTON DURCISESSAIS NON DESTRUCTIFS

1. MESURE DE LA DURETÉ DE SURFACE PAR REBONDISSEMENT AU SCLÉROMÈTRE

1.1. Principe :

Le scléromètre est un appareil simple qui mesure la " dureté au choc " du béton au voisinage de la surface ( Indice scléromètrique )

Cet indice, reporté sur abaque, permet de déduire la résistance à la compression du béton testé.

1.2. Fonctionnement du scléromètre :

Une tige en acier, sortant d'un cylindre, est appuyée sur le béton et comprime un ressort. En fin de course, ce ressort projette une masse sur la tige, sur laquelle elle rebondit.

Ce rebondissement est d'autant plus important que le béton est dur. Un index fixé sur l'appareil permet de déterminer l'indice scléromètrique.

La surface de l'ouvrage à tester est divisée en zones d'au moins 400 cm2 chacune. Il est nécessaire de faire une série de 27 mesures sur chaque zone d'essai. La distance entre deux mesures est de 3 cm au moins, et aucune mesure n'est effectuée à moins de 3 cm des bords de la surface testée. On fait ensuite la moyenne de ces 27 mesures. Les valeurs qui correspondent à des anomalies doivent être éliminées.

Cette moyenne, reportée sur l'abaque qui tient compte de la position de l'appareil, ou sur un tableau, donne les valeurs minimum et maximum de la résistance à la compression du béton.

1.3. Précautions et limites d'emploi :

La résistance obtenue est celle de la " peau " du béton. Il est nécessaire qu'elle soit préparée :

* pas d'aspérités, ni de laitance, ni de traces de peinture ou d'enduit* ne pas faire de mesure sur une surface écaillée, poreuse, ou sur un nid de gravillons* on peut poncer ou meuler la surface du béton

L'appareil doit être régulièrement contrôlé et étalonné.

Avant emploi du scléromètre, prendre connaissance de sa notice d'utilisation.

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2. AUSCULTATION SONIQUE

2.1. Principe :

Il s'agit d'évaluer la résistance du béton à partir de la vitesse de propagation d'ondes.

Il est en effet reconnu et prouvé qu'il existe un rapport étroit entre la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques à l'intérieur de matériaux homogènes, et la qualité de ceux-ci.

La vitesse est le quotient entre la distance séparant les transducteurs émetteur et récepteur par le temps de propagation de l'onde.

2.2. Différents modes de transmission de l'onde :

2.2.1. Méthode par transmission directe ou transparence :

L'émetteur et le récepteur sont appliqués sur les deux faces opposées de l'élément à mesurer.

2.2.2. Méthode par transmission de surface :

L'émetteur et le récepteur sont appliqués sur la même surface plane de l'élément à mesurer.

2.2.3. Méthode par " semi - transparence " :

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L'émetteur et le récepteur sont appliqués sur deux faces non coplanaires de l'élément à mesurer.

2.3. Appareillage : ( description du modèle P.U.N.D.I.T. )

L'équipement standard comprend :

* Le P.U.N.D.I.T - coffret émetteur-récepteur

* 2 transducteurs standard 54 kHz - f 50.

* 2 câbles de liaison des transducteurs à l'appareil

* Un étui protégeant l'appareil et facilitant le transport

* Un barreau étalon de résistance sonique connue, servant au réglage de l'appareil

2.4. Mesures :

# Vérifier le réglage de l'appareil à l'aide du barreau étalon et du potentiomètre.

# Enduire les transducteurs de graisse pour éviter tout défaut de contact.

# Appliquer les transducteurs sur la pièce à contrôler

# Noter le temps t de parcours par l'onde en s ( micro seconde )

# Mesurer la distance d parcourue par les ondes de l'émetteur au récepteur

2.5. Résultats :

Calculer la vitesse de propagation :

dv = ---- t

Cette vitesse doit être reportée sur un abaque pour en déduire la résistance à la compression du béton ( courbe tracée expérimentalement en comparant les résultats d'auscultation dynamique et d'essais à la compression ).

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NORMES À CONSULTER :

P 18 - 417 : Béton - Mesure de la dureté de surface par rebondissement à l'aide d'un scléromètreP 18 - 418 : Béton - Auscultation sonique - Mesure du temps de propagation d'ondes soniques dans le béton

F ICHE D 'UT IL ISAT ION DU P .U .N .D . I .T .

MISE EN SERVICE

Brancher les transducteurs ( ne jamais déconnecter les transducteurs lorsque l'appareil est en fonctionnement ) Placer le commutateur sur la position de votre choix ( Batt. ou Main ).

REGLAGE DE L'APPAREIL

Enduire les 2 transducteurs d'un produit de contact ( graisse ). Appliquer les transducteurs de chaque coté du barreau étalon et appuyer sur le bouton poussoir. Les transducteurs étant correctement maintenus sur le barreau étalon, le temps de transmission affiché doit être identique à celui gravé sur le barreau. Ajuster si nécessaire à l'aide du bouton SET-REF.

PRISE DE MESURE

Placer les transducteurs de part et d'autre de l'objet à tester. Effectuer la mesure du temps T de transit. Déterminer la distance L ( directe ) entre les transducteurs. La vitesse V de propagation est égale au rapport de la longueur par la vitesse de transit T:

V = L / T

DESCRIPTION DE L'APPAREIL

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a: coffret émetteur - récepteurb: 2 transducteurs plans f 50 mm, fréquence 54 kHz

c: 2 câbles de liaisond: barreau étalon pour réglage de l'appareil

: fiches coaxiales servant à la connexion des câbles de liaison aux transducteurs

: commutateur rotatif à 6 positions:OFF : mise hors circuitBATT : fonctionnement sur batterie interneExt : fonctionnement sur batterie externeCH : charge rapide de la batterie interneTC : charge lente de la batterie interneMAIN : fonctionnement sur secteur

: lecture du temps de parcours de l'onde émise

: bouton poussoir de mise en route de l'appareil

: potentiomètre de réglage de l'appareil (étalonnage)

: commutateur de sélection de l'unité de mesure

: galvanomètre ( charge de la batterie )

: lampe témoin de mise en charge de la batterie

CONTRÔLES SUR BÉTONS DURCISESSAIS DESTRUCTIFS

1. GÉNÉRALITÉS

Tous les essais destructifs sont réalisés sur des éprouvettes de bétons dont les dimensions sont données par la norme NF P 18-400

Pour la mise en place du béton, il y a lieu de se reporter aux normes françaises NF P 18-421, NF P 18-422, NF P 18-423.

La confection et la conservation des éprouvettes font l'objet de deux normes : NF P 18-404 et NF P 18-405.

2. SURFACAGE OU RECTIFICATION DES EPROUVETTES

Les extrémités des éprouvettes soumises à l'essai de compression doivent être préalablement rectifiées afin que les plateaux de la presse assurent un contact plan et perpendiculaire aux génératrices de l'éprouvette.

Pour parvenir à ce résultat, deux méthodes peuvent être employées

2.1. Surfaçage au soufre : norme NF P 18-416

Les deux extrémités de l'éprouvette sont munies d'une galette à base de soufre respectant les deux exigences:

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# planéité: Un mélange à base de fleur de soufre ( 60% ) et de sable fin de diamètre inférieur à 0,5 mm ( 40% ) est porté à une température de 125 °C, est liquéfié et versé sur une platine;

# perpendicularité aux génératrices: grace à un dispositif de guidage qui maintient les génératrices de l'éprouvette perpendiculaires au fond rectifié du moule.

Après refroidissement, le soufre s'est solidifié et adhère à l'éprouvette. On procède de même pour la deuxième extrémité.

2.2. Rectification :

Pour les bétons dont la résistance est importante, il faudra utiliser des moyens différents: une rectifieuse équipée d'une meule diamantée permet l'usinage de manière à rendre les extrémités parfaitement perpendiculaires aux génératrices.

3. ESSAI DE COMPRESSION

3.1. Principe :

Il s'agit de déterminer la contrainte de compression fc conduisant à l'écrasement d'une

éprouvette de béton.

3.2. Préparation de l'essai :

Les faces de l'éprouvette en contact avec la presse doivent être parfaitement planes et perpendiculaires à l'axe de l'éprouvette. ( voir chapitre précédent )

* Il faut centrer l'éprouvette avec précision.

* Mettre la presse sous tension. Effectuer les réglages du cadran ( mise à l'heure et au jour, réglage de la vitesse en fonction de l'éprouvette ...)

* Fermer le robinet de charge et décharge et mettre la presse en marche.

* La force appliquée doit croître régulièrement, de manière continue et sans choc.

( cadence : environ 10 kN / s pour une éprouvette 16 * 32 )

3.3. Mesures et résultats :

Noter la charge maximale Fmaxi atteinte avant la rupture ( en kN ).

Calculer la résistance de compression fc ( à 0,5 MPa prés ) :

10 Fmaxifc = -------------

S

S : section de l'éprouvette en cm2

4. ESSAI DE FENDAGE

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4.1. Principe :

Cet essai permet de déterminer la résistance ft au fendage du béton. C'est la résistance

caractéristique du béton à la traction.


L'éprouvette est placée entre les plateaux de la presse, suivant sa génératrice.

Elle s'appuie sur 2 bandes en contre-plaqué ayant les dimensions suivantes ( en millimètres ) :

b = ( 0,09 ± 0,01 ) * a

e = 4 mm± 1mm

l ³ longueur de l'éprouvette

L'éprouvette doit être centrée et appuyée sur toute la longueur.

La charge est appliquée de manière continue et sans choc. ( cadence : 4 kN / s pour une éprouvette 16 * 32 )

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Noter la charge maximale Fmaxi atteinte avant la rupture (en kN).

Calculer la résistance au fendage ft ( à 0,1 MPa prés ) :

20 Fmaxi Fmaxift = ------------- 6,37 --------- p * a * h a * h

( a : diamètre, h : hauteur de l'éprouvette en cm )

4.4. Relation entre ft et fc :

ftj =0,6 + 0,06 fcj

5. ESSAI DE FLEXION

5.1. Principe :

Cet essai permet de déterminer la résistance en flexion ff du béton.


Cet essai s'applique uniquement aux éprouvettes prismatiques. L'éprouvette est placée sur l'appareil de chargement conformément au schéma ci-dessous

Les appuis sont constitués par des rouleaux en acier de 20 mm de diamètre

Il est recommandé d'utiliser un gabarit de centrage pour la mise en place de l'éprouvette.

La charge est appliquée de manière continue et sans choc.( cadence : 0,17 kN / s pour un prisme de 10 * 10 * 40 )

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Noter la charge maximale Fmaxi atteinte avant la rupture (en kN ).

Calculer la résistance au fendage ff ( à 0,1 MPa prés ) :

30 Fmaxiff = ------------- a * a

a : arête de base de l'éprouvette

6. RESISTANCE CARACTERISTIQUE

Les résultats des essais de résistance à la compression du béton présentent toujours une certaine dispersion. La résistance à la compression d'un béton n'est donc pas exprimée à partir de la résistance moyenne des essais, mais par sa résistance caractéristique

La résistance caractéristique fck d'un béton est la valeur en dessous de laquelle on peut s'attendre à rencontrer 5% ou 10% au plus de l'ensemble des résultats d'essais de résistance du béton spécifié.

6.1. Définitions :

On appelle charge la quantité de béton délivrée en une seule fois, dans un seul récipient: le contenu d'un malaxeur par exemple.

On appelle lot la fraction de fourniture que l'utilisateur désire individualiser: le béton nécessaire pour une partie d'ouvrage par exemple.

Le lot est composé de plusieurs charges.

6.2. Contrôle de la résistance caractéristique :

Soit p le pourcentage d'essai pouvant être inférieur à la résistance caractéristiques ( p = 10 % pour des résistances jusqu'à 30 MPa, p = 5% pour les résistances caractéristiques supérieures à 30 MPa )

Soit fci la résistance moyenne à la compression d'une charge de béton obtenue à partir des essais sur au moins 3 éprouvettes confectionnées lors d'un même prélèvement numéroté i

La résistance fc à la compression du béton d'un lot donné est caractérisée par la moyenne arithmétique des résistances des n charges ayant donné lieu à prélèvement, et par l'écart-type s de la distribution.

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fck étant la résistance caractéristique spécifiée, les résistances définies doivent respecter les conditions suivantes:

fci ³ fck - k2

fc ³ fck + k1

Si le nombre de charges ( n ) est supérieur ou égal à 15, la deuxième inégalité est remplacée par:

fc ³ fck + ls

k1 et k2 sont des contraintes exprimées en MPa. Elles sont définies dans le tableau suivant, de même que le coefficient lUne fabrication est dite certifiée après une procédure prévoyant un contrôle rigoureux des productions et une vérification de ces contrôles par un organisme indépendant du producteur.

fck £ 30 MPa ( p = 10%) fck > 30 MPa ( p = % )

Nombre n de charges 3 6 9 12 n ³ 15 3 6 9 12 n ³ 15

Fabrications k1 (MPa) 1,0 1,5 1,8 2,0 l = 0,85 2,0 3,0 3,3 3,5 l = 1,2

certifiées k2 (MPa) 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0

Fabrications k1 (MPa) 4,0 3,5 3,2 3,0 l = 1,3 6,0 5,5 5,2 5,0 l = 1,9

non certifiées k2 (MPa) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0 0 0 0 1,0

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FICHE D'UTIL ISATION DE LA PRESSE HYDRAULIQUE

A : PRESSE : plateau supérieur : plateau inférieur : vis de réglage

B : GROUPE HYDRAULIQUE : bouton marche - arrêt : bouton arrêt pompe : robinet de décharge : volant vitesse de charge

C : CENTRALE DE MESURE : bouton mise sous tension : afficheur : claviers numérique et alphanumérique

MISE EN PLACE DES ÉPROUVETTES Placer l'éprouvette sur le plateau inférieur · de la presse et la centrer parfaitement. Amener l'éprouvette à une distance d'environ 1 cm du plateau supérieur ¶ en jouant sur la vis ¸ du plateau inférieur.

MISE EN SERVICE DE LA PRESSE Vérifier que le robinet de décharge » est ouvert. Mettre sous tension : bouton ½. Régler l'affichage sur la voie 1 ( V1 ). Mettre à la date et à l'heure : pour cela :

# Appuyer sur la touche bleue, puis sur 20 [ date ].# Afficher la date et l'heure. Valider après chaque valeur en appuyant sur *.# Appuyer sur * pour revenir à l'affichage initial.

Régler la vitesse du cadencemètre en fonction de l'essai à réaliser : ( exemple : compression: 10 kN/s )# Appuyer sur la touche bleue, puis sur C [ cadencemètre ], et sur C [ vitesse ].# Afficher la vitesse. Valider après avoir composé la valeur en appuyant sur *.# Appuyer sur * pour revenir à l'affichage initial.

Le cadencemètre apparaît ( >>>>>> z <<<<<< ). Procéder au réglage de l'affichage: T assure le tarage ( Val = 0 / 2500 kN )

R assure la remise à zéro du maximum ( Max. = 0 ) Fermer le robinet de décharge : bouton » Mettre en route le groupe hydraulique : bouton ¹.

DÉROULEMENT DE L'ESSAI Amener l'éprouvette au contact du plateau supérieur. Pour une montée rapide, tirer sur le volant de vitesse. La vitesse de mise en charge doit être régulière: Pour cela, il faut que le rectangle demeure au centre du cadencemètre.

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Ajuster la vitesse par rotation du volant de vitesse ¼. L'affichage indique : # la valeur instantanée de la charge ( Val = )

# la valeur de la charge maximum atteinte ( Max. = ) Il y a rupture lorsqu'il y a baisse brutale de la valeur instantanée. Procéder à la décharge rapide en ouvrant le robinet ». Imprimer le résultat en appuyant sur la touche I. ( l'imprimante doit être sous tension ). Arrêter la pompe par le bouton poussoir º et éventuellement mettre l'interrupteur général ½ sur la position hors tension s'il n'y a pas d'autre mesure à effectuer.

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Documents

cours labo PARTIE 4 - LES BETONS.doc