CHAPITRE 3 : MATERIAUX DE BASE ET METHODOLOGIE D’ESSAIS
3.5. Modes opératoires des essais
Dans les essais réalisés pour l’étude des bétons, deux types d’éprouvettes ont été utilisés : -Eprouvettes de forme cylindrique de dimensions 16x32 cm, dont la hauteur est égale à deux fois le diamètre pour les essais de compression, selon la norme «NF P 18 406»
-Eprouvettes de forme prismatique de dimension 7x7x28 cm selon la norme «NF P 18 407» Pour les essais de traction par flexion.
3.5.2. Gâchage et malaxage :
Le malaxage a été réalisé dans une bétonnière de type B132, qui assure le mélange des constituants par simple rotation de la cuve suivant un axe horizontal, la vitesse de rotation est fonction du diamètre de la cuve; il est de l’ordre de 24 tours par minute.
Des palettes solidaires de la cuve assurent l’entraînement des matériaux et ce mouvement de brassage assure le mélange des constituants.
La capacité de la cuve est de 134 litres et le volume de malaxage est de 100 litres. La vidange de la cuve se fait par inversion du sens de rotation. Le temps de malaxage est de 03 minutes dont 01 minutes de malaxage à sec des graviers et de ciment, 02 minutes de malaxage humide, après ajout d’eau et de sable.
La vibration est réalisée sur une table vibrante (vibration extérieure).
3.5.3. Essais sur béton frais: 3.5.3.1. Affaissement au cône d’Abrams :
Cet essai est effectué conformément aux prescriptions de la norme «NF P18 451». C’est l’essai de mesure de consistance le plus employé et le plus connu universellement. Le moule utilisé pour réaliser cet essai est un cône tronqué de 30cm de hauteur.
Placé sur une surface lisse, la petite ouverture vers le haut, le cône est remplie de béton en trois couches d’égal volume. Chacune des couches est compactée avec 25 coups d’une tige métallique normalisée de 1,6 cm de diamètre, dont l’extrémité est arrondie. Une fois le cône rempli, le dessus de la surface doit être arasé en se servant de la tige et en effectuant des mouvements de va et vient. Durant ces opérations, le cône doit demeurer fixe sur la base lisse; des écrous de serrage, situés à la base du cône, permettent de le maintenir immobile.
Après remplissage, le cône est relevé lentement et le béton s’affaisse, la différence entre la hauteur du béton affaissé et la hauteur du cône est appelée l’affaissement.
La valeur de l’affaissement est exprimée en cm.
Figure 3.1 : Appareillage de cône d’Abrams
3.5.3.2. Mesure de l’air occlus :
Le seul élément compressible dans un béton frais est l’air «NF P18 353». Il existe trois méthodes pour mesurer la teneur en air totale du béton frais:
La méthode gravimétrique, volumétrique et préssiométrique. Nous avons utilisé dans nos essais la méthode préssiométrique. Son principe est fondé sur la relation entre le volume d’air et la pression appliquée donnée par la loi de Mariotte. Cet essai a été réalisé avec un aéromètre qui indique directement la teneur en air (%).
La procédure consiste essentiellement à observer la diminution de volume d’un échantillon de béton compacté lorsqu’il est soumis à une pression connue.
Cette méthode est la plus fiable et la plus précise pour déterminer la teneur en air d’un béton
Figure 3.2 : Aéromètre
3.5.3.3. Mesure de la densité réelle du béton frais:
La densité réelle du béton frais est mesurée par la pesée d’un récipient de 8 litres (le récipient de l’aéromètre à béton) remplit de béton selon un moule de remplissage analogue à celui utilisé pour le remplissage des éprouvettes cylindriques.
La densité est calculée par la formule suivante :
ρ= (P-P0)/V
Avec : P est la masse du récipient plein de béton (arasé à l’aide d’une règle)
P0 est la masse du récipient vide
3.5.4. Confection et conservation des éprouvettes :
Pour la confection de toutes nos éprouvettes, nous avons adopté la procédure suivante : Avant le remplissage des moules, on applique un lubrifiant sur les parois pour éviter toute cohésion de la pâte, le remplissage des éprouvettes se fait en deux couches vibrée pendant 7 secondes pour les éprouvettes cylindriques et 4 secondes pour les éprouvettes prismatiques. La vibration a été effectuée sur une table vibrante.
La norme «NF P18 404» (Bétons, Essais d’études, de conservation et de contrôle, confection et conservation des éprouvettes) fixe les conditions de conservation des éprouvettes destinées à être essayées à la compression : d’abord pendant vingt-quatre heures dans un local maintenu à 20 ± 2°C, puis dans l’eau à la même température ou en chambre humide, d’humidité relative supérieure ou égale à 95 %. Toutes ces indications sont importantes et doivent être suivies à la lettre. Toutes les extrémités des éprouvettes cylindriques sont surfacées avant l’essai selon le procédé normalisé «NF P18 416», afin d’obtenir des surfaces planes et perpendiculaires aux génératrices des éprouvettes.
3.5.5. Essais sur béton durci : 3.5.5.1. Essai de compression :
L’essai consiste à rompre entre les plateaux d’une presse hydraulique (MATEST CE 06) de 1500 KN de capacité, à vitesse constante des éprouvettes cylindriques de dimensions 16x 32 cm. Celles-ci doivent être bien centrées entre les plateaux afin d’éviter l’apparition des moments dus à l’excentricité de la charge de compression.
La presse nous donne des charges de ruptures, ces charges sont converties en résistance à la compression σc qui est calculée par la formule de la résistance des matériaux suivante :
σc = Pr / S Avec :
Pr : l’effort enregistré au moment de la rupture de l’éprouvette S : la section de l’éprouvette.
Figure 3.3 : Essai de compression
3.5.5.2. Essai de traction par flexion :
Cet essai permet de reproduire le type de sollicitation en traction le plus fréquent dans les ouvrages : la flexion.
Le dispositif utilisé est un dispositif de flexion 3 points.
La résistance à la traction est obtenue en appliquant la formule de la résistance des matériaux : σt, fl = 6Mv / a3
Avec :
Mv = Pa / 2
Mv : le moment de la rupture enregistré.
a : la cote de la section carrée de l’éprouvette.
3.6. Conclusion :
Le travail présenté dans ce chapitre traite séparément les caractéristiques des matériaux de bases utilisés dans l’étude expérimentale.
Nous avons pu remarquer après l’analyse granulométrique que le sable à base de granulats recyclés de déchets de marbre est un peu trop grossier.
L’essai «équivalent de sable» a prouvé que le sable à base de granulats ordinaires et granulats recyclés sont propres.
L’essai «Micro-Deval» a donné de bons résultas pour les deux types de granulats (ordinaires et recyclés).
L’essai «Los-Angeles» nous renseigne sur la dureté des roches, pour les granulats ordinaires, la roche est assez dure par rapport aux granulats recyclés qui est mi dure.
Vu les résultats obtenus, les deux genres de granulats ordinaires et recyclés satisfaient aux conditions requises pour être utilisés dans la confection des bétons hydrauliques.