Les essais de caractérisations

IV2.1. Caractéristiques de ciment et vases

Les essais de caractérisation physique sont importants à savoir :

 La surface spécifique du ciment, qui détermine sa finesse de mouture exprimé en cm2/g (selon la norme : NF.EN.196-6).

 Masse volumique absolue.

 la consistance normale (E/C) (selon la norme : NF.P.358).

 début et fin de prise (selon la norme : NF.EN.196-3).

 Finesse de ciment

Les ciments se présentent sous forme de poudre finement divisée. Cette finesse est une caractéristique importante : lors du gâchage, plus la surface de ciment en contact avec l‘eau est grande et plus l‘hydratation est rapide et complète. La finesse d‘un ciment est généralement exprimée par sa surface massique : c‘est la surface totale des grains contenus dans une masse unité de poudre. La surface massique est généralement exprimée en cm2 de surface des grains de ciment par gramme de poudre. L‘objectif de l‘essai est d‘apprécier cette surface.

Figure IV.1 : Principe de fonctionnement du permiabilimètre de Blaine

 Masse volumique absolue

Il s'agit de calculer la masse volumique absolue du ciment et des vases en utilisant la méthode du voluménométre " Le Chatelier ".

Figure IV.2 : Mesure de la masse volumique absolue de la vase calcinée par l'appareil " Le Chatelier ".

 Consistance normale

La consistance est évaluée ici en mesurant l‘enfoncement dans la pâte, d‘une tige cylindrique sous l‘effet d‘une charge constante. L‘enfoncement est d‘autant plus important que la consistance est plus fluide. La consistance évaluée de cette manière sera appelée « CONSISTANCE VICAT».

La distance (d) caractérise la consistance de la pâte étudiée.

Si (d) = 6mm ± 1mm, on dit que la consistance de la pâte étudiée est normalisée. (Consistance normalisée).

Si (d) n‘atteint pas cette valeur (c.à.d. d >7 mm ou d < 5mm), il convient de refaire l‘essai avec une valeur différente du rapport E/C jusqu‘à atteindre la valeur recherchée de la consistance.

Figure IV.3 : Appareil de VICAT munie de la sonde de consistance.

Nous avons utilisé les notations suivantes pour les différentes pates étudiées : PT : Pate de ciment témoin CPA.

PVF10 : Pate de ciment CPA+10% de vase de Fergoug. PVF15 : Pate de ciment CPA+15 %de vase de Fergoug. PVF20 : Pate de ciment CPA+20 %de vase de Fergoug.

PVC10 : Pate de ciment CPA+10% de vase de Chorfa. PVC15 : Pate de ciment CPA+15 % de vase de Chorfa. PVC20 : Pate de ciment CPA+20 % de vase de Chorfa.

 Début et fin de prise

Il est nécessaire de connaître le début et la fin de prise des pâtes de ciment (des liants hydrauliques) afin de pouvoir évaluer le temps disponible pour la mise en place correcte des mortiers et des bétons qui seront ensuite confectionnés.

Les essais se font à l‘aide de l‘aiguille de Vicat qui donne deux repères pratiques : Le début de prise et la fin de prise.

L‘essai consiste à suivre l‘évolution de la consistance d‘une pâte de consistance normalisée ; l‘appareil utilisé est appareil de VICAT équipé d‘une aiguille de 1,13 mm de diamètre. Quand sous l‘effet d‘une charge de 300 g l‘aiguille s‘arrête à une distance d du fond du moule telle que d= 4mm ± 1 mm on dit que le début de prise est atteint. Ce moment, mesuré à partir du début du malaxage, est appelé « TEMPS DE DEBUT DE PRISE ». Le « TEMPS DE FIN DE PRISE» est celui au bout duquel l‘aiguille ne s‘enfonce plus que de 0,5 mm.

IV.2.2. Caractéristiques des granulats

Pour l‘utilisation dans le perfectionnement des éprouvettes du mortier le sable doit être soumis à des essais de laboratoire à savoir : l‘analyse granulométrique, l'essai équivalent de sable, la masse volumique apparente et absolue.

 Analyse granulométrique par voie sèche

L'analyse granulométrique permet de déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs des différentes familles de grains constituant les échantillons. Elle s'applique à tous les granulats de dimension nominale inférieure ou égale à 63 mm, à l'exclusion des fillers.

L'essai consiste à classer les différents grains constituants l'échantillon en utilisant une série de tamis, emboîtés les un sur les autres, dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas. Le matériau étudié est placé en partie supérieure des tamis et les classements des grains s'obtiennent par vibration de la colonne de tamis.

Figure IV.5 : Tamiseuse électrique

 Détermination de la masse volumique absolue

Le but de la mesure de la masse volumique apparent et absolue est nécessaire pour contrôler la qualité des granulats et pour calculer la composition des mortiers .il faut préférer les granulats avec le minimum qui forme ossature compact de mortier.

Cet essai a pour but de permettre de connaître la masse d'une fraction granulaire lorsque par exemple on élabore une composition de bétons.

Ce paramètre permet, en particulier, de déterminer la masse ou le volume des différentes classes granulaires malaxées pour l'obtention d'un béton dont les caractéristiques sont imposées.

La méthode est très simple et très rapide. Elle utilise du matériel très courant de laboratoire. Toutefois sa précision est faible.

 Remplir une éprouvette graduée avec un volume V1 d'eau.

 Peser un échantillon sec M de granulats (environ 300g) et l'introduire dans l'éprouvette

en prenant soin d'éliminer toutes les bulles d'air.

Le liquide monte dan l‘éprouvette. Lire le nouveau volume V2.

Pour opérer dans de bonnes conditions, utiliser une éprouvette graduée en verre de 500 cm3 de volume. La lecture des niveaux V1 et V2 doit se faire en bas du ménisque formé par

l'eau. En effet, celle-ci a tendance à remonter sur les bords de l'éprouvette sur une hauteur de 1 à 2 mm, ce qui fausse bien sûr la lecture des volumes si la lecture est effectuée en haut du ménisque.

Essais de la masse volumique apparente et la masse volumique absolu est réalisé selon la norme : NF 18- 555 :

 Equivalent de sable

Cet essai a pour but de mesurer la propreté des sables entrant dans la composition des bétons. L'essai consiste à séparer les flocules fins contenues dans le sable. Une procédure normalisée permet de déterminer un coefficient d'équivalent de sable qui quantifie la propreté de celui-ci.

Les granulats employés pour le béton doivent être propres, car les impuretés perturbent l'hydratation du ciment et entraînent des adhérences entre les granulats et la pâte. La propreté désigne: d'une part, la teneur en fines argileuses ou autres particules adhérentes à la surface des grains, ce qui se vérifie sur le chantier par les traces qu'elles laissent lorsqu'on frotte les granulats entre les mains, d‘autre part, les impuretés susceptibles de nuire à la qualité du béton, parmi lesquelles on peut citer les scories, le charbon, les particules de bois, les feuilles mortes, les fragments de racine.

Essais équivalent de sable est réalisé selon la norme : NF P 18-598.