TP de l Ecole Nationale D Ingénieurs de Sfax

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1 République Tunisienne Ministère de l Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Sfax Ecole Nationale d Ingénieurs de Sfax الجمھوريةالتونسية وزارة التعليمالعالى والبحثالعلمي جامعة صفاقس المدرسةالوطنيةللمھندسيينبصفاقس TP de l Ecole Nationale D Ingénieurs de Sfax Version Abdelmonem MASMOUDI Année universitaire 2012/ ème version

2 Mesure de la propreté des granulats 5- Equivalent de sable 6- Valeur du bleu de méthylène 2

3 PREFACE Ce document présente la description de quelques travaux pratiques de matériaux de construction destiné aux étudiants ingénieurs dans le domaine de génie civil. Le point a été fait sur la réalité tunisienne avec l analyse des caractéristiues des granulats dans deux grands domaines du génie civil : les structures du bâtiment et les travaux publics avec leur prolongement d ouvrages d art et infrastructures routières. Ce document s articule autour de trois séries de manipulations, touchant principalement les granulats, les liants et le béton. Les essais que l on fait en laboratoire portent nécessairement sur des quantités réduites de matériaux, des «échantillons». Par exemple, nous prenons 5 kg de gravillon pour une analyse granulométrique, 120 g de sable pour un équivalent de sable et 50 g de ciment pour une masse volumique absolue,, etc. Mais il faut que les résultats obtenus à partir de ces quantités réduites représentent réellement les caractéristiques de l ensemble du matériau dans lequel on a fait le prélèvement. On dit qu il faut que l échantillon soit représentatif. Le développement des matériaux de construction qui s est accéléré durant le siècle dernier, vient suite à une demande pressante des besoins des consommateurs. L existence d entreprises qui cherchent à diversifier et mettre sur le marché de nouveaux matériaux a également contribué à ce développement. Ce document que j espère enrichir la bibliothèque de l ENIS ; est utile pour les élèves ingénieurs en génie civil des Ecoles Nationales d Ingénieurs pour remettre en mémoire quelques notions d identifications et de contrôle, élémentaires et indispensables dans le domaine de matériaux de construction. Abdelmonem MASMOUDI Maitre assistant Département de Génie Civil 3

4 Série 1 Equivalent de sable NF EN (1999) Introduction Tous les granulats contiennent plus moins d impuretés. Caractère commun à tous ces impuretés : leur effet néfaste sur les qualités essentielles du béton (résistance, imperméabilité durabilité.) il est donc indispensable que les granulats ne sont pas affectés au delà de limites tolérables. Certaines impuretés perturbent les résultats au delà des limites admissibles, même si elles ne sont qu a l état de traces : elles sont prohibées. D autres on un effet moins puissant : elles peuvent être tolérées dans des limites qui seront à définir. Objectif de l essai IL s agit de déceler la présence d éléments fins dans la fraction 0/2 mm des sables ou des graves et d en caractériser l importance par une valeur numérique. Equipement nécessaire Ensemble pour équivalent de sable Balance de précision 4

5 Conduite de l essai 1. Préparer une solution lavante en diluant la solution concentrée de 125 ml dans l eau distillé ou déminéralisé 2. Remplir deux éprouvettes avec la solution lavante jusqu au 1 er trait. 3. Verser la prise d essai M =120 g pour un sable sec ou 120 (1+w) g pour un sable humide. 4. Eliminer les bulles d air (frapper contre la paume de main, laisser se reposer 10 mn). 5. Boucher les deux éprouvettes et les agiter à l agitateur 90 cycles pendant 30 secondes. 6. Rincer le bouchon au dessus de l éprouvette. 7. Faire descendre le tube laveur en le faisant tourner entre les doigts : on lave ainsi les parois intérieures de l éprouvette. 8. faire descendre et remonter lentement le tube laveur que l on tourne entre les doigts dans la masse de la prise. 9. Sortir le tube laveur et fermer le robinet lorsque le niveau du liquide atteint le trait supérieur. 10. Laisser reposer 20 mn. 11. Mesurer la hauteur h1 au niveau supérieur du floculat puis faire descendre lentement le piston taré dans le liquide à travers le floculat, le manchon prenant appuis sur le bord supérieur de l éprouvette. L immobiliser au contact du sable et mesurer h 2. Calculer la valeur de l équivalent de sable moyen: h2 ES (%) = 100. h 1 Remarque : Si les deux valeurs de ES diffèrent de plus de 4 refaire l eassi. 5

6 Equivalent de sable FEUILLE D ESSAI Laboratoire : NF EN (1999) Identification de l échantillon : Classe granulaire: Date : Opérateur : Prise N 1 2 Hauteur h1 (cm) Hauteur au piston h2 (cm) ES(%) A lire et exploiter Es moy (%).± Quant faire cet essai : Avant de commander un sable en fonction des impératifs du cahier des charges ou des quantités requises, ou en cour des travaux, pour contrôler la qualité du sable livré. A la limite : - Pour une argile pure, ES = 0. - Pour un sable parfaitement propre, h1 = h2 ; donc ESV = 100. Mais ES ne peut être égal à 100, car dans la pratique, on ne dépasse pas 94 à 95 %. Spécifications techniques pour la propreté des sables : Caractéristiques Catégorie Valeur spécifique inférieur Remarques Propreté A 65 % B à D 60 % ES piston sur le 0.2mm limité à 10 % de fines 6

7 Série 1 Ecole Nationale d Ingénieurs de Sfax Département de Génie Civil Mesure du bleu de méthylène NF EN (1999) Introduction Couramment, l essai au bleu de méthylène est utilisé pour caractériser l activité des argiles contenues dans les sols. Il est utilisé également pour quantifier de manière sûre et simple la propreté des granulats. Objectif de l essai Evaluer l influence des fines d origines argileuses contenues dans les sables ou tout-venant Principe de l essai L essai consiste à prélever du granulat un échantillon de fraction granulométrique 0/2 mm et d injecter successivement des doses élémentaires d une solution de bleu de méthylène dans un bain aqueux contenant l échantillon. La capacité d absorption correspond à la quantité totale de bleu introduite lorsqu on est en présence d un début d excès. Equipement nécessaire : Agitateur à ailettes Conduite de l essai 1- Prélever une masse minimale sèche M = 200g de la prise d essai 0/2 mm. 2-verser 500 ml ± 5 ml d eau distillée dans le bécher et ajouter la prise séchée avec 30 g de kaolinite de valeur de bleu de méthylène connue (MBK) 3-Brasser à l agitateur à ailettes à raison de 600 tours /minute pendant 5 minutes, puis de manière permanente à raison de 400tours / minute. 4-Effectuer le dosage au bleu de méthylène et le test de la tache en suivant la procédure indiquée au tableau ci dessous. Le dosage consiste à injecter successivement des doses bien déterminées de bleu de méthylène dans la suspension de sable, jusqu'à atteindre la saturation des particules d argile. Le test de la tache permet de repérer l instant de cette saturation : on prélève une goutte de liquide dans le bêcher contenant le sol imbibé de bleu, et on dépose celle-ci sur le papier filtre ( diamètre du dépôt compris entre 8 et 12 mm ). Calculer la valeur de bleu de la prise d essai, Celle ci est donnée par la formule suivante : MB = V V ' M 1 x 1 10 Avec : - V 1 : est le volume total (en ml ) de la solution de bleu ajoutée - V =30. MBK en cm 3. - M 1 : est la masse sèche de la prise sèche en g. 7

8 Trois cas sont possibles : a- La goutte centrale bleue est entourée d une zone humide incolore : le test est négatif la solution est non saturée c est le cas de la figure au milieu. b- La goutte centrale bleu est entourée d une zone humide teintée de bleu : le test est positif. c est le cas de la figure a gauche. c- Aucune concentration de bleu n apparaît dans la tache (cas de la figure a droite), ceci explique un test «nul» c est adire il indique un très faible pourcentage d argile dans le sol ou le sable étudié. Schéma des taches possibles Cinématique du dosage Commentaires 1- injecter un volume V = 30 MBK cm 3 de bleu au bout de 1mn ± 10 s et procéder à l essai de la tache 1 ère phase : addition de bleu de qui sera absorbé par les 30 g de kaolinite 2-Test immédiat de la tache : -Si le test est négatif, aller en 3 -Si le test est positif, le matériau ne comporte aucune trace argileuse 3-Ajout de 5cm 3 de bleu 2 éme phase : absorption de l argile présente dans le matériau 4- Test de la tache : - Si le test est négatif, retour en 3 Si le test positif, aller en 5 5- Effectuer 5 fois la confirmation du test toutes les minutes pendant 5 minutes : -Si le test est négatif, aller en 6 -Si le test est positif, fin du dosage Ajout de 2cm 3 de bleu -Si le test est négatif, retour en 3 avec dosage de 2cm 3 -Si le test est positif, aller en 5 7- Noter la valeur V1 en ml de bleu utilisée pour atteindre l absorption totale 3 ème phase : confirmation du test positif pendant 5 minutes. 4 éme phase : au premier test immédiat positif, ajout de bleu par pas fin ( 2 cm3) Fin de l essai 8

9 FEUILLE D ESSAI Essai au bleu de méthylène NF EN (1999) Identification de l échantillon : Classe granulaire: Masse sèche de l échantillon M 1 (g) Valeur de bleu de la kaolinite MBK Volume de solution absorbé par la kaolinite V Quantité totale de colorant ajoutée V 1 V1 V ' Valeur de bleu MB = x10 M 1 Laboratoire : Date : Opérateur : g ml ml ml...± g/kg de matériau A lire et exploiter Quand faire cet essai : -Avant de commander un sable en fonction des impératifs du cahier des charges ou des quantités requises, ou en cour de travaux, pour contrôler la qualité du sable livré. Spécification pour bétons hydrauliques Caractéristiques Catégories Valeur spécifique supérieur Valeur au bleu A à D VB = 1 Comment préparer et conserver une solution de bleu de méthylène La solution de bleu de méthylène se prépare en mélangeant à raison de 10 g par litre de solution des cristaux de bleu de méthylène à l eau distillée. On porte à 40 C et on agite pendant 3 heures à environ 300 tours / mn; à cette effet, on utilise un agitateur magnétique combiné de plaque chauffante. - On doit filtrer la solution et la conserver dans un flacon teinté. - Une solution préparée depuis plus d un mois est considérée comme douteuse et devrait être écartée. 9