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MINISHRE DE ET OU LOGEMENT LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET Août1969 Rapport de recherche 3 Compacité et maniabilité des bétons hydrauliques J. BARON R. LESAGE

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MINISHRE DE L'~OU IPEMENT ET OU LOGEMENT

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSS~ES

I~

Août1969

Rapport de recherche N° 3

Compacité et maniabilité des bétons hydrauliques

J . BARON

R. LESAGE

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compacité et maniabilité des bétons hydrauliques

J. BARON Attaché de recherche

Chef de la sous-section des bétons

R. LESAGE Chef du groupe" béton routier"

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

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• sommaire

Présentation Ch. PAREY el R. I.EZY

Introduction

Tableau des notations

Le béton hydraulique: objet de cette étude

1 - Classement des bétons suivant leur compacité en place

2 - Classement des bétons suivant leur temps d'écoulement dans des conditions données

3 - Propriétés de la fonction maniabilité

4 - Applications pratiques de la maniabilité

Conclusions

Bibliographie

Annexes

Résumés

Table des matières

3

5

6

7

9

13

23

29

33

35

36

44

49

MINIST!RE DE L'!nUIPEMENT ET DU LOGEMENT · LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUssHs • 58. BD LEFEBVRE. 75·PARIS XV'

AOUT 1969

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Ch . PAREY I.P.C.

Chef du département des bétons et métau x

R. LEZY Chef de service du Cadre

Département des bétons el métaux

Laboratoire Central des Ponls et Cha ussées

Présentation

Il existe de nombreuses méthodes de composition des bétons qui peuvent être classées en deux grandes catégories :

- ajustement de la courbe granulométrique du béton, construite à partir de courbes granulométriques des granulats, à une courbe ou à un fuseau de référence. C'est le cas des méthodes Caquot, Faury, Bolomey, Joisel, californienne, etc.,

- recherche expérimentale de la compacité maximale à partir des constituants prévus, le serrage du béton étant obtenu par des moyens divers. Il s'agit des méthodes Valette , Lézy, Buisson, Texas, etc.

Ces méthodes sont, dans tous les cas, destinées à obtenir un béton de compa­cité maximale, qualité qui en conditionne le compoTtement ultérieur notamment du point de vue des résistances mécaniques et de la durabilité, par ailleurs, elles donnent généTalement assez d'indications sur les caractéristiques du béton frais et il est encore fréquent de voir des études de laboratoires proposant un béton par­faitement compact en laboratoire, mais en fait très difficile à mettre en place sur le chantier.

Le rapport de MM. Baron et Lesage aborde le problème de la composition des bétons sous un angle nouveau. Il définit une fonction « maniabilité » du béton qui prend en compte, non seulement les caractéristiques propres des constituants, mais aussi en principe, les moyens d'homogénéisation.

Il montre, d'autre part, que la compacité du béton frais est fonction de sa maniabilité. Cela rend aussi possible l'étude de la composition à partir de mesures de maniabilité, plus faciles à réaliser sur le béton frais que des mesures de compacité. Il est également possible de déterminer, par cette méthode, un dosage en eau compatible avec les moyens et les difficultés réelles de mise en place.

Des études seront encore nécessaires dans ce domaine. En particulier l'in­fluence du malaxage (et des types de malaxeurs) SUT la maniabilité des bétons demande enCOTe des investigations sérieuses . Nous espérons que les laboratoires s'intéressent à ces problèmes et, en particulier, les Laboratoires Régionaux des Ponts et Chaussées pourront mettre à l'ép7'euve l' intéressante méthode de composition décrite dans le rapport de MM. BaTOn et Lesage et participer à la suite des études.

l

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introduction

Toutes les proprié tés llu hé ton en place dé pendent d e sa co mpacit é e l ccci dès l'ét al frai s.

Rapport d 'un poids volumique apparent à llll

poids volumique théoriq ue, l a compacit é du bé ton frais es t aisément d é flni ssahle et mesurabl e. Par contre, c'est ulle propriété dont l a variation es t diffic ilement prévisible lorsqu 'on passe, pOlir un m ême hé ton, des moyens d e mise en pl ace du labora toire à ceux du ch antie r.

Cette pré \lisioll es t pourt a nt essentie lle. Salis elle, au cun résultat d 'é tude c n bhoratoirc ne pourra it ê tre te llu , sur chanti e r, pOlir 1111 élément d e déc i­sion . E n matière de tec hnologie des béions, l'im­pOl'tlln ce attribu ée a u l ahoratoire vis-ù-vis du ch alllicr d épend é t roit ement de la répon ~e à cette ques ti on : est -il possihle rie c1lOisil' Cil l ahora­toi l'e, elltre d eux mélanges (1), celui qui fournira, sur chantier, l e bé toll (2) de mei ll eure compacité?

La réponse sera positive à condition qu ' il so it pos­sihl e de définir (et de repérel') en laboratoire : « l'aptitude des bé tolls à se mettre en place », c'es t-à-dire une qualit é illirinsèque du béton : l a mania bilité (ouvrabilit é, « workabilit y») . Une telle propriété ÎlltrÏnsè(lue existe-t-eHe? Après presque Uli demi-siècle où se sont accumulés défi­nitiolls e t appareils de repé rage (plutôt flue de m esure) (3), ec tt e ques ti on peut ê tre utilement posée.

Les ap pareils proposés pour repérer la « mania­bilité» son t fond és sur, aH moins, d eux priuc i­pes très différents : mesure d ' un temps d'écoule­m ent ou d 'une compacité, e l ceux qui sout fon­dés sur un m ême princ ipe diffé rent par les condi­tions imposées a u béton de l'é tude.

S'il était poss ible d'étahlir ex périment a lement des rel at ions entre les résultats dOllnés par ces difTé-

l'ents a ppare ils, on serait en droit de conclure que l e com por tem cnt d ' un bé ton, d ans certaines condi­tions, peut se déduire d e SOli comportement, dans d es conditions diffé rentes. Il sera it également pos­sibl e de définir une « fonction mani ahilité », indé­pend ulIlment de cel' appare il fo\.

Si ces re la tions exi staien t, même lorsque les prin­cipes des appareils sont diffé rents, cela pe rmet ­trait d'attribuer à la « fon ction maniahiHté» deux rô les (lifTérents, puis(IU'eJle pourrait qualific r

la fa cilit é de la mise en place (prévision dll te lllps d 'écoulement ) ;

l a qualit é tlu béton Cil place (rH'évision de la cOlllpacité).

Enfin J'é tud e expérimental e du comportement du bétoll , clans un quelconque de ces appare ils, pOllr­l'ait indiquer les princip ales propriétés de la « fon ction maniabilité ».

L'étude se propose de d émontrer que, lorsque l es constituant s du béton sont connus e t que seules les proportions varient dans d cs limit es cOllvena­bIcs, d es rc la tions approchées peuvent être é ta­blies cnlre l es résult ats d onnés paT les dive rs appareils de repé rage d e ]a maniabilité, e t qlle, dans ces conditions, le laboratoire pcut effi cace­ment aider le chantier dans l e cho ix des propor­tions optimales d'lm bé ton.

(l) Mélange : Léto.ll avan t sa mise e n place.

(2) B éton : matériaux solides incl'l es + li ant + ea u. Dalls ce texte un morli c r (et mê me li la limite un e !)ûte de ciment ) est ('o ll sidé ré co mme UII bétoll .

(3) Voir bibli oj.!:f3 I)hi e en fin de tex te et description des apparci l!l ri e !'f' IH' ra gc en ann exe 1.

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tableau des notations (présentées dans l'ordre de leur parution

dans le texte)

A Ensemble des paramètres de qualité des constituants du béton (forme, é tat de surface des granulats, nature du ci­menl...) .

Q Ensemble des paramètres de quantité d es constituants du béton (proportions, granularité ... ) .

B (1) Ensemble des paramètres de malaxage (type du malaxeur, durée du malaxa­ge ... ) et de mise cn place (quantité d 'énergie, mode d'application fré­quence et amplitude de vibration, hauteur de chute du béton).

c Compacité du béton.

Co Compacité du béton mis cn place dans d es conditions de référence.

fc , h e (2) Fonctions de B, pente et ordonnée à l'origine de la relation linéaire entre c e t Co.

M

m

Fonction maniabilité.

Repérage de IVI ,dans les conditions de mise en place définies correspondant à un appareil donné.

f et , h et (2) Fonctions de A et B, pente et ordon­née à l'origine de la relation linéaire entre c et Ig t.

t Temps d 'écoulement du héton dans le maniabilimètre LCPC-Lesage e t, d'une manière générale, temps d'écoulem ent jusqu'à llll repère fixe, dans des condi­tions B.

6

e Proportion volumique de 1'eau.

S Ensemble des paramètres : proportioll fO des matériaux solides (sous-ensemble de Q).

Mo Fonction maniahilité du béton pour une teneur en eau de référence.

fe et h e Fonctions de e, pente et ordonnée à l'origine de ]a relation linéaire entre M et Mo.

g Proportion volumique d es granulats au ~"ein du béton.

1 Proportion volumique du liant au sein dn béton.

gi Proportion volumique, au sein dn bé­ton, des granulats de la classe i.

ft , Ilt (2) Fonctions de B, pente el ordonnée à l'origine de la relation lin éaire entre 19 t (B*) et 19 t (BOO).

(l) Un ou deux astensques apposés au sy mbole B représen. tant un ensemble de paramètres signifi ent que 1'011 sc fixe un processus opératoire. Exemple : il représentant les co nditions de fabrication du béton, Il* et B** se ront deu x processus opératoires de fabri . cation différcnts.

(2) Pour les coefficients f et h, les indices Ollt été choisis pour rappeler les caractér istiqu es re li ées : l'indice c rap' pelle la relation cntre deux compacités, t la relation entre deux temps d'écoulement et ct la relation cn tre un e co mpa· cité et un temps d'écoulemeut.

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le béton hydraulique objet de cette étude

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L'élude présentée se ra pporte uniquement à des hétons hydrauliques, tels qu'i1 s sont mis en pl ace d'une manière courante sur les chantiers de revê~ tements routiers, d'ouvrage.s d'art ou de hât iment. En ce qlli concerne les bétons spéciaux (bétons pompés, comprimés, etc.) elle ne saurait être, au mieux, que le Jloint de départ de nouvelles re· cherches.

L'effet des plastifiants et des entraîneurs d'air n'es t pas traité.

Les mortiers ou pât e.>; de ci ment ont été égaIe­ment ex périmentés, mais en tant que cas limites d'un béton h ydraulique.

Les paramètres qui caractérisent un héton ont été classés en deux catégories :

- ceux relatifs à la nature des constituants (fonne, état de surface des granulat s, nature du ciment...) : paramètres du groupe A;

- ceux relat ifs aux proportions et à la granu­larité des constituants : paramètres du groupe Q.

Cette distinction a été faite pour permettre l'écri· ture de relat ions qui rendent compte des résultats ex périmentaux . Dans ces relations, les paramètres du groupe A et ceux du groupe Q jouent un rôle différent.

8

Théoriquement , il n'est certainement pas fond é de dissocier ainsi les paramètres A et Q. En effet, si telle qualité d'un constituant intervient dans tel phénomène étudié, elle intervient sa ns doute d' au­tant plus que ce constituant es t en forte propor­tion. Si l'expérience semble solliciter une telle distinction, ce ne peut être qu'une approximation et les relations déduites ne sont qu'approchées. En particulier, ces équations ne sauraient être ex· trapolées hors de la gamme des bétons réellement essayés.

Les proportions des béions (mortiers ou pâtes de ciment ) essayés sont donc données en annexe 2. Elles ont été déterminées de manière à ne jamais trop s'éloigner des proportions utilisées en pra­tique, en incluant cependant celles qui seraient jugées franch ement mauvaises, de sorte que le dom aine expérimental déhorde le domaine pra­tique.

La distinction entre les paramètres de qualité et de quantité n'es t justifiée que si la pondération des paramètres de qualité, lorsque les proportions des constituant s varient, intervient peu dans les phénomènes étudiés. Ce point ne peut ê tre admis que par l'examen des résult ats ex périmentaux.

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1 -classement des bétons suivant leur compacité

place .

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TABLEAU 1

C.<\. R ,\ CTER IS,\TIQN DE . ' ET .' . EQUAT IO N IJ~~ LA DIIOITE C,\HACTE lt I SATION

MODE DE VAlUATION NOM IliIE ilE IIEI;HESSION ET DE ,\

I)'ESS,\ IS COEFFIC IENT u.: Q (NAT Ultt: DES CONSTIT UANT S) U· 11** Ilt: CORHELATION ,

Granu lat s sil ico.cu lca ires Malaxage p enda nt Malaxage p endant Var iali on de sable/ c (11*) --de Seine 3 minutes e" m u- 3 mi.llul es cn ma- gra vi l lo ns (6 vu- 0,33 c (Bu) + 0,60 Gravi l lon s 5/20 (2) laxeur de 80 litres la xeur dc 80 li tres leurs du rapport) Sable 0/5 à « t ra in va lseur ». à « train valse u r ». 10

C.P.A. 325 Polie! Mise c" place " . i\ li sc e" place se· Variation dc ea uf et Chausson Io n le process us d e 1011 le pro{'.csS lIS de dmcnt (2 valeur s)

l'essai Glanvill e. l'essa i Glanvil le. , ~ 0,95 Huul clIr de chu le Hauteur de chute

(F;g. 1) du Lélon : 95 cm (l) du hétoll : 80 cm

Diorite de lu :Mcill erai e illalaxagc pendant :Ma\axage p cndant Variation dc sab lc! c (II·) = Cailloux 20; ,10 3 minutes en Illa- 3 minules en ma- cai lloux (,1 valeurs 1,5 c (II · · ) - 0,38 Sable 015 laxeur de 80 litres luxenr dc 80 litrcs du rapport )

à « train valscur ». à « train val seur ». 15

C.P.A. 325 Po li e l Misc en pince sc· AHse en place sc· Variation de ea ul et Chausso.n Ion le process us 1011 le process us cimc nt (4 vale urs)

Glanville (95 nu) Gla nville (95 cm) puis vibration du moule sur tabl e vi· brante pendant 10 , ~ 0,82 secondes (fréque n. cc mo ye nne 100 hertz. Ampli tude

(Fig 2) = 0,3 mm )

(1) On trouvera en ann exc l la description de l'appareillage d e Glanv ill e (<< compacting fa('tor apparatus ») cl du process us opératoire de l 'essai .

(2) Les cl asses gra nulaire s cl /D sont défini es de la manière suivante :

d est le côté de la ma ill e carrée du plus gros tamis sur lequel aunlt! grain Il e passe.

D est le cô té de la maill e carréc du p lus petit tamis sur leq uc l 10 ll s les grain s passent.

10

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Soit , lIll béton (A,Q ), travaillé (malaxé, miS en place) suivant les conditions B ; sa compacité (1 ) en place sera une fonction de ces trois groupes d e variables :

c c (A,Q,B )

A et Q représent ant l'ensemble des paramètres d e quali t.é e t de quantit é des constitu ants et B l'ensemble d es paramètres de fabircation du bé ton, considé rons le mêm e béton (A,Q), travaillé selon d eux procossus différent s, défilli s, l'u n pa r les conditions B *, l'autre par l es cond itions B **.

L'expériment ation exposée dans le tableau 1 mon­tre qu e, lorsque seuls les pa ramètres d e quantité Q du bé ton varient , les d eux compacités obtenu es pour ch aque béton sont, entre e lles, en relation linéa ire. Les coeffi cients de cette relation sont des· fonetions d es paramètres de mise en place B, pour des maté riaux de nature d éfini e A . Si la nature d es ma téri aux change, la val eur d es coef­fi cients change; les coeffi cient s sont donc égale­m ent fon ction de la nature d es matériaux A. Les résultats de J'ex périmentation (tableau 1 et fi g. 1 et 2 ) peuvent ê tre exprimés d'une manière approch ée par l'équ ation :

c (A,Q,B" )

( (A,B",B"* ) . c (A,Q,B** ) + h , (A,B",B" ) (I, )

F iu : tcur de c o mp aclagi'

0,90 0 (Ell~ i cl.:usiqu cJ

b '----~'"

O,8 S0

0,8 0 a

0,7 sa 0, 6 S0

,

--,----

o) n o 0,7 sa

Fi g. 1

0,800 0,8 sa F ac t i'u r di' c o mp;)ct 29~

(Hau r , u rd ~ Chu f ~ r ~'dui l~1

Re lation entre les compacI t és obtenues pou r un méme béton. se lo ro deux cond i t ions de m ise en p lace d i fférente s.

Béton : G rav i ll on de Se ine 5/20 Sab le de Seine 015 C.P .A . 325 Po l iet et Cha usson

Absci sses Résu ltats de l' essai G lanv il le hauteur de chut e 80 cm

O l do nnées Résul tat s de l 'essai Glanv i l le . hauteur de chute 95 cm

Coeff iC ient de corré lation r = 0,95

0,900

D.85e

0,800

0,75 0

0 .700

a c lfur d , co m p,ac la9 f

( fH OI clasSlqu ~ J

. I l 1 '/

, l' L

Il' ,

/

,

1

0 9 00 0 950 Factf u r df co mp ac lo g "

(mo ul" Y; b r r )

Fig. "2 nelatl on entre les compacités obt enues pour un même béton . selon deux condi ti ons de mise en p lace d iff érente s.

Béton : D ior i l e de la M ei lleraie 20/40 Sabl e de Seine 015 C .P.A . 325 Po liet et C hausson

Absc isses Résul tats de I ·essai G lanv il le (hauteur de chute 95 cm) moul e vi bré pendant 10 secondes

Ordonnées Résu l1 ats de I" essai Glanville , hauteur de chule 95 cm

Coeff ici ûnt de corré lati on r = 0,82

Les fon ctions fe et he sont indépendant es des variables Q.

L'équation exprime une propriété particuliè re d e la fonction compacité. Dés igllons pal' Co la compa­cité d 'un bé ton (A,Q ), travaillé ti a ns des conùi­tions de ré férence (rigoureusement défilli es une foi s pour tontes), de telle sorte qu e Co ne soit une fonction que des pa ramètres A e t Q. P a r appl ication de l'équation (1) 0 11 peut écrire

c(A,Q,B ) = f , (A,B ). c, (A,Q) + h, (A,B) (IJ

Pour r épondre fav orabl cmcnt à la question posée en introdu ction , c'est·à-rli re pour qu ' il soit possible de choisir, en laboratoire, entre deux mélanges,

(1 ) Da ns ('ctt c étud c, la ('ompadté du bétoll cs t ec ll c qu' il a, il l'é tat fr a is, immédi atcm ent après mi se en pla cc. E lI c cst lc r appo rt du poids vo lumiquc rée l dll bétoll uprès mi se C il placc, uu poids volumique qu'aurait Ic même hé toll mi s cn p luce d e tc ll e sorte qu' il n'ait plus d e " ides.

Selo n cc tt e d éfinitioll , le bétoll le p lus rompu e! n 'cst p us obligatoircm ent le m cill cur. U n bé ton composé uniqu ement d 'ca u aurait UIlC compaci té unité.

Il

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celui qui fournira Sur ch antier le béton de meil­leure compacité, quel que soit B, il faut et il suffit que :

ile

(')qj

ile, (')ai

ile,

il 'Ii

> 0

> 0

étant un paramètre quelconque de l'ensem­ble A

étant un paramètre quelconque de l'ensem­ble Q.

La seconde condition est toujours satisfaite, com­me conséquence de l'équation qui l'cHe c et Co :

bc bco - - = fc --il'l i il 'Ii

L'expérience confirme en effet que la fon ction fc est toujours positive (Tableau 1).

La première condition, par contre, peut ne pas être satisfait e.

Il en résulte que

- Il est possible de choisir, en laborato ire, ent re deux mélanges qui ne d iffèrent que par les proportions de leurs constituants, celui qui fournira, sur chantier, le béton de meilleure compacité.

- Il n 'est pas possibl e, dans l'état actuel des rech e rches, de choisir avec certitude, en l aboratoire, entre deux mélanges de consti ­tu ant s différent s, celui qni fournira, sur ch antier, le béton de meilleure compacité.

Dans le cas où la nature des constituants es t connue, il est possible de prévoir en laboratoire l'influence d 'une variation des proportions sur la

12

compacité fin ale du béton de ch anti er. Cette pré­vision est celle que l'on souhaite obtenir par la connaissance de la « maniabilité », fonction intrin­sèque, qui rend compte de « l'aptitude d 'un bé­ton à se mettre en place ».

Dans l'expression de la comp acité d'un béton de constituants connus :

e(Q,B) = f, (B). e, (Q) + h, (B) (l ,)

la fonction Co peut donc êt re définie comme la fonction IVlaniabilité

M(Q) _ e,(Q)

On écrira

1 e(Q,B ) - f,(B). M(Q ) + h, (B) (l,)

Ainsi définie, la fon cti on IVlaniabi lité n 'est pas sus­ceptible d'être meslu ée. Cepend ant, il est pos­sible, en réalisant des conditions de mise en place de référence (condi tions Bo), de mesurer une « maniabilité Bo» défmie ainsi :

m(Q,B, ) = e(Q,Bo) = f, (B, ) M(Q) + h, (B, ) (l,)

Par app1ication de l'équation Il' On peut écrire:

e(Q,B ) = f, (B,B,) m(Q,B,) + h,(B,Boi (10 )

La « maniabilité Bo» a alors un rôle analogue à celui de la « fonction Man iahi lité» mais elle n'es t définie que si les conditi ons de référence Bo sont précisées.

Par exemple, dans le cas du «compacling factol" apparatus» ou «appareil Glanville », la compa­cité du béton mis en pl ace dans les cond itions Bo (décrites en annexe) pourra être a ppelée : « ma­niab ilit é Glanville ».

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1 •• . .

, ,/

2 - classement des bétons suivant leur temps d'écoul ent dans des conditions d

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TABLEAU 2

F,QUATION

CARACl'Elli SATIO N C =- f" .Ip;t + h cl NOM IJHE 1\101»),; DE VAIII AT ION S

DE A COND ITIONS ", COND ITIONS Il ~ 1':1' COEFF IC IENT UE I)' ~;SS,\ I S 1)"; Q

CO I\It~; I.,\T10N ,

PÏl te de cime nt R empli ssage Cil 4 Ecoulement sous e - 1,18- 0,136 Ig i 1 Varia lioll de ea u/ -(C.P.A. 325 Polie t t:ollchcs du ma ll Îa- l'action du vibra- , ~ O.9,~ cÎ m ent et Chausson) bilimètrc à morti e r teur du ma u Îabi li·

(6 coups de li ge mètre ; morti er métallique P lU" co u-

(Fig. 3) che)

~ Iorli c r , Rempli ssage cu 4 Et'o tl lement so us c ~ 1,1 - 0,195 Ig 1 45 Variation dc cau/ Sable « lIormlll » couches du 1II11llÎ II- l' actio n d u vibra - , ~ 0,92 cim e.nt (45 vu le urs ) C.P.A. 325 Po liet bîlimè lrc !i morti e r te ur du mania hi li · ct Chausson (6 coups de li ge m ètre i morti er

métalliqu e pal" co u-(Fig '1) che)

Mortier , R elllp lissa ge cu 4 Eco ul ement sous c ~ I ,05 - 0,l Si Ig t 49 Vari ation de cimcntl Sablc de laiti cr cO\lfll es du lIIani a- l'action du vib l·a· ,.

~ 0,96 sabl e (10 va leurs). Va · C.P.A. 325 Polic! bilimètre il morti er tcur du ma ninbili . riation de euu/ciment ct Chausson métallique par con· mètre à morti er (5 val eurs) , pOlir cha-

(6 coups de ti ge que valeur de ciIlU'III / (Fig. 5) che) sable .

Béton , Rcmplissagc io la Ecoulemcllt sous e ~ 1,21 - 0,266 Ig t 28 Variation des dosages Dio rite 20/40 de la pelle du IIIllnillhi- l'action du vibra- r ~ 0,91 eu sabl e, cililloux el ~ [cillcrai e limètre ; béton teur du lIlaniahili - gravillons Sablc de Seine 0/5 mètre ; béton (28 valeurs) C.P.A.C. 325 de la Sté de la Loisne

(Fig. 6)

14

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2.1 - LOI PARTICULTERE DE L'ECOULEMENT DANS LE MANIABILTMETRE L.C.P.C.-LESAGE

La méthode de repérage du comportement du bé­ton dans le maniahilimèlrc L.C.P.C.·Lesage a é té décrite [1] *. E lle consiste à mesurer le tem ps mis pal' un béton, mis en place dans les conditions Bh ponl' s'écouler, SO li S l'effet d'un e vibration dé· terminée (conditions B:.=) , jusqu'à un repère géo­métrique. Dans ce cas, les deux sOlls-ensemhles de paramètres Bl e l B :! forment l'ensemhle B.

Le béton sur lequel le repérage s'a pplique n 'est pas défini pal' les seuls paramètres (A,Q) portant sur la nature e l les proportions d es constituants. La définition complèt e du béton soumis à la vibra­lion doit inc1ure également la descrip tion de la mise en place BI de départ :

forme cl volume du compartiment destiné à recevoir le béton,

mode opératoire de la mise en place (décrit dans l'a rtic1e cité) [1] *.

Si l'on désigne par ct, la compacité du béton avant l'écoulement: Cl == c (A,Q,B 1), on vérifie expé. rimentalement la loi:

(II, )

Compat' te.

0,990

. j

/ . 0,980

0,910

.! /.

0,960

/ 0,950

0,'340

O,UO j.

l ' 0,92 0

0,910

" - - -1,9 1,8 ',7 ·',6 - 1,5 -',4 t 9 t 5of' to r'ldf'S

Fig, J Relation entre l a compaci te et le loganthme du temps d'écoulement d'un même béton dans le maniabllimètre L.C ,P,C ,-Lesage ,

- PAte pure de C ,P,A. 325 Polie! el Chausson

Abscisses: '9 des temps d 'écoulement

O rdonnées: CompacI té de la pâte pure dans le maniabilimétre av",nt l'essai d 'écoulement

Coefficient de corréla tIOn r = 0,94

Les conditions expérimentales el les résulta ts ex· périment aux sont donnés dans le tableau. 2 et sur les ligures 3, 4, 5 et 6. Il convient de remarquer, d'une part la diversité des matériaux soumis à l'essa i (pâ te de ciment, mortiers, béions), d'autre part les valeurs élevées des coefficients de corré· lation,

2.2 - GENEHALISATION DE LA LOI c = - f" 19 1 + h" A D'AUTHES TYPES D'ECOULEMENT

Si un même béton (A,Q) es t travaill é dans les conditions B * et B**, on vérifie expérimentale­ment les relations a pprochées (respectivemeut l'éfél'encées II, e t Ill) :

c(A,Q,H") _ f" (A,B' ,B·') . 19 1 + h" (A,B ' ,BH) (II, )

e l

19 1 (A,Q,B*) = - f, (A,B",B" ) . 19 1 (A,Q,B*') + h, (A,B' ,B··)

(III)

* Les chiffres cntre crochets renvo ient à la biblio6raphic_

C ompacÎ If.

~::~~ 1 1 1·>· o~;o 1 V'. 0,940

0_930

~:~ ... yll :. 0.900 ---I--I--+-'~"?+--f---jf--1 0.890 1 1/ 1

q880 .'. :/. .' '. 0,810

,"0 ",( 1 O~;o --+-t__-~6...+-~~+-t___!-_1 0~40 /[

:.:~~ VI/ il

0.810 .' : 0800

· ',5 - ~4 - ' ,3 · ' ,2 - t,' -1 - 0 ,9 - 0,8 ·0, 7 19 t sC'tond.'i

Fig, 4 RelatIon ent re la compaCité et le logarithme du temps d'écoulemenl d un même béton dans le marllabtlimet re L.C ,P,C " Lesage ,

Mort Ier de sa bl e normal (RILEM)

Abscisses: tg des temps d 'écoulement

O rdc nnées : Compacité du mortier dans le manlabilimètre avant l'essai d'écoulement

CoeffIcient de corrélation r = 0,92

15

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c ompoci

. . . 0,9 50

. / ~"r /.

. 1

l/ i·· . 0,900

.j: . 0,850

0,800

0,75 0 , - 2

j. ./

/' · 1,5

Fig . 5

-0' IglsH Ondts

RelatIOn entre la compacite e t le logari thme du temps d 'écoulement d 'un même bélon dans le maniabil imètre l.e .P.C .- Lesage.

M ortier de sable de l aitier

Abscisses: 19 des temps d 'écoulement

Ordon nées: Compacité du mor t ier dans le maniabil imètre avant ,'essai d 'écoulement

Coefficient de corrélation r :::: 0.96

en désignant par Ig t (A,Q,B) : le logari thme (base 10) du temps mis pal" le béton (A,Q), tra­vail lé dans les conditions B, p Olir s'écouler jus­qu'à un repère géométrique donné.

Ces d eux relations présentent UII C form e analogue à cell e de l'équation (1) .

Les conditions de la vérification expérimentale des équations (II:! ) et (III) sont données dans les ta.blcall x 3 et 4. Les résultats expédm.entaux sont exprimés d ans les I.llbleaux 3 et 4 et sur les fi,gures 7, 8, 9 et 10, li, 12.

Les expériences décrit es dans les tableaux 3 et 4 se rapportent à des bétons (de gra nulat concas­sé ou roulé), des mortiers (de sable normalisé RILEM ou de sable de laitier), des pâtes de ci· ment. Les mises en place ont été faites par gra­vité (deux h au teurs de chute) ou pa r vibration. L'écoulement des bétons sous vibration a été étu­dié pour deux amplitudes et deux fréquences dif­férentes. Enfin, J'étude de deux vitesses de ma­laxage et de deux tailles de malaxeur a été fait e.

16

Les coefficients de corrélation sont, à une excep­tion près, de l'ord re de 0,9 et très souvent supé­rieurs .

Une relation telle que )a relat ion (II:? ) reste appli­cable, même lorsqu e les conditions d'écoulement sont différent cs de celles du maniabiJimètre L.C.P.C.-Lesage .

Une preuve en es t a ppor tée par la comp araison entre les résultats du V.B .* test et du « compacting factor a ppara tus », [5]. L'essai de maniabilité V.B. consiste à mesurer un temps d'écoulement sous l'en et d 'une vibration, mais dans des condi­tions très différent es de celles qui existent dans le maniabilim ètre L.e.P.C.-Lesage.

Ent re le temps d'écoulement au V.B. et la com­pac it é mesurée au « compacting-test» ex iste encore ] a relation :

c = - f " . Ig t + h" (fig. 9)

Compoc.it;

0,960 , 0,950

1 ! Il Q'340 ,

q'330

1 '1'20

1 q910

1 1 0.'300

1 1 0.890 / 0,880 , i

0,870 1 L 0,860 1

, 0,850 , Q840 .Vj 0,830 0,820 , 0.810 , 1. ~,oo l' 0,790 " !

, 0,780 0,770 ' 1 0,760 .- /1 0750

- 2,1 - 2 - 1,9 - 1,8 - 1,7 - l ,ti -1,5 - 1.4 - 1,3 -1,2 19 t s t c. ondts

Fig. 6 Aelat lon entre la compaCité e t le logari thme du temps d 'écoulement d 'un même béton dans te maniabi1 imetre l.C .P.C .-Lesage .

Beton : Diorite de la Me ille ra ie 20/40 Gravitions de Seine S{20 Sable de Se ine ols C.P.A 325 Poljet et Chausson

Coeffi ci ent de co rrélation r 0.91

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TABLEAU 3

Re lation entre " Compacité Glanville .. et temps d'écoulement au maniabllimètre Lesage.

J-:QUATION

c =- f'I. 1g t + hct NOi\IIHtE: MODE: DE YAHI.\TIONS CARACTEII IS ATION DE A CONDITIONS u' COND IT IONS u" D'ESSAIS UE Q ET COU' .'ICIENT DE

CO IIIŒI.,\TION ,

Béton , Variutioll de sable/ Diorite 20/ 40 Essai Glanvill e Essa i Ilullliabili· 1,03 - 0,12 19 l

cll illoll x (5 valeurs) Sable de Scine 015 '" e ~ 15 Ciment C.P.A. Polict classique mètre LCPC-Lesage , ~ 0,95 Variation de cau/

v,ll curs) et Chaussolt

t"Îrn eHt (3

(Fig. 11

Béton , Variation de sahlc/ Diorite 20/40 Essai Glanville Essa i maniabili · e ~ 1,01 - 0,04 19 t ca illoux (5 valeurs)

'" 15 Sable de Se ine 0/5 (rnise pillee en par mètre LCPC·Lesage , ~ 0,65 (1) Variation de eau/ Ci ment C.P.A. l'oli et , 'ibration ) ciment (3 "alcurs) c l Chausson

Béton , Variation d t~ sablcl

Gravillons de Seine 5/20 Essai Glanv ill c Essai Illunillbili · 0,98 - 0,08 Ig t cuillollx (5 vu leurs) au e ~ 8

Subie de Sei ne 0/5 d ass i<lue mètre LCPC·Lcsage , ~ 0,92 Variation de eau! C.P.A. Poliet c t Chaussoli ciment (2 va leurs)

(Fi •• 8)

Béton , Var iati on de sable! Essai Glanvill e Gravi llons de Se ine 5/20 (Il1ll1tcUI' de chute Essai au muni abili. e ~ 1,18 - 0,25 Ig t cailloux (5 valeurs)

10 Sable de Se inc 0/5 mètre LCPC-Lcsuge 0,86 eau/ réduit e) , ~ Variati on de

C.P.A. Polie t Chausson CI cimcnt (3 valeurs)

(Fig. 9)

(1 ) Ce coefficicnt de cOlTé llition est anormalcment faibl c. Cela tient à ce que les compueités dcs bétoll !! étudi és étai ent vo isines de l'u ilité, après vihrutiO Il .

2.3 - ESSAI D'INTERPRETATION DE LA FOR­MULE c = - f " . 19 t + h"

Comment concevoir que le temps nécessaire au béton pOlU s'écouler jusqu'à un repère donné di­minue lorS(IUe augmente la compacit é après la mise en place B I? Peut-êt re peut-on suggérer le schéma ex plicatif suivant : plus ]a compacité est faible, plus les granul ats en suspension dans la pâte de ciment (milieu visqueux) sont indépen­dants du mouvement géné ral de la pâte. L'énergie nécessaire à l'écoulement se dissipe d'autant plus dans les mouvements particuliers de chaque gra­nulat. La viscosi té apparent e du mélange augmente donc lorsque la compacité initiale diminue.

De ce schéma simple, quelques conséquences peu­vellt être déduites, qui sont connucs expérimen­talement :

- les coeffi cients fe l et h e l dépendent de la forme et d e l'é ta t de surface des granulats (puis­que f CI e t h e l dé pendellt , d'a près ce schéma ex pli­catif, de l'inertie moyenne des granulats) ;

- le rôle de « r ail' occlus» est différent de celui du vide résultant d'lI ll manque de compacit é. E n effe t, les bun es d'air occlus, adhérant au granulat , n'augmentent pas la possilli1ité de dé pl acement de ce granulat.

L'cffet de la présence de l'air occlus, diITérent de la présence des vides dus au manque de compa­cité, n'est pas étudié dans cet article.

2.4 CONSEQUENCES DES RELATIONS ENTRE LES COMPACITES ET LES TEMPS D'ECOULEMENT

La similitude des équations (II, ) c l (II,) cl de l'équation tII) montre qu ~ i l est possihle de défini r, lorsque la nature des constituant s es t connue, par un raisonnement analogue il celui développé au chapitre l , une autre fonction intr insèque M'(Q) telle que :

19 t (Q,I3 ) = - f , (B) . M'(Q) + h, (B).

• v.n. d ll nOIl1 de l'inventcur dc l'apparei l, V. Bührlllcr.

17

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TABLEAU 4

Influence des conditions de l'écoulement

CAHAc n : ltI SATION m,: .\

Béloll 1'" séri e Gravillons 5/20 J e Sc ine Sable de Scille 0/5 C.P,A. 325 Poliet et Chausson

(Fig. 12 )

Bêlol! 2" séri e Gravillons 5/20 de Scine Sable de Seille 0/5 C. P.A. 325 Polie! ct Chausson

CAHACTERI S,\T IQN DE IJ * ET Dt: 11 * *

Rempli ssage à la pelle du lIIuni:.bili· mètre à bétoll

Remplissage il la pe ll e du IIlRn iubi li· m ètre à béto ll

u·· R cmpli ssuge à la pell e e t vibration; à J'a iguill e d e 25 mm pendant 15"

Rempli ssage à la pe ll e e t vib ra tion à J'a iguill e d e 25 mm p endant 15"

Dans lu pre mière séri e 011 Il e ff ec tué Su r chaque gâchée dans l'ordre : 1") l'essa i dans la lIlodalit é II·, 2") l'essa i dans la modalité u",

Duns la deuxième séri e 0 11 a e ff ectué les essais dans J'o rdre inve rse.

Bélol! : Diorit e de la l\ lcill craie 20/40 Sable d e Se ine 015 C.P.A. 325 de la Loisne

(Fig. 10 )

Béton : l\Iatériuu x de Loire

(Fig. Il )

Hempli ssage « lIor· Rcmpli ssage « nor­ma l » ct écou lc. mal » ct écoulcmcnt II1cnt sous l'ucti on sous l'action d'un du vih rutcur « nor_ vibrateur à fré· Ill al ~ du mani abili- qucll cc plus élc\'ée mètre à bétoll ([ré. (1 50 hert z) queuce = 50 hert z)

Essui norlll ll i (.;jbrateur réglé sur l'ulllplitnde faible)

Essai Il orma l (\' ihrlltcur réglé sur fo r te amplitude)

MODI::

DE VAR IATIONS

DE Q

Vuri alioll de sig (5 va leurs) Vari ation de ci l (3 vnlcurs)

Var iation de sig (5 valeurs) Variation de ci l, (3 va leurs)

Variation de sig (5 val curs) Vll ri a lioll de ci l (3 \'uleurs)

Ccs derni ers essai s onl fait l'objct d'une note d' inforlll ati on dans le Bullelin des labo· ratoires ronti ers n" 28 : Influence de la fréquence de I II vibralion sur les résultai s des mesures des tcmps d'éeoul emelll.

Mortici' : Sable c norma l » C.P.A. Poli et ct Chausson

(Fig. 13)

Morti er Sab le « nor ll1al » C.P.A. Polie t el Chausson

(Fig. 13)

i\ hda xagc C il ma· laxe ur BOllnet de 20 litres, à gl'ande \'itesse

l\lalaxagc Cil ma­laxcur BOllnet de 20 litres, à grande vit essc

Malaxage cn m a· laxeur Bonncl de 20 litrcs, à petit c vit csse

l\I alu xage C il ma· laxeur Cou\'ro t Lainé à satellites de 30 litres

Ha)J)lOrt ci l (3 vu lcurs)

Hupport ci l (3 valeurs)

EQUATION

NOM BRE 19 til- = r t Ig t B• • + hl I) 'I::SS.-\I S COEFFI CIENT DE

con nEI.ATlON r

19 l· =

Il 0,83 19 t · ... + 0,47 r = 0,92

Ig l· = 12 0,59 Ig t·· + 0,79

r = 0,76

Ig t· = 18 1,14 19 t· · + O,:i6

r = 0,91

19 t· = 1<1 O,76Ig t ·· + 0,9·'

r = 0,85

Ig t· = 36 0,95 Ig t·· + 0,08

r = 0,97

19 t· = 36 1,2 1 Ig t·· - 0,27

r = 0,97

Celte fonction intrillsèclue l\'I' (Q ) n'est autre que la « fonction Maniabilité» M(Q ) défini e au ch aw

pitre 1.

Donc, quelles que so ient les conditions B :

En elTet

L'équation (II~ ) res te vra ie 1orSf.IUe les cOlldiw tions

B* et B** sont identiques B* _ B** - B.

18

c(Q,B ) = - f " (B ) . Ig 1 (Q,B ) + h" (B )

et, si l'on reporte dans celte dernière équation la valeur de Ig t (Q,B), il vient:

c(Q,8 ) = - f" (13 ) [- f, (B ) . Mï Q) + il , (8 )] + h " (B )

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Fa Cl~ ur d ~

rOM p .:! ~ ~ ~

0,900

1 /''' 1-0-

V 0

1 Y 0,8'j ('

00/

v o

V ~

0

0,80 0 ./

/ V

/' 0

0,75 \)

-2,2 -?,I -2,1) - 1,9 - 1. 8 -1.7 - 1, 6 - 15 I.L - \,3 -1.2 ' 1. 1

Ig' :rcondcs

Fig. 7 Re l alion enlre la compacité et le lemps d'écoulement d 'un même béton dans le maniabdimétre L C. P.C. -Lesage

Bél on : Diorite de la Me 'iI~raie 20/40 Sable de Seine 015 C .P .A. 325 Pol iet et Chausson

Abscisses Ig des t emps d' écoule ment

OrGonnées Résulta t s de l' essa i Glanville (hauteur de chute 95 cm)

Coeff icient de _orrélatlOn r = 0.95

FaCI<> ur dt' comp ac t agE'

0 ,9 00

0,650

0,600

0,750 - 3

/' /'

- 2, 5

-/' 7

, ~/

/ ,

- 2 - 1,5 -, I g t secondf'S

Fig. 6 Relati on entre la com pacité et le temps d'écoulement d'un méme béton dans le milniabilimètre L.C.P.C .-Lesage

Sélon: Gravillons de Seine 5120

Abscisses '9 des temps d 'écou lement

O rdo nnées Résultats de l'essai Glanville (hauteur de chute 95 cm)

Coefficient de corrélation r ;; 0.92

Facteur d e compactage

.. , . ....

'0

0, " r----t---;--I!-o..o.;:.--~:..----I

"0 • 1 ••

:u

o • 0 .. 0

0," f--. ... .-+-:-:-!':-'--;-+----+-----i • ,

o

,0 00 ~

0,10 ~~+----+----+__---I

0.60 L'-__ -L ____ L ___ ~----L--2 - 15 -, -0.5

19'

fig. 9 Relation entre la compaci té et le temps d'écoulement d 'un même béton dans l'appareil V .S.

[Extra it du livre de A .M. NeVille Properties of Concret e • p. 184)

Absci sses 19 des temps d'éCO:Jl ement il I"apparei l V .S .

Ordonnées Résultats de l' essai Glanvill e

" , stcondts

',S - - / - - t/. -

,

/.' , ',7

!/ /

',' ',' ','

/ , ',' /

/, ',2

','

0,5 0,6 0,7 0,6 0,9 ',' I gISE'Condf'S

Fig. l a Re latIOn entre le s loganthmes des temps d' écoulement obtenus. pour un même béton . suivant deux cond i tions de mise en place d ifféren tes

Séton: D ior i te de la Me i ll eraie 20/40 Sa bl e de Seine 0/5 C. P.A. 325 de la Loisne

Absc isses 19 des temps d 'écoulement obtenus. au maniabilimetre L.C .P.C.-Lesage pour une fréquence de vi b r a t ion f = ISO hert2

Ordonnées 19 des temps d 'écoulement obtenus. au mamabi l imétre L C .P.C.-Lesage pour une fréquence de vi bration f = SO hertz

Coefficient de corr élat ion r = 0.91

19

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2,7

I~ 1 s~,onot" 1 9 tl st'co ndts

(malaxagt li grand t v;teSH)

2,& 1,7

/' ,/

. /' V.

/' v' • . .

2,5

2,4

2,3

2,2

2,1

1,5 1,6 1,' \9 tg! "t' to n d t'''

1,9 1,7

'. :.ry if

1/ . . ti .

• . t;;-; '. , l,,<~V

V/

1,5

',4

1,3

1,2

1,1

0,9 • Fig. Il •

Relation entre les logari thme s des temps d"écouleme nt obtenus , pour 0,8 un même béton, suivant deux conditions de mise en place différentes . /.·~f Figure tracée d"après des résultats du Laborato ire Régional d"Anl1ers . (Etude N0 49 L - RES 17 de Décembre 1959).

Abscisses 19 des temps d'écoulement pour la plus fa ible amplitude de vibration du mania bilimètre

Ordonnées Ig des temps d"écoulement obtenus pour la plus fone amplitude de vibration du maniabilimètre

1,9

1,'

1,7

1,&

1,5

,,, 1,2

1,1

Coefficient de corrélation r = 0.85

1911 so!'<.ondt"s (('!.Sai classiquP)

/ . /. .

V

• 1/1 /

./ . V

·V /

1

1,4 ' ,5 1,& '.1 ,,, ' ,9 2,1 2,2

1912 st"condfS

rrf'mplissagt' du moule pOr vibra/ion)

FIg. 12 Relation entre les logarithmes des temps d'écoulement obtenus , pour un même béton, suivant deux conditions de mise en place différentes ,

Béton: M atériaux de Seine (5/20 et 0/5) C.P,A . 325 Poli et et Chausson

Abscisses Ig des temps d'écoulement obtenus après remplissage du maniabilimètre par vibration (15 sf'lcondes)

Ordonnée s Ig des t emps obtenus après remplissage du maniabilimétre à la pe ll e.

Coefficient de corrélation r = 0,92

20

0,7 la- ~ 0,7 0,8 0,9 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 \6 1,7

19 12 srcond f'S (malaxage à pt>titp vi tf'SSP)

19 I J (malaxagt> dans/e malax t>u( COUV(ot-Lam~)

RELATION ENTRE LES LOG , OES TEMPS MESURES

SUR MORTIERS NALAXES A GRAIWE. ET PETITE. VITESSE

+ ___ RELATION ENTRE LES LOG,DES TEMPS MESURES

SUR /o-40RTIERS MALAXES A GRANDE VITESSE E.T DANS

LE MALAXEUR COUVROT- LAINE

Fig , 13 Relation entre les logarithmes des temps d'écoul ement obtenus pour un méme béton malaxé de trois man ières diffé rentes

Mort ier de sable normal (RILEM)

Abscisses: 10 Ig des temps d'écoulement obtenus . le mortier étant malaxé 5 minutes il petite vitesse dans un malaxeur Bonnet de 20 litres .

20 Ig des lemps découlement obtenus, le mortier étant malaxé 5 minutes dans un malaxeur Couvrot-Lainé vetuste .

Ordonnées Ig des temps decoulement obtenus. le mortier étant ma laxé 5 minutes il grande vitesse dans un malaxeur Bonnet de 20 litres

Coefficients de co rrelation rI = 0,97 rI = 0.97

soit

c(Q,B )

en posant

f, (B )

f ,,(B ) . 11, (B)

Il en résulte que la fonction intrinsèque M'(Q) satisfait à la définition de la «fonction ~'ranjahi­lité» M(Q),

On pent donc écrire :

19 t (Q,B) = - f, (B) . M(Q) + h, (B)

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Pour utiliser une fon ction mesurahle, on peut r éa­liser des conditions d'écoulement bien défini es de référence (conditions Bo) . On obtient alors une « maniabilité Bo» défllli e ains i :

m(Q,Bo) = - 19 t (Q,B,, ) = f, (Bo) M(Q) + h, (Bo)

Par appli cation de l'équation (II:?) on pourra écrire :

c(Q"B) = - f" (B,B,, ) . m(Q,B,, ) + h" (B,B,,) .

De cett e maniè re, il sera possihle de parle r de « Maniab ilité L. C.P. C.-Lesage» (conditions Bo décrites dans l'a rticle cit é), ou de « Maniabilit é V.B . » (condi tions Bo décrites en annexe).

11 résulte des équ ations (l, ) (II,) et (Ill ) que, quel que soit l'appare il de mesure de la mania­bilité (Glanl"i lle, L.C.P.C.-Lesage, V.B., ctc.), quel que soit le principe de la mesure (mesure d'une compacité ou d' liB temps d'écoulement ) , les diver­ses maniahilit és IlI csurées pour un même hé ton se correspondent linéa irement entre ell es lorsque les proportions tIcs (' on~ tittlant s vari ent.

L'équation :

19 t (Q,B) f, (B ) . M(Q ) + h, (B ) .

est naie, en parti culier, lorsque la puissance consacrée il la mi se en place du bé toll est cons­tante. Puisque le temps d'écoulemen t pour at­teindre un repère donné est d'autant plus court que le bé ton es t plus maniabl e, il en résulte qu'en­tre deux bétons, l e plus maniable sera SUI" ch an­tier :

- celui dont la mise en place aura nécessi té l e moins d'énergie,

- l e plus compact après sa mise en place.

On peut ê tre frappé par la grande similitude des fon ctions c et 19 t. En t re ces deux fon ctions existe pourtant une différence important e : l a fonction

compacité est bornée par la valeur 1 alors que la fonction 19 t n'est pas bornée.

En d 'autres termes, lorMlue la compacité unité es t atteinte, on ne peut pas savoir si le bé ton ne contient pas trop d 'eau. La fon ction 19 t per met, par contre, de distinguer les bé tons, même si l eur teneur en eau est assez élevée pour que chacun ait une compacité unité.

2.5 - DOMAINE DE VALIDITE DE LA FONC­TION MANIABILITE

Il a été précisé que la fo nction maniahilité n 'est définie que lorsque la na ture des consti tu ants est déterminée: deux hé tons de constituants diffé rents peuvent ê tre jugés également ap tes à être mis cn place par un premier mod e de travail. V is-à-vis d'une autre technique de mise en œ uvre, l'un des bétons pourra cepenclant f~ ll"e préféré à l'autre.

Cela provi ent de ce (lue cett e seconde technique est plu s particuliè rement adapt ée à la nature des constitu ant s du béton préré ré.

Puisque les paramètres qui défini ssent la nature des constituants sont év idemment pondérés par les proportions de ces constituants, on pourrait déduire du raisonnemellL pré('édent que tout est cas d 'es pèce el qu'i l n'ex iste pas une fon ction in­trinsèque au béton tlui I(ualifiera it son aptitude à êt re mis en place.

Les équations (t ), (II;:) et (III ) montrent qu'en réalité, en première a pp rox im ation, l a nature des constitu ants du bé ton semhl e n' inte rven ir que glo­halement , en ce qui concerne la compacit é aprè:l mise en place et l'aptitude à la mise en place. La pondération ()Iii résult e de Ja va riation des pro port iOlls influence peu ces résultats, au moins dans la ga lllme des proportions de la pratique, voire de la mauvaise pratiqu e.

Avant d'étudie r les propriétés de la fon ction ma­niabilit é, il convient de rappeler que sa définilioll n'esl qu ' une approximation ex périmentale, ,·nlable, semhl e. t.il , ]orS(lllC la nature des constituant s est connue c l que leurs pro pori iOlls ne s'éloignent pas Iro p de la pratique cOll rante d e~ chanti ers.

2 1

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Pour définir « la fonction :Maniabilit é », il a fallu supposer que la nature des constituants du bé ton é tait cOllnu e. Ce cha pitre étudie donc uniquement l' influ ence des proportions d 'ull héton sur sa ma­ni ahilité .

3.1 . ETUDE DE LA FONCTION MANIABILITE

Consid érons l a « maniabilit é L. C. P .C.-Lesage» d'un bé ton (Q) : m (Q,Bo).

Distinguons, parmi le groupe des paramèt res Q qui donn ent l es 'proportions d es constituants du mélange, le paramèt re e qui donne l e dosage en eau et le groupe des paramètres S : pro portions des maté riaux solid es. La maniabilité L.C.P.C.· Lesage du bé ton s'écrit :

m (Q,Bo) = m (e,5,Bo)

U lle expérimentation, condu ite d 'une maniè re tout à fait semblable aux précéd entes et décrite dans le tableau. 5 e t les figures 14 et 15, permet d 'écri re l'équa tion (IV) pOlir deux bé tons qui ne diffèrent que par l eur teneur en cau e* et e{H' .

m (e* ,S,Bo} = fc (e*,e**,Bo). m (e H',S,Bo) + he(e*,e**,Bo) (IV)

24

l q t t;! ~ S f' t o n df' S

'. 7

1.' 5

1,1 - t7 .. -f- . - ,--

1,'

'.3 1,2

/ . ;;: .

1 fi" 1,

V· o

090 1 1,1 1,2 1,3 1,t. 1,5 1,1i ' ,7

19 t E'* Il S ft on d tS

Fig , 14 Relation entre les logari thmes des temps d 'écou lement d 'un même béton, gâchée .il deux dosages en eau dif fé rent s

Mo rti er; Sa b le 010.5 de Seine Sabl e 0,5/2 ,5 de Seine C.P, A 325 Po l iet et Chausson

(rapport sab le f in/sab le gros variant de ° a 0,695)

Absc isses ; Ig des temps d 'écoulement obtenus pour un dosage en eau e" '" 270 Iiml

O rdonnées; Ig des temps d 'écouleme nt obtenus pour un dosage en ea u e' '" 285 Ii ml

Coeff icient de cor rélation r '" 0,97

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TABLEAU 5

C,\n ACTEn ISATION DE A V,\II IATION DE S

Mort ier , Variati on du rapport , C.P.A. 325 Polict Sable fin/ sable gros c l Chausso n (23 va le urs) S,bic 0/ 0,5 de Sc ill e (fin) S,ble 0,5/2,5 dc Sci ll e (gros)

(fig. 14 )

i\Iorl Îcr , Variat ion du rappor l , C.P.A. 325 Poli et ciment/sabl e el Chausson (16 valeurs du rapport) Sable 0,5/2,5 de Scine

(Fig. 15)

19 1 , ...

u condes

'.'

,., . /

./ '.'

.L ' -.

',2 . . ,/ .

.7 '.' .' /'

' .0 /

/1 0.9 .

'.0 '.' ',2 '.J '.' '.' '.' Ig t e * * second e s

Fig . 15 "lelallOn entre le s logarithmes des temps d 'écoul eme nt d 'un mê me béton . gâchée à deux dosages en eau d i ffére nts.

Morti er: Sable 0.5/2,5 de Seine C .P.A. 325 Po l ie! et Chausson

(rapport Ciment/ sa bl e var iant de 0.284 il 0, 470)

Absc i sses: Ig des temps d 'écoulement o bte nus pour un dosage en ea u e " = 270 Il ml

Ordonnées : 10 des t em ps d' écoulement obtenus pour un dosage en eau e' = 285 Ilml

Coeff ic ient de co rré lat ion r '" 0,97

EQUATION DE L.' DltOlTE c· c· • NOMIHŒ DE ItEGRE SS ION ET COEFFICIENT

(li tre/ma) (Iitre/m3) O'ESS,\lS m; CO HItELAT ION r

285 210 29 19 f t' = 1,159 Ig lc" - 0,453

, ~ 0,97

285 210 29 Ig lc' = 1,3 19 Iglc" - 0,668

, ~ 0,97

P ULSCju e, quel qu e soit l'appareil de mesure, l es maniabilit és m sont reliées entre elles, lorsque Q varie, par des équatLons linéaires dont les coeffi­cients ne dépendent que des groupes d e paramè­tres B, cette éq uation r es te vala]Jle quel que soit l'appareil d e mesu re. E 11 e es t donc valabl e pour la « fon ction 111<l lliahilit é» :

M(e",S) = f, (e*,e"" ) M(e*" ,S) + h , (c*,e")

et, si on suppose que e** est une teneur en eau invariable de ré férence e, on pourra écrire

M(e,S) = f, (e) . Mo(S) + h, (e)

La similitude d u raisonnement exposé ici e t de ceux des précédents paragra pites montre l'analo­gie profonde, en ce qui cOllcerne la mise en place du béton, entre l 'eau du béton e t l'énergie néce.s­saire cl sa mise en place.

Lorsque les paramèt res S sont fi xes, l'vI augmente linéai rement avec e (fig. 16) [2].

L a teneur en ea u e étant fixe, .M passe par un maximulll lorsque les paramètres S varient (figure 7) [4] . Cett e propriété peut également ê tre déduite du fait que la fon ction t (.5) (t : tem ps d'écoulement au maniabilimètre L.c.P.C.­Lesage) passe par un minimum [1 et 3].

Remarquons qu e l e groupe de valeur,g Sm pOUl' l eq ue l 1V1, est maximal es t indé pendant d e la teneur en ea u du béton. E n effe t, les raci nes de

l,· . à M 0 Il 1 1" . eq uatlOn ôS = sont ce es (e . equatlOn ôi\'fo "'"i)S = 0 qui ne dépend qll e d e S.

25

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log 1

s econdqs

· 0,1

/ 7 (.-

-0,8 /'

- 0 ,9 i /~ . X - 1, 0

:7 ! -1,1 i

/' [7 '.

-1,2 . :/

- 1, 3

-" /

~l' ", '" '45 , " , "

Oosagtrnrau 11m 3

Fig, 16 Rel at ion entre le logari th me du temps d'écoutement d'un béton et son dosage en eau

MOltier de sable normal (AILEM )

Abscisses: dosage en eau en I/ml

Ordonnées: Ig des temps. d'écoulement

Coefficient de corré lation r = 0,98

'" SE'cOndrs

0,'

0,'

0,7

0$

0,'

>.-' 1,1

"

1/ '\

,. 1\ / \

Il

! 0,40 O,SO 0,60 0,70 0,80 O~O

Rapport : sabir/gros granulat

(#n v Ol umf'.sabsolu~)

Fig, 11 Relation entre la Maniabilité d'un béton et le rapport sable/ca ili ouJe de ce béton (dosages en ciment et eau constants) - (E Jeemple d'un béton d'autoroute) .

Béton: 20/40 Calcaire Vallée Heureuse 0/50 Sable de Seine Ciment 330 kg/m l

Ordonnées: Ig des temps d 'écoulement

Ab.cl .. e .. : rapport sable/cai llou,", (en volumes absolus)

26

La fonction :Maniahilité dépend des propor­tions respectives de l'eau et de chacun des constituants solides qui form ent l e squelette du béton.

Lorsque les proportions du squelette restent fixes la :Maniabilité augmente Iinéairem.ent avec la teneur en eau du bé ton .

Lorsque la teneur en eau l'este fixe il existe un squelette de proportions telles que la Maniabilité soil maximale. Ccs proportions sont indépendantes de la teneur en eau du héton.

Par contre, hien que cela n'apparaisse pas dans les équations, é tablies en supposant la nature d es constituants connue, ces proportions optimal es dépendent de la nature d es constituants.

3.2 - UTILITE PRATIQUE DE LA MANIABILITE

En pratique, le but es t d'obtenir sur chantier une compacité égale à l'unité . Il faut avoir (d'après les équations I~ et IV)

c _

I , (B) [f,(e) . M, (5) + h,(e) 1 + h, (B) _ l

Supposons que l'on ait

c _

f, (B) [I,(e) 111, (5) + h,(e)l + h , (B) < l

quelles sonl l es possibilités d 'action pour augmen­ter la compacité? On peut :

- augmenter I , (B) et h , (B) :

C'est-à-dire augmenter l'énergie de malaxage et de mise en place.

augmenter I,(e) et h,(e)

C'es t-à-dire augmenter la teneur en eau ou -mais cela n'a pas été étuflié dans la présellt e étude - introduire un plastifiant. L'au g;mentation de la teneUr en eau diminne la compacité ulté­rieure du héton et donc sa rés istan ce aux agents chimiques ou ses rés istances mécaniques si la te· neur en ciment n'augmente pas.

- augmenter IVf\)(S) :

C'est un rôle d évolu à l'é tude en laboratoire. Dans un cas concret, la teneul" en liant peut être

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fixée (par l e C.P.C. par exemple) ainsi que la séparation du granulat en classes granulométri­ques - (par les cou pures en carrière par exem­ple) . L 'optimum de 1\10 dépend de ces données. S'il en a la possibilité, l e lahoratoire peut proposer d 'augmenter encore ce maximum, par exemple

en changeant la teneur e n ciment,

en chan geant l e découpage des classes granu­lométriques,

en incorporant des constituants supplémentai­res ou, au contraire, en en supprimant.

Lorsque Mo a une valeur optimale, la compo­sition des éléments solides du mélange est telle que :

- pour une énerg ie de mise en place et de malaxage donnée, l'eau nécessaire est mini· male,

- pOUl' une teneur en ea u donnée et un malaxage donné, l'én ergie nécessaire à la mise en place es t minimale.

Il est donc essentiel de rech erch er en lahoratoire l'optimum de la valeur Mo. C'est le but qui doit ê tre fi xé à tont e m ét hode de composition.

3.3 - NOTION DE TENEUR EN EAU CRITIQUE

Féret a montré que, pour d es granulats donnés, la résistance à la compression d 'un béton était

f . 1-' 1 e + v une onctIOn (eCl'Olssante (u rapport --,-- ;

e, v ei 1 étant respectivement les proportions volumiques d 'eau , de vide et du liant du héton.

Si l'on suppose fixée la ten eur en liant, la résis· tance à la compression du h éton est une fonction décroissante de l'express ion' (e + v) . Etudions la variation, e n fon c tion de e, de ce tt e quantité (e + v ) . Par défin ition, c étant la compacité du h éton on a :

Lorsque c -< 1 on p eut écrire

c = f ,(B)

fc et he étant des fon ctions linéaires de e (fig. 1).

Si J'é ne rgie d e Ill alaxage et de mise e n place es t connue et si la com position du squelett e es t fixée, la compacit é dé pen d linéaireme nt de la teneur en eau .

La quantité ec pour laquelle la compacIte atteint l'unité peut être appelée teneur en eau critique.

La teneur en eau critique d'un béton est la teneur en eau minimale nécessaire pour que le béton puisse ê tre mis e n place sans vide dans des condi· tions données.

La tenenr en eau critique d 'un béton de S(Ine­l ette dé terminé dépend des conditions de sa mise en œ uvre. Elle croît lorsque l'énergie de mise en place décroît.

La teneur en eau cnllque, pour un béton malaxé et mis en place d ans d es conditions données, dimi­nue lorsque ]a valeur d e ]a fonction 1\'10 (repré­sentant le squelette du b éton ) augmente.

La teneur en eau critique est celle pour laquelle le b éton, mis en place dan s des conditions don­nées, est le plu s dense et donne les m eilleures résistanees m écaniques.

Etant donné lin laboratoire et un chantier, il exis­te une teneur en eau critique propre à ce laho· ratoire, et une ten eur en eau critique propre à ce. chantier.

Sur un chantier hien surveillé, où l'on s'a ttach e à minimiser la teneur en ean du béton, celle-ci sera, en général , très proche d e la teneur en eau cri­tique du chantier. Par contre, cette m ême teneur en eau sera, le plus souvent, très supérieure à la teneur en eau critique du laboratoire.

Il est vraisemblable que l es m êm es études, effec­tuées sur un hé ton de composition donnée, peu­vent donner des résult a ts différents suivant que la teneur en eau choisie es t voisine ou non de la teneur en eau cntHlue correspondant aux moyens de fabrication choisis pour l'étude.

Un moyen, pour se rapprocher en labora­toire des conditions de chantier, consisterait à régler e n laboratoire l'énergie consacrée à la mise en place du béton, de telle sorte q1.le les teneurs en eau minimales usuelles sur chantier soie nt proches de la teneur en eau critique de laboratoire.

3.4 - MANIABILITE ET SEGREGABILITE DES ELEMENTS SOLIDES

La maniabilité e t la ségrégahilité sont de ux pro­prié tés du m élange des constituant s du bé ton. Il es t vraisemblahle que ces deux propriétés ne sont pas indé pendant es.

27

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Le raisonnemenl exposé ci-dessous do it ê tre consi­déré comme un préalahle à une recherche expéri­mental e SUl' les rel a tions entre maniabilité el ségrégabilité.

Le ph énomène de ,ség régation présente deux as­pects :

ségrégabilité du liquide (eau plus ou moins ch argée en ciment ) ,

ségrégahilit é du solide (granulats el une par­ti e du cimenl ) .

Si l'on considère des «volumes élémentaires» voi­sins dans ]e héton fra is, le phénomène de ségréga­bilité des élé ments solides peut être décrit comme le mouvemelll d 'une particule de la cla,sse d (l ) quitt ant le premier volume (V ,) el s' insérallt dans le deuxième (V J. NOlis désignolls par IVI la maniahilit é glohale du héton frais avant ségréga tion. Le mouvemenl de la particule l::. p, s'accompagne d' une variation [+ M (" + Ll p ) - M II' )] de la mani ahilit é du volum e V , el d'une variation

l+ Nt (1' - Llp) - M (l') 1 de la maniahilit é du volullle V'.'. .

La man iahilit é de l'enscmble des dell x volumes VI el V~ aura vari é de :

M (1' + Ll p) + ~r (1' - LI ») - 2 M (l' )

Si l'on effectue le développelllent limité I[ormule de Mac Laurin ) de la fonction M au voisinag!" de la valeur qu'elle présente pOlir la composition g lohale avanl ségrégation (en supposant que la foncti on 1'.1 et ses dérivés sont continues), on il

28

M(p + Ll p) + M (p - Ll p ) - 2 M(p) _ ~,

L'.p D'M bp'

Celle ex pression esl touj ours négative, puisqu e la courbe re présentanl la variation ùe i\II en fonction dc p présente toujours une concav it é dirigée dans le sens des valeurs décroissantes de 1\1. Il en ré­sulte que :

A toul e ségrégation de particules sulides corres­pond une diminution de ln lIIaniabUil.é globale.

Partant de la formul e ci-dessus, il esl possible d'énoncer une condition suffisante, permcttant de comparer l'aptilude à la séAréga tion de deux bétons :

Un bétoll , contenant [JI particule ... d e la classe d. seret moills ségrégeable (par rapport. (IIlX partielt­les ll ) qu'un béton contellallt P'l particule.~ li, si

M et b' M

cwgm enlent lorsq ue ler. propor-~ l"

tian des fJClrti cllles de la classe d V(lr; e de P'l ci [J I '

En efTet, chaque mouvemenl de ségré~a tion d'une particule cl diminue d'a utant plus la valeur de

b'M b'M 1\'1 que est grand, pOlir que 1\1 e t

Dl" bp' puissent augment er simultanémellt , il est néces­sa ire (lue le nomhre dcs mouvement s de !'ié~ rég i1-tion diminue.

11 semble b'M

de bp'

que, dans les cas concrets, les maxima

ct de 1'.1 correspond enl à des valeurs

voisines des paramètres Q. Ce résulta t doit cepen­danl être vér ifié par une Illesure ex périmentale directe de ]a ségrégahiJité d 'un hétoll.

(l) En pratique, bic., qu c chaque purti cul e uit un ClIl'aclère propre, c li c est toujours "pprovisio llll ée uvec tl'autres pur­tirul cs de nature a:;;,!'cz voi sill c (ex. : rlussc )!:rR IlUl ll irc) .

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4.1 - CHOIX D'UN APPAREIL DE MESURE DE LA MANIABILITE

Un tel appareil peut ê tre fondé, so it sur la mesure de la compacité, soit sur la mesure d'un temps d'écoulement jusqu'à Ull repère fix e. L'import ant es t que les conditions de malaxage e t de mise en place soient bien défini es. Les premières le sont cn général insu f fisamment.

U n appareil peut ê tre dit appareil (le mesure d e ]a fon ction m(Q,Bo) . C'est cn fait , un appareil d e repérage de la fonction M(Q) .

4 .1.1 . IHesul'c de la compacité ou du temps

d 'écoulement

Lorsqu'il s'agit de rech ercher l'optimulll de la fon ction i\fani abilit é pOlir une tencur cn eau don­n ée, l a mesure d'une compacit é est é(luivalente à celle d'un temps d 'écoulement. E n pratique, la masure d'un temps est plus précise (su rtout pOlir les fort es compacit és), puisque la compacité dé­pend linéairement du logarithme du temps d'écou­lement.

L 'usage d 'une méthode, fondée sur la mesure de l a compacité, est limit é aux bétons dont la teneur en eau est inférieure à la limit e critique, corres­pondant aux moyens de mise en place défini s par l a méthode.

JO

Aucune limite de cette sort e n'empêche la mesure du temps d 'écoulement. Cette secolHle méthode, fondée sur la mesure d' un temps d'écoulement, permel l'é lude d' une gamme plus vaste de mania­hilité.

Lorsque l'on a pproche des limites de l'ap proxima­tion définie pa l' l'a rticle, il est ahsolument néces­saire d 'ado pter l'appareill age pour lequ el les conditions B SOllt , sinon identiques, d u moins du m ême type que celles du chantier. P ar exemple, d ans la majorité des cas actuels : écoulement sous vihration.

4.1.2 - Mesure de m ani abilit é sur ch antier

Toute méthode de mesure su r le béton immédia­tement à la sortie du malaxeur doit , pour être a pplicable sur ch antier, satisfaire aux im pératifs suivants :

L'appareillage do it ê t re robuste et simple.

V essai ne doit pas nécessiter de manipulations trop compliquées.

La durée de l'essai doit ê tre aussi cour te que possible.

Le prélèvement doit ê tre représenta tif.

P our élimin er la difficulté du prélèvement d 'un échantillon représent atif de la giÎchée, il serait préférabl e que la mesure intéresse la g.1chée com­plè te.

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Une méthode applicahle au ch antie r, peut ê tre l a suivante :

1°) Le héton, sor ta nt du m alaxeur, tombe d ans une trémie munie d 'une ouverture par trappe à la partie inférieure (condition B : h auteur de chute constant e) .

2°) Immédiatement après déversement dans la trémie, l a gâchée est soumise il une mesure d e densité, au moyen d' llll appareillage à source radio-active.

3°) Pal' ouve rture de l a trappe inférieure d e l a trémie, l e béton es t ensuite évacué vers le chan­tier où il est mis en place.

4.2 " METHODE PRATIQUE DE COMPOSITION POUR UN REVETEMENT ROUTIER, UN OUVRAGE D'ART OU UN HATIM ENT

4.2.1 - COllsidérations générales

Le lmt rech e rch é est d e composer tlll héton de compacité unité (après sa mise en place sur ch an­tier) contenant le minimum d'eau. Le choix des meilleurs constituants n'est pas ahordé ici, mais uniquement la rech e rche d es m eilleures pro por­tions de constituants donnés.

On sait , depuis l es travaux de Fére t que, lorsque l a na ture du ciment est connue, les rés istances méca niques en fl exion et compression d 'un béton compact sont des fOllctions décroissant es du l' ap -

port -T (eau/ liant) (1 ) . Pour obtenir des résis­

tances suffisantes, on se fi xe en géné r al ulle limite supérieure de ce rapport (pal' exemple, en poids

E/ e L ""'" 0,5 ce qui donne, en volume , < 1,5) (2).

Pour sa tisfaire aux seules conditions de reSlstances

,. ·C" e (e) l ' " mecanlques salls alsantes T< 1 max (e reslstance

chimique et de durahilité correcte (compaci té unit é avec le minimum d 'eau ), il faut sa tisfaire aux conditions suivantes

- < -e (e ) 1 1 max

[,(H) [C,(e) M,(Sm) + h , (e) + h,(H)] = 1

Remarquons que ces conditions peuvent ne pas être com patibl es. Il se ra nécessa ire parfois, pour

les rendre compatibles, d'augmenter le nombre d es paramètres SUr lesquels on peut agir, par exemple:

par un changem ent clans les classes granulaires.

La décomposition d es granulats en classes cst sou­vent une donnée techniqu e (ou économique) exté­rieu re. Par exemple, g sera fou rni en trois classes : sahle, gravillon, cailloux. A cette d écomposition en c1asses, correspond un maximum de 1VIo pour un dosage d onné en ciment. Dans cert ains cas, il sera util e et possible d 'augment er sensiblement le max i­mum de Mo pal' une modifica tion d es classes granulaires. Cette modifi cation peut consister par­foi s en l'addition d 'une dasse supplémentaire (addition de sa ble fin, de kieselguhr". ) ou au contra ire, la suppression d'une classe d e granul a t.

- par l'emploi d'un plasûfiant qui perm et d'aug­m enter la valeur des fon ctions f ~ {e} et h ~ (e) sans (wgm enter e .

En tenant compte de ces possibilités supplémen­taires, l'ex périence montre que les conditions ci· dessus peuvent ê tre compatihles pour des valeurs

e de 1 (max.) voisines de l ,S .

4.2'.2 - Exemple de composition d'un bé ton dont

l a teneur en ciment par m ètre cube est prescrite

Il cst fréquent que les r èglements prescrivent une teneu r en ciment par mètre cuhe. Soit, par exem· pIe, 300 kg/m 3 ce qui donne (s i on suppose que la densité d u ciment cst voisine de 3) 1 = 0,1.

La condition sur le rapport e

T es t également

prescrite. e T " l,S.

En la bora toire, la leueur en ea u sera fixée a priori , par exempl e, de te l1 e so rt e titI('

1,5 (3 )

don c, pll hiqll c la "al e llr de 1 est Îm(Jo:"ée l Oll d é· du i t les valeurs, d f?' e, g et J

/ = 0,1 e = 1,5 g = 0,75

(1 ) Les définition s des symboles employés sont données dans lc tableau général.

(2) Lc poids spéci fique du ciment é tant pris éga l à 3 gJc m3•

t3) Il est possibl e de choi sir, a priori , la teneur Cil e au du bé ton d'étud e pui squ'il 1\ é té démontré (3 .1 ) qu e les pro portions 5 111 du mélan ge solide pOlir lesq ue ll es i' lf> cst maximal , IlC dépcnd cllt pas de la teneur Cil cau fi xée pour l'étud e.

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Si le granu1at é tait livré, du sable au cailloux en une seule classe granulaire, la composition du bé· ton résulterait ari thmétiquement des conditions initiales. Ce serait , le plus souvent, un béton im­possible à m ettre en place d'une manière correcte, e t il ne serait pas compact. En général, le gra­nula t es t approvisionné en plusieurs classes e t le premi er problème es t de trouver les proportions optimales entre ces classes.

Si Je granulat est approvisionné en n classes, la fonction Mo dépend de n - 1 variables puisqu e :

g. + g, + ... gn = 0,75.

E n prati(lue, les compositions les plus courantes sont celles d' un béton binaire (1 gravillon + 1 sable) ou d'un béton ternaire (1 cailloux + 1 gravillon + 1 sable) . Considé rons le cas d 'un béton binai re:

g. + g, 0,75.

1\10 ne dépend que d'un seul paramètre, pal' exem· pIe gl / g:.! . Expérimentalement pour chaque valcur de gl/g:.!, on ne mesure pas Mo mais une valeur dépendant linéairement de Mo : m (S, Co, Bo)

(co éta nt la teneur eau correspondant à 7-= 1,5).

Ainsi, au m aniabi limètre L.C.P.C.-Lesage, le max i· BlUm de 1\1"0 correspondra au minimum de tcmps d'écoulement. II suffira en pratique de composer cinq bétons, correspond ant à cinq valeu rs du rap-

port ~, pour déterminer le minimum du temps g,

d'écoulement e t la valeur du rapport ~ corres· g,

pondant ù ce minimum (il es t conseillé d'é tablil' l e programme de ces cinq essais de manière à en· cadl'e r dès les deux premiers essais la val eur du minimum ) (fig. 18).

Sil l'posons que l'on ait trouvé

~ g 20pt

= 0,67

on en déduit gl = 0,45 g, = 0,30.

En principe, la composition du béton est alors dé terminée. Cepend ant , la teneur en eau peut ê t re, malgré tout , insuffisante pOUl' qu e sur chantier le hé ton se mette en place d' une manière cor­rccte. P eut-on juger C il l aboratoire de la suffi· ~ all ('e ou de "insuffisance de la tencur e ll eau ? Il a é té montré (Ille c'é tait possihle, mais à condi­lion que les moyens de malaxage et de mise Cil

place du ch an t icr soient connus, et que ]'0 11 a il déjà une expérience de chantier sur des consti· tuant ::. assez semblablc!oi à ceux qui sont soumis

32

.mp ". .n s.tond.!>

po

20

10

0

0,50

.m. n'

\f,; 0.. 7

\ cp,/ l'''-.CD ® '-.~ /'

0.6 0 0,70 0,60

Rappo rl . sa b i r/grav illons .2...1 92

Fig. 18 Détermi nation pratique de la compOSition d"'m béton binaire par la méthode Le.p.C. Abscisses: rapport sable/cailloux (en vo lumes absolus)

Ordonn ée~ : temps d'écoulement

le numérotage des points Indique l'ordre dans leQuQI on effectue les essais

à l'étude. Ces conditions ·sont difficiles à satis­faire, mais il ne faut pas sous-estimer pour autant l'importance de celte recherche en laboratoire de la teneur en eau nécessa ire au chantier. L'em­ploi d'un appareil de repérage tel que le «com­pacting factor apparatus » ou « V.B. » ou « "Mania­bilimètre L.C.P. C.·Lesage », permet de chiffrer clans chaque cas les divergences entre l e labora· toire e t le chantier et, par conséquent, permet progressivement de prévoir la teneur en eau néces­~aire avec plus de précision.

Actuellement, celte prévi sion de la tene ur en eau est insuffisante. En général, le labora toire sous· estime la teneur en eau nécessa ire sur ch antier . Cela tient peut-être à ce que l'incidence du ma· laxage e t du temps de transport SUl' ]a compacit é finale est enCOl'e peu connue (Illblelllt 4 ). Il peut arriver qu 'un même béton qui, 10rsqu"iI es t malaxé en labontoire, s'écoule ell ] 5 secondes au mania­bilimèt l"C do ive pa rfois, lo rsqu ' il es t malaxé sur ch antier, cont en ir entre 10 et 20 litres d 'eau sup ' plémentaires pal' m ètre cuhe, pOlir conserver le même temps; d'éco\l1emenl au maniahilitllè tre (I L

(1) Il ne s'agit I}as là de lu tendance obse rvée sur certaillS chantiers à augmenter inconsidé,'émcnt la tcneur Cil ca u du béton,

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La teneur en eau nécessaire ne peut donc être déterminée définitivement qu'au moment des es­sais en vraie grandeur sur chantier. Envisageons le cas extrême où il faut rajouter 20 litres par rapport à l'étude du laboratoire.

La nouvelle valeur de e est donc 0,17 el on a

e + 1 + g, + g, = 1,02

Si les quantités 1, e, g, et g2 sont maintenues, le béton est sous-dosé de 2 % en ciment. Pour conserver le dosage prescrit, il faudra poser :

g, + g, = l - 0,1 - 0,17 = 0,730.

On en déduira les nouvelles valeurs de g, et g:! en admettant que l e rapport optimal de g, et g? reste inchangé (ce qui est vérifié compte tenu de

la très faible correction apportée au rapport gll). Les nouvelles proportions volumiques seront :

g, - 0,44

g, 0,29

1 O,lG e 0,17

et l es proportions pondérales (en supposant que la densité des granulats es t 2,65) :

G, - 1165 kg/ m' G, 795 kg/ m' L 300 kg/ m' E 170 kg/ m'

conclusions

• Lorsque les proportions des constituants du bé­ton s'écartent peu de celles conformes à l a pra­tique (la bonne ou la mauvaise pratique) des chantiers de revêtement routier, de bâtiment ou d'ouvrage d'art, il est utile de distinguer, en ce qui concerne la mise en place du béton, les para­mètres relatifs aux qualités des constituants, de ceux relatifs à leurs proportions ou granulari té. En effet vis-à-vis des problèmes de mise en place, pour les hétons ci-dessus définis, l'expérience mon­tre qu'en première approximation, l'influence de la nature des constituants se manifeste globale­ment et dépend peu de la pondération de chaque constituant.

Dans ces conditions, il est possible de choisir, en laboratoire, entre deux bétons qui ne diffèrent que par les proportions de leurs constituants, ce­lui qui fournira sur chantier le bé ton le plus compact.

• Ce choix peut ê tre fondé, soit .sur une mesure de compacité, soit sur l a mesure d'un temps d 'écoulement. Il importe essentiellement que les conditions du malaxage, de l a mise en place ou de l'écoulement, soient bien définies par le sys­tème de mesure.

Lorsque ces conditions sont respectées, des rela­tions simples peuvent être établies entre les résul· tats des divers appareils de repérage (<< lVIaniabi­limètre l ... C.P.C.-Lesage », «V. B. », «Compacting factor apparat us », etc.). De ce fait même, il peut ê tre défini, indépendamment de ces appareils une «fonction maniabilité » qui rende compte de l'aptitude des hé tons à se mett re en place.

• POUl' des constituants déterminés, il existe un ensemble optimal de proportions des constituants solides (squelette) tel que, à teneur en eau cons· tante, la maniabilité du béton soit optimale (sque­lette optimal). Cet ensemble de proportions est indépendant de la teneur en eau du béton.

Pour un squelette déterminé, la maniabilité du béton augmente Hnéairement avec sa teneur en eau.

Entre deux bétolls, le pilis 11Icmiable sera celui qui, sur chantier :

- aura la mise en p]ace ia plus facile,

- sera le plus compact après mise en place (d'après la définition de ]a compacité choisie, le bé ton le plus compact n'est pas ohligatoirement le meilleur).

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Ent.re cleu.x bétons, également maniables et com­pacts après leur mise en place, le moins dosé en eau (donc le plus résistant mécaniquement et chi­miqu ement ) sera celui dont le squelette es t « op­timal ». La tenenr en eau juste nécessaire pour qu'un héton soit final ement compact peut différer en laboratoire et sur chantier. Diminuer cette (lif­férence pou rrait être un moyen effi cace pour ra p­procher les conditions d'étude en laboratoire des conditions d'a pplication sur chantier.

• En laboratoire, il est possible de composer un béton à partir de constituants déterminés. Il suf­fit pour cela de recherch er l'ensemble optimal des proporti ons du squelett e, tel que, à teneur en eau fix ée, la maniabilité du béton soit maximale. La teneUl" en eau critique, juste nécessaire à la mise en pl ace, reste cependant à déterminer sur chantier.

• T oute .ségréga tion diminue la maniabili té d 'un bétoll . Il es t import ant en pratique que les pro­portions optimales, qui donnent le béton le plus mania ble, soient voisines rIe cen es qui dounent le

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béton le moins ségrégea ble_ Cette propriété n'a pas été généralisée et res te à vérifier dans ch aque cas particulier.

• L'cnsemble des essais ex posés dans cet article a conduit à une approximation (distinction de l'effet primordial des proportions de l'effet secon­daire et global de la nature des constituants, en ce qui concerne le comportement du héton sous l'effet de l'énergie consacré à sa mise en place). On s'est efforcé à partir de cett e approx imation, d 'une part , de ne pas la généraliser au-delà du domaine expériment al, d'autre part , de montrer sa fécondit é. Il convient maint enant de rechercher les limites du champ d 'application pour lequel cette approximation es t valabl e. On pcut souh ai­ter une telle étude, concernant , ent rc autres, l'em­ploi d'un adjuvant (et plus particulièrement d'un entraîneur d'air ) , ou la compara ison de bétons de constituants différents. 11 s'ag it de déterminer le domaine où la :Man iabilit é, fo ncti on intrinsèque, peut être défini e et co rrespond e à une approxi­mation utile.

T'-X ie re mi ~ au ~e r\'i" e (I c~ l'uhli nlli o ll ~ Cil flJ a r~ 1969.

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bibliographie 1 - Définition de la maniabilité selon les auteurs.

FÉUt:T : « La workab ility es t l'aptitude que possèd e \III béton il lJouvoir être travaill é facil ement avec le minimum d e lravui! c t de temps.»

/ .fl lVorkabi lity des bétolls : COl1lfllllllicatioll à l'A.F.R.KM. (1929) .

VAI.U;TTE: « L'ollvrahilité n'a pas de caractè re fi xe ; c'est l'ét at d e bUllll e mi se cn œ uvre qui diff ère sui va nt le but : ('l1 duit , moulage, gros mu ss if ; ct les mo yen s : co ula )!c, ,-ibnllioll , c lr. Le principa l est d 'avoir 1111 méla nge plein, tOliS les /t rain s étant e nrobés de ci ment, cc qui assure h_ mohilit é uvee le Illoindl'c suppl é me nt d 'eau. »

(Co mpos ition des bé ions . 'l\I ise au point de 1:1 qu est ion . rllIlIule.~ I.T./J.T.P. (mars·av ril 1949), Séri e Bétoll , bétoll armé, n ° 6, p. 7.)

F. PII.N)' : « ... Il s'agit de reconnaître ct de mes urer ohjec· ti vemen t les proprié tés résum ées par le te nll e « d'ouvra· Lilité », c'est·à·dire la consista nce du héton frai s ct SOli apti . tude a ux , 'ibrations. On dé8 igne par co nsistance du h éton frai s, la résistance qu'oppose le méla n )!e il sa déformation. Cetl c déformation consiste, cn gé néra l, C il Ull se rra ge ct tille modificati o n de form e du béton.

P al' ap titude au,.. vibration s, 0 11 en tend la quantit é de tr avai l nécessaire pour ame ner le 11 éton a u max imum de co mpac it é, sous l'action de vibrations. »

« ... La noti o.ll d'ouvrahilit é co nccrn e Cil outrc, cn plus des ù eux prop r iétés du hé ton frai s ci ·dess us indiquées, le co m· por tcmen t au mome nt du mé lange, du trallsporl c t de la mi se C il œuv re, do nc égal ement le (;omportement inter ne du mé lan v;e - la ségrégutioll. »

La mesure de /a consislwlce des bétons frais et d e leur al't η tilde aux vibrations. Extra it de la revue all ema nd e « Dcr Bauin )!eni eur » (mai 1958), p. 169 il 174 . Traduction L. C. P.e. n ° 63·47, p . 5.

U.T. MEYER : « ... Lu Illa ui abilit é du béton es t UII fa cteur (lirai tCll stlque de sa te llue dura nt le tra nsport , la mi se (' n plan' et le durci8se lll ent.

La Illuniubilit é du h éton a été décrit e pur Glan vill c, Co llins et l\latthews co mlll e lu fucilit é ou la dilTi clllté de mi se e n place du bé to n, ct , quel que soit le système de m ise en pl ace, l'i nt égra lit é de l'énergie appliquée n'est pas util e tIU

cu mpaetage, dans la mes ur e où il y a un e diff ér ellce entre le travai l a pp liqué c t le trava il util e.

Ils ont défini la maniabilit é co mme la p ro pri été du hé ton qui détermin e le total de tra va il util c, nécessa ire pour p ro · duire un com pactage com plet. »

M eusu rem ell t of Ih e worlwbilitr of CO ll erete . ]ourr!al of th e A",ericc/TI c0111rete ill stitul e. (AOÙ l 1962), p. 1072.

BL.Oi\IIJLED : «L'ouvrabilité, la maniabilité, la work ability , la plasticité du héton so nt des mots qui , le plus souvent, caehellt not re ignorance.

L'ollvrabilit é du bé to n rés ult e de la co mposition de de ux fa cte urs:

- d'abord un facte ur d ynamique: e'est la fluidit é ou l'apti· tud e à la défornHl tioll SO IIS l'e ff et d' un mo ye n de se rra ge donné: il faut l'emplir le moule facil cmcnt e t rapi de ment ;

- d'a utre pari, Ul1 fart eur sta tique : la stabilit é o u l' upti. tud e à la ('oBsc rvat io n tic l'homo gé néité.»

Hh éologie dn bétoll frai s· c./<,'.H. /.l,.n . Puhli('atioll tec hni . qu e n" 161 , p . 24.

P,\I',\IlAKIS : « VII béton possède l'o uv.-ahilité max imum lorsq u' il remplit au mi e ux le lIIo ule qui lui est oITer t tout en conse rvant so n homogénéit é. »

Rôle des éléments fins dllns III rhéologie des bétoll s frais ' 4" Co ngrès du Bé to n Manufacturé, Pari s f196 :~ ) . T ex te I. A., p. 3. Bétons industriel s n O 2 (2C trimest re 1963 ), p. 26.

FAUHY : « On co nvie nt de dési j.! ne r par le terme de si.!! llifi· cution général e « maniabilit é » j'e nse mble des qualité s pra· tiques qu e d oi t posséde r le h éton fra is pOUl' être tra nsport é ct mi s C il place SUI' le chanti cr, ai sé ment ct sam malfaço n. »

(Le héto n . Dunod 19.53 . P. 25.)

Il - Références bibliographiques utilisées.

[I] J. B,\1l0N . H. LES,\GE. POlir ulle étude wu/if/Ile de III IIImlhlbilit é : le munÎllbilim ètre L.C./J. C. L esage. Bulletin de Li ai son des Laboratoires Routi ers - Po nts et Chaussées 11 ° 13 (mai.juin 65 ) , p . 1·4 1 il 1-5 1.

[2] l\L D U HlEz • 1. AHI\Ai\IIIIllE . Trait é de Ml/férial/X de Cons. truction. TO lll e 1 (D lIl1 oll ), p. 1 :n 2·4.

[ 3] M . D UR IEZ - 1. AUllAi\IBIllE. T rcâ/é d e M(Jlhitwx d e COIlS.

tru ctioll. TOIlle ] (DII110(] ), p. 1 346·413.

[4] B.P. H ucw:s. « Th e o ptiml/m COl/rse aggrcgMe of COll·

cre te ». Mag of CO llne te R ese u]'ch, vol. I R, ,11 " 5·1, III lI rs 66, p. 3·8.

[5] A.M. NEVII.I.E. Properties of cOllerete (l'itlll ,lIl, London 1963), p. l7l ·90.

16] M.T. VOI.KO\', Li'lL BOUCLlTCII, I .V. KOltO L.E\'. DorojllO· Stroït e/ll ye !tI(l/ eria/ y. (Matériau x de COll stl'tlI'ti o ll ROll'

ti ère), p. 178·85 . Editi o n « Trnl1sporl ». i\los('oli 1965.

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Annexe 1

DESCRIPTION DE QUELQUES APPAREILS SERVANT

A REPERER LA MANIABILITE

A - Méthode de détermination du factem' de compactage [2 et 5]

(Appareil Glanville ou « Compacting fac tor apparatus»)

Principe de la méthode

On mesure la compaci té du béton lorsqu 'il a été compacté sous l' action de la pesanteur; cette act ion est obtenue en fa isant tomber le béton d'une hauteur donnée dans le moule d'essai.

Appareillage

L'appareil consiste (fig. 11)) en un bâti supportant deux récip ients tronconiques placés le long d'un même axe vertical. Chacun des recipients tronconiques est formé à sa base par une plaque articulée sur charnières, et maintenue fermée par un loquet.

Le moule d'essai , cyl ind rique, repose sur la plaque de base du bâti; son axe coïn cide avec l'axe des récipients tronconiques.

Processus d'essai

10 ) Remplir sans tassement le réc ipient tronconique supérieur.

20 ) Araser; ouvrir le réc ipi ent en agissant sur le loquet qui retient la plaque de fond.

Le béton tombe dans le réc ipient inférieur.

30 ) Araser le récip ient inférieur; ouvrir le réc ipi ent.

Le béton tombe dans le moule d'essai.

40 ) Araser le mou le d'essai. Peser. (On aura préalablement taré le moule d'essai vide.)

Expression des résultats

Connaissan t le volume V du moule d'essai, on calcule le pOids volumique du béton contenu dans ce moule; appelons dr ce pOids volumique :

p

V (P est le pOids du béton conten u dans le moule d'essai,)

En appelant dt (1) le poids vo lumique qu'aurait le même béton s' il était compact, on appelle « facteur de compactage " le rapport :

(1) dt est obtenu dans la pra ti que en ca lculant la somme des poids des constituants du béton par unité de volume apparent. Une méthode expérimentale pour déterminer dt est de remp li r le moule d'essai en vibrant le béton au maximum. On peut alors considére r qu'i l est compact et sa densité est alors égale à dt. La seeonde méthode est certainement préférable pour un béton à air occ lus

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Fig. Ig Compacting Factor Apparatus (appareil de Glanvitle)

,~---~ ... \

, .... - - - .... f ' "

B - Appareil V.B. [2 et 5)

Pl o q uI" d. vprr.

Fig . 20. - Appare il V.B .

Principe de l'essai

On mesure le temps mis par un cône de béton fra is pour se remou ler dans un moule cy lin­drique sous l' action d'une vibration.

Appareillage (f ig. 20)

L'appareil consiste en un moule cy lindrique fixe sur une table vibran te.

Un disque horizontal en verre. guidé vert icalement par une tige métall ique fi xée en son centre, peut coul isser dans le moule métallique. La t ige-guide est graduée; le zero de la graduation correspond au contact du disque en verre avec le fond du moule cy lindrique ,

Processus d'essai

10 ) Démou ler un cône d'Abrams dans le moule cyli nd rique,

20 ) Faire reposer le disque horizontal en verre sur le sommet du cône.

30 ) Mettre en fonctionnement la table vibrante, et, simultanément, déclencher un chronomètre.

40 ) L'essai est terminé lorsque toute la su rface du disq ue en ve rre est en contac t avec le béton, On arrête à Cel moment le chronomètre; on note le temps et la hauteur finale du cylindre de béton.

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Expression du résultat

Le résulta t est généralement exprimé par la durée de l'essai en secondes.

Que lquefois, on applique la formule :

s

dans laquelle:

S est la maniabilité en degrés V.B. est la durée de l' essai en secondes

Vo est le volume ini tial du béton

V, est le volume final du béton

Un avantage de cet appareil est la possibili té d'en registrement de la descente du disque en fonction du temps.

C - Appareil de Powers

Le schéma de l'apparei l est présenté sur la figure 2 1.

L'essai consiste, l'apparei l étant placé sur une table à chocs, à démouler un cône d'Abrams dans le moule cylindrique; on actionne ensuite la table à chocs, à raison d'un choc par seconde, jusqu'à ce que la plaque qui repose sur le sommet du cône soi t descendue jusqu'à un repère donné.

Le résulta t de l'essai est exprimé par le nombre de chocs nécessaire à l'exécution de l'essai.

Fig . 21 Apparei l de Powers ut ili se nOrmalement Sur une table il choc (également uti l ise en U.R.S.S. mais sur tabl e vibrante)

Avant l'n t .v.m ~ nt

du ( (. n. -;;;;;;;;:\-1 Ba g uI'

;nt.r; ~ u r l'

8a9u l' .lt l' r; ~ ur .

1 1

1 \

/- - - _. - - - -\ 1 \ 1 \

1 \

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D - Appareil caractérisant « la facilité de mise en place» (normalisé en U.R.S.S.)

Il a la même forme que l'appareil de Powers, mais il est posé sur une table vibrante au lieu d'une table à chocs. Le résultat est exprime par la durée de l'essai en secondes.

E - Apparei l Meynier-Orth

L'apparei l est consti tué par un moule cyl indrique, mun i d'une fenêtre de section carrée à sa partie inférieure. La fenêtre est obturée par un volet rabattable. Un disque métallique horizontal, surmonté d' une tige-guide verticale peut coulisser dans le moule cyl indrique. L'ensemble est fi xé sur une table vibrante.

On remplit le moule de béton, et on pose le disque horizontal sur le béton.

Simu ltanément, on ouvre le volet, on met en fonctionnement la table vibrante, et on déclen­che un chronomètre.

L'essai est terminé lorsque Je disque horizontal est descendu d'une hauteur donnée dans le mou le.

Le résultat de J' essa i est exprimé par la durée de J'essai, en seco ndes.

Annexe 2

DETAILS DES RESULTATS EXPERIMENTAUX

A - Résultats l'elatifs aux tableaux 1 et 3

Dans chaque tableau les poids de tous les constituants sont exprimés dans la même unité qu'il n'est pas nécessaire de préciser

(Matériaux de Seine) (fig. 1, B, 9)

Gravi llons 5/20 Sable 0/5 Ciment Eau - 19 \ GH (C") (1) Gh (C" ') (1 )

1 400 590 300 140 - 2.529 0.800 0,7 14 1 300 690 300 140 - 2.255 0.780 0.690 1 300 690 300 150 - 2.035 0.840 0.683 1 300 690 300 160 - 1.954 0.820 0.669 1 200 790 300 160 - 1.580 0.870 0.770 1 \00 890 300 160 - 1.380 0.880 0.815 1000 990 300 160 - 1.447 0.870 0.799

900 1 090 300 160 - 1.531 0.860 0,783

39

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Diorite de la Meilleraie (fig. 2, 7)

Diorite 20/40 Sable 0/5 Ciment Eau - 19 t GH (C') (1 ) Gv (C") (1 )

1 200 700 300 140 - 1,880 0,820 0,956 1 200 700 300 145 - 1,602 0,840 0,958 1 100 800 300 130 - 2,107 0,776 0,907 1 100 800 300 135 - 1,653 0,829 0,947 1 100 800 300 140 - 1,362 0,867 0,968 1 100 800 300 150 - 1,663 0,802 0,944 1 000 900 300 130 - 1,892 0,796 0,920 1 000 900 300 135 - 1,613 0,838 0,938 1 000 900 300 140 - 1,362 0,880 0,960 1 000 900 300 150 - 1,079 0,893 0,957 1 000 900 300 155 - 1,653 0,821 0,920

900 1 000 300 130 - 1,968 0,773 0,905 900 1 000 300 140 - 1,653 0,818 0,930 900 1 000 300 150 - 1,415 0,850 0,957 900 1 000 300 155 - 1,146 0,883 0,941

(1) G H : Essais Glanville (hauteur de chute 95 cm)

G h Essai Glanville (hauteur de chute 80 cm)

Gv Essai Glanvi lle et vibration du moule

B - Résultats relatifs au tableau 2

Mortier au sable d~ laitier (fig. 5)

Sable Ciment Eau - 19 t Compacité Sable Ciment Eau - 19 1 Compacité de laitier de laitier

1 350 450 330 - 1,851 0,752 1050 750 344 - 0,613 0,958 1 350 450 350 - 1,462 0,778 950 850 340 - 0,613 0,979 1 350 450 350 - 1,196 0,858 950 850 340 _ 0,602 0,975 1 350 450 350 - 1,283 0,860 950 850 340 - 0,544 0,965 1350 450 350 - 1,233 0,861 900 900 335 - 0,568 0,972 1400 400 350 - 1,600 0,794 900 900 335 - 0,602 0,966 1400 400 350 - 1,602 0,806 900 900 335 - 0,708 0,968 1400 400 350 - 1,576 0,799 1350 450 310 - 1,358 0,838 1 300 500 350 - 0,968 0,923 1 350 450 310 - 1,207 0,871 1 300 500 350 - 0,968 0,912 1350 450 310 - 1,307 0,858 1300 500 350 - 0,987 0,917 1 350 450 315 - 1,238 0,829 1 250 550 350 - 0,785 0,931 1 350 450 315 - 1,248 0,866 1250 550 350 - 0,813 0,923 1350 450 315 - 1,212 0,855 1 250 550 350 - 0,785 0,927 1 350 450 305 - 1,415 0,847 1 200 600 350 - 0,763 0,929 1350 450 305 - 1,468 0,840 1 200 600 350 - 0,778 0,931 1350 450 305 - 1,446 0,848 1 150 650 350 - 0,690 0,938 1350 450 335 - 0,924 0,885 1 150 650 350 - 0,690 0,925 1350 450 335 - 0,934 0,897 1 150 650 350 - 0,699 0,935 1350 450 330 - 1,004 0,858 1 100 700 350 - 0,544 0,955 1 350 450 330 - 1,012 0,858 1 100 700 350 - 0,519 0,940 1350 450 320 - 1,086 0,854 1 100 700 350 - 0,544 0,950 1 350 450 320 - 1,041 0,863 1200 600 350 - 0,875 0,921 1 350 450 315 - 1,238 0,850 1 050 750 344 - 0,580 0,950 1 350 450 315 - 1,31 6 0,835 1050 750 344 - 0,602 0,954

40

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Béton (Diorite de la Meilleraie 20/40 gravillon et sable de Seine) (fig . 6)

20/40 5/20 0/5 Ciment Eau - 19 1 Compacité

875 375 765 330 165 - 1,568 0,870 770 330 875 330 165 - 1,653 0,825 600 600 780 330 165 - 1,633 0,847 567 534 875 330 165 - 1,491 0,824 567 1 040 875 330 165 - 1,914 0,759 567 123O 735 330 165 - 1,748 0,793 567 128O 650 330 165 - 1,756 0,824 360 840 780 330 165 - 1,832 0,785 330 770 875 330 165 - 1,778 0,776 300 700 970 330 165 - 1,699 0,774 120 104O 780 330 165 - 1,813 0,808 110 990 875 330 165 - 1,724 0,806 500 500 940 330 165 - 1,653 0,787 100 900 940 330 165 - 1,833 0,769 100 104O 875 330 165 - 1,944 0,780 100 1 130 780 330 165 - 1,663 0,799 100 850 1 060 330 165 - 1,996 0,753 100 850 960 330 165 - 1,934 0,775 280 590 106O 330 165 - 1,991 0,755 280 1 220 675 330 165 - 1,826 0,788

1 200 1 220 780 330 165 - 1,301 0,915 1 000 1 220 970 330 165 - 1,613 0,831 1 250 1 220 735 330 165 - 1,380 0,934 1 100 1 220 875 330 165 - 1,462 0,854 1 080 120 780 330 165 - 1,342 0,955 1 000 100 875 330 165 - 1,491 0,908 1 125 125 735 330 165 - 1,415 0,938

840 360 780 330 165 - 1,322 0,910

Mortier de sable normal (fig . 4)

Sable Ciment Eau - 19 1 Compa- Sable

Ciment Eau - 19 1 Compa-

normal cité normal cité

1 35O 450 230 - 0,699 0,978 1 350 450 210 - 1,190 0,865 1 350 450 230 - 0,699 0,963 1 350 450 220 - 1,049 0,875 135O 450 230 - 0,653 0,960 1 350 450 220 - 1,083 0,910 135O 450 215 - 1,267 0,876 1 350 450 220 - 1,114 0,913 1 350 450 215 - 1,086 0,890 1 350 450 225 - 0,845 0,945 1 350 450 215 - 1,230 0,885 1 350 450 225 _ 0,845 0,935 1 350 450 220 - 1,207 0,882 1 350 450 225 - 0,845 0,928 1 350 450 220 - 1,228 0,882 1 350 450 230 - 0,875 0,948 1 350 450 220 - 1,143 0,890 1 350 450 230 - 0,699 0,965 135O 450 225 - 1,223 0,903 1 350 450 230 - 0,699 0,976 1 35O 450 225 - 1,279 0,848 1 350 450 205 - 1,452 0,815 1 35O 450 225 - 1,146 0,883 1 350 450 205 - 1,491 0,805 1 35O 450 230 - 1,009 0,930 1 350 450 205 - 1,362 0,808 135O 450 230 - 1,173 0,887 1 350 450 210 - 1,243 0,856 1 350 450 230 - 1,009 0,915 1350 450 210 - 1,279 0,837 1 35O 450 235 - 0,845 0,970 1 350 450 210 - 1,279 0,860 135O 450 235 - 0,851 0,930 1 350 450 215 - 1,000 0,874 1 350 450 235 - 0,845 0,958 1 350 450 215 - 1,04 1 0,883 1 350 450 205 - 1,415 0,815 1 350 450 215 - 1,021 0,876 1 350 450 205 - 1,362 0,8 15 1 350 450 220 - 1,041 0,910 1 35O 450 205 - 1,505 0,818 1 350 450 220 - 0,845 0,915 1 350 450 210 - 1,121 0,903 1 350 450 220 - 0,903 0,915 1 350 450 210 - 1,1 90 0,863

41

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Pâte de ciment (fig. 3)

Ciment Eau - Igt Compacité

2000 490 - 1,597 0,963 2000 500 - 1,517 0,985

2000 490 - 1,726 0,948 2000 500 - 1,673 0,963 2000 510 - 1,462 0,977

2000 490 - 1,8 15 0,933 2000 500 - 1,644 0,955

C - Résultats relatifs au tableau 4 Matériaux de Seine (fig. 12)

5/20 0/5 Ciment Eau 19 1 B· Ig t ••

1 300 690 300 170 1,820 2,013 1 300 690 300 180 1,820 1,944 1 200 790 300 160 1,863 2,025 1 200 790 300 170 1,633 1,690 11 00 890 300 160 1,633 1,839 1 100 890 300 170 1,431 1,826 1000 990 300 160 1,724 1,959 1 000 990 300 170 1,462 1,623 1 000 990 300 180 1,255 1,447

900 1090 300 170 1,431 1,732 900 1 090 300 180 1,255 1,491

Mortier normal (gâchée de volume quadruple) (fig. 13) Essai aux temps 0, 7, 14 et 21 minutes après malaxage

19 t 19 t 19 t Sable normal Ciment Eau malaxeur Bonnet malaxeur Bonnet malaxeur

peti te vi tesse grande vitesse Couvrot-Lainé

5400 1 800 900 0,813 0,778 0,785 5 400 1 800 900 0,699 0,699 0,875 5400 1 800 900 0,699 0,699 0,857 5400 1800 850 1,000 1,140 1,079 5400 1 800 850 1,041 1,045 1,1 14 5400 1800 850 1,079 1,079 1,11 4 5400 1 800 800 1,407 1,415 1,439 5400 1 800 800 1,477 1,462 1,441 5 400 1 800 800 1,484 1,322 1,298 5400 1 800 900 0,881 0,799 0,857 5400 1 800 900 0,740 0,708 0,903 5400 1800 900 0,756 0,756 0,908 5 400 1800 850 0,991 1,161 1,097 5400 1 800 850 1,076 1,146 1,104 5400 1 800 850 1,097 1,176 1,146 5400 1 800 800 1,507 1,449 1,447 5400 1 800 800 1,484 1,525 1,435 5400 1 800 800 1,498 1,393 1,407 5400 1800 900 0,875 0,903 0,929 5400 1 800 900 0,785 0,799 0,978 5400 1800 900 0,763 0,779 0,949 5400 1 800 850 1,045 1,176 1,140 5400 1 800 850 1,149 1,173 1,143 5400 1 800 850 1,146 1,267 1,1 43 5400 1 800 800 1,530 1,505 1,489 5400 1800 800 1,545 1,544 1,491 5400 1 800 800 1,556 1,531 1,431 5400 1 800 900 1,000 0,964 0,991 5400 1 800 900 0,903 0,845 1,009 5400 1 800 900 0,903 0,944 1,004 5400 1 800 850 1,1 14 1,301 1,248 5400 1 800 850 1,250 1,204 1,204 5400 1 800 850 1,236 1,292 1,199 5400 1 800 800 1,525 1,512 1,517 5400 1 800 800 1,601 1,585 1,580 5400 1800 800 1,548 1,568 1,507

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D - Essais relatifs au tableau 5

Matériaux de Seine (fig. 14)

SABLE EAU

CIMENT Ig t, 19 " Gros Fin 1 2

510 1 525 0 270 285 1,4216 1,0899 510 1 525 0 270 285 1,4082 1,1987 510 1 500 25 270 285 1,4082 1,1206 510 1 500 25 270 285 1,3483 1,1139 510 1 475 50 270 285 1,3522 1,1139 510 1 455 70 270 285 1,3284 1,1271 510 1 450 75 270 285 1,2601 0,9823 5 10 1 445 80 270 285 1,2989 1,0253 510 1 440 85 270 285 1,3075 1,0492 510 1425 100 270 285 1,31 60 1,0719 510 1400 125 270 285 1,3181 1,1004 510 1 350 175 270 285 1,3222 1,1139 510 1300 225 270 285 1,3385 1,1238 510 1250 275 270 285 1,3766 1,1492 510 1 200 325 270 285 1,4249 1,1790 510 1 150 375 270 285 1,4440 1,2253 510 1 100 425 270 285 1,5490 1,3263 510 1 100 425 270 285 1,4216 1,2041 510 1 050 475 270 285 1,5263 1,3160 510 1025 500 270 285 1,5340 1,3222 510 1 000 525 270 285 1,5911 1,3802 510 1000 525 270 285 1,5315 1,3385 510 1 000 525 270 285 1,4800 1,3053 510 975 550 270 285 1,5403 1,3222 510 950 575 270 285 1,5366 1,3365 510 925 600 270 285 1,5340 1,354 1 510 925 600 270 285 1,591 1 1,4314 510 910 615 270 285 1,6294 1,4082 510 900 625 270 285 1,6385 1,4378

Matériaux de Seine (fig. 15)

EAU

C IMENT SABLE 19 t, 19 t, 1 2

900 3 170 540 570 1,6010 1,4857

900 3170 540 570 1,5289 1,3962

910 3160 540 570 1,5502 1,3385 910 3160 540 570 1,4997 1,3010 920 3150 540 570 1,5038 1,3243

920 3150 540 570 1,5159 1,3139 925 3145 540 570 1,5132 1,2695 925 3145 540 570 1,4654 1,2553 950 3120 540 570 1,4579 1,2253 950 3 120 540 570 1,4314 1,1761 510 1 525 270 285 1,4082 1,1987 520 1 515 270 285 1,4249 1,2095

1 060 3010 540 570 1,3927 1,2014 1 060 3010 540 570 1,3502 1,1367

540 1 495 270 285 1,3579 1,1303 1 100 2970 540 570 1,3874 1,1399 1 100 2970 540 570 1,4133 1, 1523 1 120 2950 540 570 1,3655 1,1461 1 120 2950 540 570 1,3424 1,1903 1 130 2940 540 570 1,3222 1,0969 1 130 2940 540 570 1,3032 1,0719 1 140 2930 540 570 1,3979 1,1643 1 140 2930 540 570 1,3748 1,1523 1 150 2920 540 570 1,2856 1,0569 1 150 2920 540 570 1,3304 1,1206 1 160 2910 540 570 1,2504 0,9638 1 160 2910 540 570 1,2253 0,9445 1 300 2770 540 570 1,2455 0,9138 1 300 2770 540 570 1,2253 0,9031

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résumés

44

COMPACITE ET MANIABILITE DES BETONS HYDRAULIQUES

L'aptitude à la mi s .' ,-=0 pla l'':- d' un hétu n pl'ul t'1re célrac tériséL'

soi t par la compacit é aprcs m b.l' ": 11 p!;ll' l'

soit par k· logarithllll' du 1 l' rn p :>. Ll\;cuu ll:' rnL'f1( du bdoll,

s i le." conditions d L' b m ise ..: n pla ... ;: 011 I,k l'ér.:ou 1...: m l' /l1 sont parfa it e nll'nt définies.

Dl's bê lons, t'um pusés d t.: proportion s \"lriabks d l' constituants dl' natures données. pClIvt'nt è trt' canl c té r'isc!s de l' u nt: uu l'aut r..: ma nie r.:, ~ 1 dans des conditions <!xpé rimenla1c:-. diffé re lll c.:s . S i ['un ce mpan.' les valeurs de l'unt: uu l'autr ... · d l' I.:es ca racteris tiques, obt enu es dans d t' Ux conditions e xpé rime nt a !...'!> diffé n: nks, un l 'o n sta ll" q u'd ies sonl s toch a s liq u\: fll l.! ll t 1ié ... ·~ l'nlrt' el les par u ne l'dation lincain;, Qu i 1' .. ·u1 pl'.:nd,"\' troi s fOl"nws

r, Il

I ~ 1 r, h.! t, h ,

h "

Lc:s t:oefl icienl s 1 cl h Il .. ' d épt.:ndcllt qu e lho l" lI atun' tiL-:. ..:()n , .. ;jilu;H1t ~ I.!I dè~ I1lO\' I! Il :. d t' l1li Sl~ I! n œU\Tt!"

Si un considèrl! dl!s conditions cxpl;ri rn l' nta k:. tk rd L' ft.:m:..: , la valeur dl! l'un e ou l '<lut/'(' d e ces ca rac té,"ist iqu ..:s , obtenue dan s Cè S l'oud itions, Il l! dép..: nd qUI! des panllll l! trcs i ntrin sèqu t:~

du béton d, pour une nature donnée de cons tittl ,lnt s, l'anll.: té ri s(: l'aptitud t, du béton à ê tre mis en place, Il es t donl' poss ib le, ai nsi, de définir la mania bilit é du bé lOn .

A t t: n .. 'ur cn cau cons tant e, ta man iab ilit é prL'so..! /l h.' un maximum pour un I! valeu r dl!s propo'"· tions d l's cons tituant s solides, qui dépend de l<l natur~' de ces consti tuant s. Cc II I! v.lleur optimal!;.' d es proport ions des cons tituant s sol ides l's i indépendante de la teneur l' n ..:au el de:>. moyens de mise cn plaCt' ,

U n~ rn éthod t.: pn ltiq lh: d e compos it ion pl! ut do nc l'I r..: définie sur ces hases"

On mesure, dans des cond it io ns de réfé rence, Il' kmps d'éco ulemen t (ou la compad té après mise en place ) d e bêlons qu i ne d iffè rent entrè \! UX que par les propor ti ons de matér ia ux solides, Le bé ton optimal es t ce lu i don t le temps d'écoulement es t mi n imal (ou dont la compa" cité es l maximale ), Sur chantie r, c 'csi le bé ton Qui pourra ètre mi s en P !<ICC, cOJ"l"ec tcment, avec une It: neu r en eau minimale,

MOTS·CI.I~S : Béton h't-'dnmiique . Compacité· Maniabilité· Tcmps " Ecoulement . Mi s\! ~' n place" Corrêlalio'n " Résultats· Mesure· Laboratoire" Chant ic I' " Appart!ils dl! Illl'Slire " Teneur en eau" Optimisa ti on " Composition du mélange" Dosage,

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;,\ ':WÔUYI,.ll <l,lblll<ll'MOCT1, () l'TUlla "'Oil,l'T OhIT!> Xapa l i"Tl'pll<JOBa IIH

.llIlno Il .IIOTIIUt:T l dU 1I 0CJ Il' y "'.ila! {lm ,

J IIIÎl O ,110 n'I j>lltlnlO:'>1 CpOIi"a Bj>(,:'>H'1I11 H"H'llllfi ÔCTOIW B Tt)( 1110 UlIj>e ; l l ' ,IU'lIl1hIX .... C.IIO ­

HIIHX y lwaJllm Il 1'("l e llll fi.

I-)CTOllhl j>a:I ,llIl'lIlOrO cocnWH liOMIIOl l e ll TOB :WIIHoii 1I0pOHLI MUl' y1' ÎlI,lTl. xap3l, n ' ­

plI30U311LI Oi\IIIOI 11 3 BLIIII CY I\H33HIILIX CHOCOGOB JI B pa3,TIII'llIbI X : 1I i"C Ill'pJl~J('IITa,lll,HI,IX ,\'CJIOBllflX ,

C P UBlIH IHlH UCJII!'1 Il ""1 TOn II JIII : 1I),\'I'U ll xapa l';TcpIlCTlIllII, 1I0JI,\" ICIiIIOjj B ,"lByX pao ' JIII ' lll bIX ::lI,CnCpIlM C IlTa ~H,lIbI X yl~J I OB IIH X :'>Ibl IWH cnnll pyeM, '11'0 01111 CTO I-WCTlI IICCIi"1I CBH '

33 Ubl "'Ci l{ny COoon .11l 11t'nllbIiII COOTIIOIII C' IIII(';\I, 1l0TOpOl' ~IOl+; l'T Il :'>1{,1'I, l'pli 1!)OP Mhl.

" r, l' " f h,

tg t r , Ig l" Il ,

" f,.] - I ~ l" t h l>"

h'U;)(IHllllltIl CHTbl r Il Il :-JUB lleUT TOJlh ... O 01' "P"PU, lhl liOMIIOlH'lITOIi Il OT {'uo l'olia ,\' '' : Ia, II 'H.

EC.TIII Ô YHCM p acCiltaTp "B HTI . :.J 1\c ll c pIlMeIlTa : lhll b ll' , ;rra ,' IO llll h l l' yC."lOB IIH , TO Be.lllI ­

'1I1H3 OUIIOi! IIJIlI H p y l' oii xapal\1'C' !)II CT III-\II n OJ I ~" l e llllOii B :.JTHX yCJlOllIIIlX, ô YJl CT 3allll CII1'I,

TOJlhHO DT JJapaMCTpon npll CY UIIi X fieToHy Il , ilJIH H311110ii IIpllp OHbI 11OM IIOUCIiTOB, Ôy:Il'T

Xa p aH1'Cp ll30uan. cnocoGHoCTh 6CTI)H(l h' Y I\.ilall l ';C, T a llltM oôpuaOM B03MOilHIO ollpe: u' · J1 I1Th Yil060 'y I\J1311bIUaCMOCTI. OCl'Ol la,

npll flO CTOHllllOM 110110COJlCpm311 1111 , yno(iOYll,n3n hlB aCMOCT I. llp l';Il'nlB,IIHC'T MaIlCII ­

Ma Jl hll'yIO n CJlIlIIJlII Y ,IlJIfI COOT IIOIJICHIlIî TUl'pn blX 1\O,\I110Il CIlTOB, S3B II CHlIlIIX 01' IIX npllpOJlhl ,

;:ha OIlTllll1a JII.. lf an BC JllI'llIlla COOT IIOIII CHIIÏI TIJ Cp ;tbIX I\OMIlO Il CIlT OU Il l' 3a UIICII1' 01' BOIlO ­COJlCpil,a IIIlH 1111 01' y HJ1afl 1m ,

Tall llM OfipU30M "-IOiimO Ollpeill'JIIITb II paIiTlI'lCClli lii ."{'TO: l COCTB Ba.

U 3TaJIOHllbl X yC'!WUIIHX II S MC!HIIOT npCMH TC II Clllln ( II JIII Il .1I0T IIOCTh 1I 0C.II(· yli:.laJlI\II)

6CT011011, pa<J.1llI'l a IO IlIIl XCl1 TO JI I,I\O COO1' 1I 0 11I ellll(',\I T BC!H \ hIX ~ 1 <ncpllaJIOB.

O IlTlHIa ,rIJ.l lhIM 6CTOIIOM HBJll1CTCH TOT, !lJIH I\OTOpOI'O IJpCMH Tl"I('1IJ1f1 MIIIIH Ma,llJ,lItH' (II JIII II JI QTHOCTI. MUI\CIIM3J1h II UfI),

Ha cT potll \c lI a ll Jl y 'iLiIIIM 6C1'O ll 01l1 C'IIiTaCTcn TOT, I\oTOPLlii XUjlOlllO Y",IIa: lbIB3C'1't..'1! Il I\OTOphiii COnC!HI\lfT :'>lII I1I1M aJ1 hIlO C I\Ollll'lCCTBO BOH .

RUSSE

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ESPAGNOL

46

COMPACIDAD y MANEJABILIDAD DE LOS HORMIGONES HIDRAULICOS

La aptitud de un hormigon ha ser vertido 0 colocado puede caraclerizarsc :

- .va sea par su compacidad despucs de vcrtido

- .va sea par el logarilmo deI tiempo de evacuaci6n dei hormig6n.

s i las condiciones de vcnido 0 de evacuaci6n se hallân perfeclamente definidas.

Hormigones compuestos de p roporciones variables de cons tituycntcs de naluraleza conocida, pueden ser carac terizados par uno U o lro modo y en diferenles condiciones expcrimcn talcs.

Si se comparan las magnitudes de una u olra de dichas carac teristicas obtenidas en dos ..:.ondiciones expe rimentales distintas. se comprueba que, estocasticamente. co rrespond!..'n entre cHas. mcdianle una relacion linea l Que pue di.' lomar tn'!s forma s :

cr,. ('" + h,

e f"1 \ -. Ig l,. ) + hl,'

Los coeficicn tes f y h s610 dependen de la naturaleza de los componentes y de los medios de puesta en obra.

Si se refiere a las condiciones experimentales precedentes, la magnitud de una u o tra de dichas caracteristicas, obtenida en estas condiciones, tan s610 depende de los paramctros, intrin· secos dei hormig6n que dcbe de vertirse.

Asi, cs posible, definir la manejabilidad dei hormigon. Para un contenido de agua cons­tante, la manejabilidad presen ta un valor maximo, para un va lor de las proporcio nes de los componentes s6lidos. que depende de la naturaleza de dichos componentes. Este valor optimo de las proporciones de los componentes s6lidos es independiente dei contenido de agua y de los medios de puesta en obra.

A partir de estas bases, puede definirsc un metodo prac tico de composicion.

Midese, en las condiciones de rcferencia. cl tiempo de cvacuaci6n de los hormigoncs (0 bien la compacidad despues de \'ertido). que s610 sc diferencian entre ellos gracias a las proporcionl!s de materiales s6lidos. El hormigo n optimo es aquel cu)'o tiempo de evacuaci6n es minimo (0 cuya compacidad es mâxima). En las ob ras, cs cl hormigon que podia emplcarsc correc ta· ment con un conlenido de agua minimo,

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ALLEMAND

VERDICHTUNGSGRAD UND VERDICHTUNGSFAHIGKEIT DER ZEMENTBETONEN

Die Vcrd iç hl ung~fahigkl!i l cine .... hnkau lisc h t" :l BClom la sS I s ich _'r fa sscn

- rnillcl s dem V..:rdichtungsgrad ... 's Jlm: h (!..- m Aurhdn~c fl

- od..:r mitlt:l s dcm Lugarl thlllll s ckr Ah[; u ... s.l. .. ·Î t tlr.: s Bdons .

\Venn di e St..'lzungs-und Abflu s:; b ,,·uingullg..:n klar Il's lgdqp s ind .

Bc lone. di e in vera ndcrlit:hen Vcrh tiltni."isen aus B!.:s liIndt ci h:n ht.'slimmter Arh.: n beslchen. këinncn nach der dnen odcr nach der andcn:n Mdhock' kanlkt ..:risiert werden, und unter VCI'­

schiedc n cn VlTS Uchs hcdingungen . W<.'n n man dit' Wal t' d C: I' dnl' oder d er " nd e rc diese l" Kenn­z~·i c h cn. di e un 1er zwei "crschk dl.' llc n VCl's uc hsbed ingu nge n .:rhallcil \\'urdcn , vl.' rgle ichl, su :0. 11.:111 man fcs t dass s ic stokas tÎSl.: h m ih' inander durc h dn(' li ll,,'ar .. · B,,"ziehun g vc rb und e n s ind . di .. unl e r dl'o dl"l· j FOf'Oll'O m ... ~l·drii l· kl \\" .. ·nkn kann

r. l ' h .

1'11

r ., D i ~' Kodl ÏJ.il· n k f und h han g!.: ll IIlIl" \U11 d,'r .·\rt li ... · !" 8<.: ,la ndl ~il ... ·n und vun dCIll Aufbt'inl!-"

un~~ :llIl\\"a nd eth .

8 "' I I':I(' h ll:l man Rd ("n: nz\·t!rsUl· h ~ h, . .' d i n~unK.:n . so hiin ~1 ~kl' WI;'r! des t'i ne n oder des illllkrlO'n di .. '.,,:!" K~nnzt' ichcn u nkr den \'U!'Ii~gl'nd"' n Bt! dingunge n nul' n m d .:n Eigenpararnl·t t· rn de s R .. tun~ ab. und b('zeidllll'1 dk 5,,·lzun~ ... lnhigkeit t!i ne r ~ t' \\'i ss"' l1 AI' I Bdon. 50 wi rd cs moglich di .. ' \' ... ·nlicht un gsHihigk .. it zu tws tirnnll" tl .

B ~'i g le ic hl.! lll Wa ssl·rge halt . <..' I"w<..'i s t dil.: Vndkhlungs nlhigkdl dn<.:n Hoc hs l,,"l'rI für t!inen W~'I"I dl'" Vahtiltnissc dlT ksktl B ... ·s l:lndl cikn. lkr \ '011 d ~ r Art dieser Bestandtcik ablùingt. Dic's c'" Optirnahvl'r l hangt nkht mil d l'lIl Wassl' rg t' halt und de n Aufbringuns lll illl'in zU!'o.amme:1.

Eln prakli sch t·s FOl"nlUlilO'l"ulI g:!l \· .. 'I"fa h n.' n kann alsn auf diesen Grund lage n e l'fa ss t wl'rd(' n .

,\ ·Iet n m ess l in b l's timmlen Rl.'fl· ,·..:nzbcdi n~u ngen d il..' Abflll sszdl (oda d cn Ve rd ichtungsgrad 'J<I ~' h de m Aufbring.:.- n) da BClOnt!n , di t' :!I içh nu r durch di t· Vcrlüil ln isst: ih rcr k slcn Bcsta nd ­Il'ikn unlcrsçhe iclen . De r OplimalbClun is l der j ~n ..: d ..: !' dit! gt!ringsll..' Abf1usszc il I:.' rwc is i lod..:r (k'r j"'Jl": d er den gross len Vcrdichlllngsgrad hat). Auf (.kr Baus h:ll t' iSI èS de r Bc tun cl .: ,. .. 'in\\'and· tr~'i aufgcbracht wc rd c:n kann mil L'Înl..'nl lIlinirlla kn Wasst: rg c halt.

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ANGLAIS

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THE COMPACTNESS AND WORKABILITY OF HYDRAULIC CONCRET ES

The ap t i tude or concrch: for laying ma~' h l' d -, anll ' Ia izo.! d Eil hcr hy il s i:om pac lnl.'ss .. fl cr 1<1\"lng.

Or h .\" the Jogar-ilhm uf tilt' iÏn1l' uf sp readinh!. proddl'd th e l"ondilions of sprcadinh! an: éll'curately defined.

COllcJ"t:les, co rnpuscd uf constituents of gin' Il 1."Ilt'S in \ariahlC;' proportions , may be c harél c tl'­dud in Olle or other of Ihes\.' ways, and under differt:.'n l e,'( pcrimental conditions. If we cam pan..' tht' n .lues of dl her of Ihest.' characteristics oblaincd un c\(:r Iwo differenl expcrimental condi · tions, Wl" ahsen· .... Ihal th e\- ~lrl' s toch<ts lkalh' link l'd h," a linl'ar rela tion which ma\" !ak l' 111I"t'l'

forllls :

" l , " "

I!.! 1 l , l.!,! 1 " l"

1. , lu hl .

The cocl"ficien ts r anù h dept' /ld unh un tlh' 1l(llurl' of llll' l"HhlilllL'nt~ and th ~ lI1c1huds ul spreading,

If wc conside" thl' cxpcrimental l:undi tions 01 rdc rl' ncc, th t' "nIUl' 01 on,; 01" ot ha uf Ihese l: haracteri s lics , obtaincd unde'" thes!! I.."onditions , depl' nds onh" 011 th l " intrinsk paramekrs 01 the l'oncrctc, and for cons tituent s of a givcn nawre il char.ll"lL"rizl:'s thl.' ar ti luck o f the concn:tt' lor spread ing. Il is Ihus possible 10 ddine ,h l' wOI"kabi li l;.o or Ihl' l· tJlIlTl'k in Ihi s wav"

Fur ;.\ r.:onslan l waler conlent, \Vorkabilitv is é.\ maximum lo I' .1 ";;dm: 01 the proportions 01 !jolid const itucn ts which depends o n the nature of Ih!!sc cons IÎtlll.: nl s. This opt imal va lue of Ihl! proponions of solid constituents is independent of the wall' r" conk nt ,Inti or the methud of -; pre.\ding .

A prat.: ti cal melhud 01' compusitio n can Ihus b~' wurkcd out un thes ... bases.

Under conditions uf rcfc rcnce, measure menl is made of the tillle of spn:ading (or compar.: t· n!.!ss ofter sprcading) uf l:oncretcs wh ich differ Irom o nt' a nother on ly in respec t of thei .. proportions of solids" The optimal concrclc is the one whose time of sprcading is minimal (or whosc compactness is maximal) . On s il e, il is the conc relt' which l'an b ;.' proper l\" spreatl with a minimal wakr cont ent. .

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Table des matières

PRESENTATION

INTROD UCTION

TABLEAU DE NOTATIONS

LE BETON HYDRA ULIQ UE OBJET DE CETTE ETUDE

1 . CLASSEMENT DES BETONS SUIVANT LEUR COMPACITE EN PLACE

2 . CLASSEMENT DES BETONS SUIVA NT LEU R TEMPS D'ECOULEME NT

DA NS DES CONDITIONS DO NNEES

2.1 . Loi parti culi ère de l'écoul ement dans le maniabilimètre L.C.P.C.·Lesage

2.2 . Générali sa tion de la loi c = - fC I 19 l + h "1 à d'au lres types d'écoul ement

2.3 • Essai d'interprétati on de la formule c = - fH Ig t + h .. (

2.4 . Consé<luences des relations ent re les compacités e t les temps d'éco ulement

2.5 . Domaine de va lidité de la fonction mani abi lit é

3 . PROPRIETES DE LA FO NCTION MANIABILITE

3.1 • Etude de la fonction maniabilité

3.2 . Utilité prutiquc de la mani abilité

3.3 • No tion de teneur cn eau crit iq ue

3.4 . Maniabilité cl ségrégabilité des éléments solides

4· APPLICATIONS PRATIQUES DE LA MANIABILITE

4.1 • Choix d 'uu a pilarc ii de mesure de la maniabilité

4.1.1 Mesure de la compacité ou du temps d'écoule­ment

4.1.2 Mesure de maniabilité sur ch:lnti er

4.2 - .M éthode pratique de composition pour un revê tement routier. un ouvrage d'art ou un hâtiment

4.2.1 . Considérations générales

4.2 .2 . Exemple de composition d'un béton dont la tcneur en ciment par mètre cube est prescrite

CONCLUSIONS

BIBLIOGRAPH IE

. Définition de la mani Abilité selon les auteurs

2 . Reférences bibliographiques utili sées

ANNEXE 1

DESCRWl'ION DE QUELQUES APPAREILS SERVANT A REPERER LA MANIABILITE [2,5]

A . Méthode de déterminati on du fa cteur de compactage

1 - Princi pc de la méthode

2 . Appnrei llagc

3 Processus d'essai

.. Expression des résultat s

B • App",eil V.Il. [ 2,5]

. Principe de l'essai

2 . Appareillage

3 . P rocessus d'essai

" . Expression du résultat

C . Appareil de Powers

1) • Appareil caractéri sant « la faci lité de mise en place » (normali sé en U.R.S.S.)

E . Appareil Meynier-Orth.

ANNEXE 2

DETAILS DES RESULTATS EXPEIUlIIENTA UX

A Résultats relatifs aux tahleaux 1 et 3

B Résultats relatifs au tableau 2

C . Résultats relatifs au tableau 4

D . Essa is relatifs au tableau 5

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