S.T.S Bâtiment
LABORATOIRE
CESSA TP N°9
Composition et fabrication d'un béton Introduction L’étude porte sur la réalisation d’une opération immobilière de 308 logements, et 320 places de parking réparties en huit bâtiments. Les huit bâtiments ont une infrastructure commune. Celle-ci est composée de deux niveaux de sous sol. En tant que responsable de la production, vous êtes chargé d’élaborer une composition de béton répondant au cahier des charges fixées par le C.C.T.P pour les poutres des planchers de reprise du premier sous sol. DESCRIPTIF SOMMAIRE : -
Les porteurs verticaux sont fondés sur des semelles. Le sol d’assise se compose de sable jaunâtre légèrement argileux. L’infrastructure se compose : de voiles, de poutres et de dalles en béton armé. La superstructure se compose de voiles et de dalles en béton armé. Les façades seront recouvertes d’un enduit monocouche d’imperméabilisation.
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Composition et fabrication d'un béton Principe A partir de la méthode de votre choix (DREUX GORISSE ou BARON OLIVIER), vous allez formuler dans un premier temps une composition de béton pour dans un deuxième temps réaliser une gâchée fidèle à votre composition.
⌦ Intérêt en Génie Civil Les formulations de bétons hydrauliques ne sont qu’approximatives : il est donc nécessaire d’ajuster les quantités théoriques par des contrôles de maniabilité et de masse volumique (compacité) du béton frais et de résistance du béton durci. Ces essais sont les essais d’étude et ils sont faits en laboratoire. L‘influence de la méthode et du temps de vibration du béton frais sur la résistance du béton durci est aussi un paramètre d’une grande importance. Matériel nécessaire - malaxeur à béton. -1 chronomètre. - balance. - 2 éprouvettes graduées en plastique. - 1 cône d’Abrams. - - pelles, truelles, brosses métalliques, pinceau. + huile de décoffrage. - 3 moules métalliques 16x32. - - 1 réchaud de chantier au gaz. - 1 aiguille vibrante. - poêles et spatules. Matériaux utilisés
Tableau 1
Détails
Masse
Masse
volumique
volumique
absolue
apparente
(Kg / m3)
(Kg / m3)
Coefficient d’absorption Ab %
Ciment CPJ- CEM II /B32,5
Classe vraie : σ’c = 38
PM(Z)
MPa
Sable (1) 0/5
2,20 ≤ Mf ≤ 2,80
2590
1610
3,2
Gravier 6/10
Granulat semi-concassé
2690
1450
2,6
Gravier 8/20
Qualité bonne
2690
1425
2,1
3050
2
-
Extrait du cahier des charges fc28 = 30 MPa Béton plastique affaissement = 90mm Sable + Gravier 6/10 Porosité des graviers 1% Vibration normale Environnement sec Documents à consulter et documents fournis Norme NF P 18-451 Bétons Essai d’affaissement Norme NF P 18-422 Bétons Mise en place du béton par aiguille vibrante Norme NF P 18-423 Bétons Mise en place du béton par piquage Norme NF P 18-416 Norme NF P 18-305 Bétons Béton prêt à l’emploi Caractéristiques des matériaux entrant dans la composition du béton : (voir annexe N°3) Courbes granulométriques de ces deux granulats tracés sur une feuille normalisée NF EN 933-1 (voir annexe N°3).
Serrage du Béton _ Extrait de la norme ≤ 16 mm
≤ 40 mm
≤ 80 mm
Cylindre de :
11
16
25
Aiguille de :
25
25
37
2
2
3
Dimension D du granulat
Nombre de couches Vibration
suivant l’axe
Durée de vibration de chaque couche
Abaque N° 1
Abaque N° 2
Abaque N° 3
Classe d’affaissement La norme ENV 206 définit 4 classes de consistance, en fonction de l’affaissement mesuré. Elles sont indiquées sur la figure 6.7.2. Sur cette figure, les rectangles blancs représentent la variation possible d’affaissement correspondant à la classe considérée. Les classes sont notées S1, S2, S3,S4, et appelée classes d’affaissement. S rappelle ici l'initiale du nom de l’essai en anglais: slump test. La norme NF P 18 – 305 définit les mêmes classes d’affaissement, mais les note F, P, TP et Fl ( Ferme, Plastique, Très Plastique et Fluide ).
Fig. 6.7.2: Classes de consistance mesurées au cône d’Abrams
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Travail demandé 1 / TRAVAIL EN SALLE
Travail obligatoire avant de débuter le TP
1.1- Formuler une composition de béton pour réaliser les poutres du sous-sol à l’aide de la méthode de DREUX GORISSE fournie en annexe 1, ou de la méthode BARON OLIVIER fournie en annexe 2. 1.2- Proposer un tableau récapitulatif de votre composition de béton et en déduire la masse volumique théorique du béton en calculant le poids total des constituants et la somme des volumes absolus (1m3)
2 / MANIPULATIONS 2.1- Déterminer la teneur en eau des différents matériaux et faire les corrections nécessaires sur les dosages pour 1 m3 de béton frais en fonction de la teneur en eau, de l’absorption, de la porosité
2.2- Vous allez réaliser l’équivalent en volume de 4 éprouvettes 16x32 + prévoir les pertes :25% (le cône d’Abrams + essai étalement): - Déterminer les quantités de chaque composant pour votre gâchée d’étude (présentation sous forme d’un tableau récapitulatif) Réalisation de la gâchée d’étude : Mouillage de la cuve avant introduction des matériaux Mode opératoire pour la réalisation d'un béton
1. Préparation des éprouvettes. 2. Peser les différents matériaux. 3. L'eau sera mesurée à l'aide d'éprouvette graduée de 2 litres. 4. Malaxage du béton - Phase 1: (malaxage 2 minutes) Malaxage à sec du mélange : ordre d’introductiongraviers, ciment et sable. - Phase 2 : (malaxage 3 minutes) Introduction de l'eau. - Phase 3 : Contrôle de la plasticité. 5. Réalisation des éprouvettes. 6. Calcul de la densité réelle du béton.
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2.3- Mesurer la maniabilité du béton frais en respectant les indications de la norme (NF P 18-541). Mesure de la maniabilité du béton frais : 1-Essai d’affaissement ‘’SLUMP TEST’’ En appliquant les indications de la norme NF EN 12350- 2 - Réaliser l’essai d’affaissement au cône d’Abrams, mesurer la valeur de l’affaissement A en cm.
1 . M is e e n p la c e p a r p iq u a g e e n 3 c o u c h e s
3 . S o u lè ve m e n t d u m o u le t r o n c o n i q u e
2 . A rasem e nt
4 . M e s u re d e l'a ff a is s e m e n t A
- Concluez sur la classe S d’affaissement, - l’essai est il satisfaisant ? - En fonction du résultat faut-il ajouter de l’eau ? Trop d’eau ? - Faut il vérifier l’essai par un second ‘’Slump test’’ ? 2 – Essai d’étalement –‘’FLOW TEST’’ ( En appliquant les indications de la norme NF EN 12350-5 ) - Réaliser l’essai d’étalement d’un cône - Mesurer la valeur du diamètre d’étalement du béton - Concluez sur la classe de consistance F en fonction du Ø d’étalement - A partir de la courbe fuseau (voir annexe 1), comparer les 2 essais (cône Abrams et étalement), concluez.
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Les valeurs d'étalement à la table
2.4- Confectionner 4 éprouvettes 16 x 32 en respectant les modes de remplissage et de vibration définis par les normes ou le tableau ci après 2.5- Déterminer la masse volumique réelle du béton fabriqué et la comparer à celle de la masse volumique théorique du béton. Conclusion. Mesure de la masse volumique du béton frais (Essais d’étude NFP18 404) : 1- En fonction des résultats obtenus au cône d’Abrams et en respectant les indications des normes Réaliser l‘ éprouvette N°1 (16x32) mise en œuvre du béton (NF 18 423 ou NF 18 422) par piquage ou par aiguille vibrante, puis déterminer la masse vol. du béton de l’éprouvette 1 2- Mettre en œuvre le béton dans les éprouvettes numérotées de 2 à 4, en respectant les modes de vibration suivants (remplissage du moule en 2 couches) – Peser ces éprouvettes remplies et déterminer la masse volumique de béton frais mis en œuvre dans chaque essai Analyse de la masse volumique du béton frais : 3- Calculer la masse volumique du béton frais mis en œuvre dans l’éprouvette N°1 en respectant les indications des normes, comparer avec la masse volumique théorique (composition) 4 - Puis calculer la M.vol du béton frais des éprouvette 2 à 4 et comparer avec la M. volumique. prévue lors de la composition, qu’en pensez-vous ? Préparer un tableau identique Mode de mise en Suivant la norme Piquage : 5 œuvre coups/couche N° essai
Eprouvette 1
Eprouvette 2
Masse éprouvette Masse Vol béton frais
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Pervibration
Pervibration :
2 x 15s
2 x 60s
Eprouvette 3
Eprouvette 4
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Annexe N°1 Formulaire (méthode de composition Dreux-Gorisse) Dosage en ciment : σ’28 = G.Rc28.(C / E - 0,5) Avec : •
σ’28
: Résistance visée du béton à 28 jours en Mpa (fc28 majorée de 15%)
• • • •
Rc28 G C E
: Classe vraie du ciment en MPa. : Coefficient granulaire (voir tableau 1). : Dosage en ciment en kg / m3 (voir tableau 2). : Dosage en eau en l / m3 (voir tableau 3).
Dosages minimums en ciment : La norme XP P 18-305 préconise des dosages minimums de ciment en fonction de l’environnement. Dosage en Granulats (courbe granulaire de référence) : La droite OAB est définie comme suit : • Point O l’origine : T = % du tamisat du sable au tamis de 0,08 mm. • Point B l’extrémité : T = 100% au tamis de dimension D. • Point A le point de brisure défini comme suit : Abscisse : si D < 20 mm → x = D/2 si D ≥ 20 mm → x = milieu du segment limité par le tamis de 5 mm et le tamis correspondant à D. y = 50 - D + K + Ks + Kp
Ordonnée :
Tableau 1 Valeurs approximatives du coefficient granulaire G, ces valeurs supposent que le serrage du béton sera effectué dans de bonnes conditions (par vibrations).
Qualité des granulats
Dimension D des granulats Fins D < 12,5 mm
Moyens 16 ≤ D < 31,5 mm
Gros D > 50 mm
Excellente
0,55
0,60
0,65
Bonne, courante
0,45
0,50
0,55
Passable
0,35
0,40
0,45
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Annexe N°1
Annexe1 Courbe fuseau (cône / étalement)
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Annexe N°1
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Annexe N°2
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Annexe N°3
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