S.T.S Bâtiment LABORATOIRE CESSA TP N 9 Composition et fabrication d'un béton

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1 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. 1

2 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. - 3 moules métalliques 16x32. + huile de décoffrage réchaud de chantier au gaz. - 1 aiguille vibrante. - poêles et spatules. Matériaux utilisés Tableau 1 Détails Masse Masse Coefficient volumique volumique d absorption absolue apparente A b % (Kg / m 3 ) (Kg / m 3 ) Ciment CPJ- CEM II /B32,5 Classe vraie : σ c = 38 PM(Z) MPa 3050 Sable (1) 0/5 2,20 Mf 2, ,2 Gravier 6/10 Granulat semi-concassé ,6 Gravier 8/20 Qualité bonne ,1 2

3 Extrait du cahier des charges - f c28 = 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 Bétons Essai d affaissement - Norme NF P Bétons Mise en place du béton par aiguille vibrante - Norme NF P Bétons Mise en place du béton par piquage - Norme NF P Norme NF P 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 (voir annexe N 3). Serrage du Béton _ Extrait de la norme Dimension D du granulat 16 mm 40 mm 80 mm Cylindre de : Aiguille de : 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 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 définit les mêmes classes d affaissement, mais les note F, P, TP et Fl ( Ferme, Plastique, Très Plastique et Fluide ). Fig : Classes de consistance mesurées au cône d Abrams 3

4 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 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 m 3 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. 4

5 2.3- Mesurer la maniabilité du béton frais en respectant les indications de la norme (NF P ). Mesure de la maniabilité du béton frais : 1-Essai d affaissement SLUMP TEST En appliquant les indications de la norme NF EN Réaliser l essai d affaissement au cône d Abrams, mesurer la valeur de l affaissement A en cm. 1. M ise en place par piquage en 3 couches 2. Arasem ent 3. Soulèvem ent du m oule tronconique 4. M esure de l'a ffaissem e nt 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 ) - 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. 5

6 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 ou NF ) 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 œuvre Suivant la norme Piquage : 5 coups/couche Pervibration 2 x 15s Pervibration : 2 x 60s N essai Eprouvette 1 Eprouvette 2 Eprouvette 3 Eprouvette 4 Masse éprouvette Masse Vol béton frais 6

7 Annexe N 1 Formulaire (méthode de composition Dreux-Gorisse) Dosage en ciment : σ 28 = G.R c28.(c / E - 0,5) Avec : σ 28 : Résistance visée du béton à 28 jours en Mpa (f c28 majorée de 15%) R c28 : Classe vraie du ciment en MPa. G : Coefficient granulaire (voir tableau 1). C : Dosage en ciment en kg / m 3 (voir tableau 2). E : Dosage en eau en l / m 3 (voir tableau 3). Dosages minimums en ciment : La norme XP P 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. Ordonnée : y = 50 - D + K + K s + K p Tableau 1 Valeurs approximatives du coefficient granulaire G, ces valeurs supposent que le serrage du béton sera effectué dans de bonnes conditions (par vibrations). Dimension D des granulats Qualité des Fins Moyens Gros granulats D < 12,5 mm 16 D < 31,5 mm 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 7

8 Annexe N 1 Annexe1 Courbe fuseau (cône / étalement) 8

9 Annexe N 1 9

10 Annexe N 1 10

11 Annexe N 2 11

12 Annexe N 2 12

13 Annexe N 3 13