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3. MESURE DU MODULE MECANIQUE BUT Caractériser le module mécanique (d élasticité) E d un béton. METHODE Le module d élasticité est calculé à partir de la mesure des déformations d éprouvettes sollicitées en compression par trois cycles successifs comme décrit dans la norme SIA 262/1 :2003. La contrainte est reliée à la déformation par la loi de Hooke : ε En sachant que la déformation et la contrainte sur une éprouvette de dimensions données (longueur L 0 et surface de contact S 0 ) correspondent à : " ; Le module peut être déterminé pour chaque cycle d application par la formule suivante : " " TRAVAIL 1 er cycle 2 ème cycle 3 ème cycle max L 1 min L 2 L 0 "L E Commenter le choix des paramètres d essai ainsi que l évolution du module en fonction des cycles. Expliquer pourquoi la norme SIA 262 /1 considère seulement le module mesuré lors du troisième cycle.
3. MESURE DU MODULE MECANIQUE OBSERVATIONS
4. MESURE DE LA DURETE AU CHOC (SCLEROMETRE) BUT La mesure de la dureté au choc permet d évaluer la résistance d un béton de manière non destructive. Cette méthode est intéressante en raison de sa simplicité ; elle permet de faire rapidement des contrôles de la régularité des bétons d un ouvrage. METHODE INTERPRETATION La détermination de la dureté est basée sur la mesure du recul que subit un dispositif mobile (commandé par un ressort) à la suite d une collision entre le dispositif et la surface du béton. La résistance probable du béton en fonction de la mesure du recul ne peut être déterminée qu avec un abaque de transformation établi par chaque type d appareil. L appareil le plus connu est le scléromètre de Schmidt dont les courbes de transformation pour le type «N» sont données ciaprès. La méthode consiste à faire 12 mesures autour de la zone à caractériser. Les 2 mesures extrêmes sont écartées.
4. MESURE DE LA DURETE AU CHOC (SCLEROMETRE) TRAVAIL Mesurer au scléromètre les éprouvettes destinées à des essais destructifs (cylindres destinés à l essai de compression). Mes. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12...... Eprouvette Dureté Résistance Observations Béton... Béton... Béton... OBSERVATIONS..................
5. ESSAI DE RESISTANCE A LA COMPRESSION BUT Contrôle de la qualité de béton durci. Il s agit des essais les plus courants. METHODE Selon la norme SIA 162 L essai sur cubes ou prismes se fera toujours transversalement par rapport au sens de remplissage. Les faces des éprouvettes sur lesquelles on applique la charge devront être rectifiées ou apprêtées avec un mortier si elles ne sont pas planes ou parallèles. L apprêtage devra être aussi mince que possible et ne devra pas éclater pendant l essai. INTERPRETATION La résistance doit être égale ou supérieure aux valeurs exigées par les normes pour le type de béton correspondant. La résistance sur cylindres (hauteur = 2x diamètre) ou sur prismes (hauteur = 3x largeur) peuvent être estimées à partir des formules suivantes : TRAVAIL "$%&'( " "$ "$%& " "$ Effectuer les essais sur les éprouvettes préparées à cet effet.
5. ESSAI DE RESISTANCE A LA COMPRESSION Eprouvette Section [mm 2 ] Hauteur [mm] Charge [N] Résistance [N mm -2 ] Béton Cylindre Béton Cylindre Béton Cylindre Demiprisme Demiprisme Demiprisme OBSERVATIONS....................
6. ESSAI DE RESISTANCE A LA TRACTION PAR FLEXION BUT METHODE Cet essai permet de contrôler la qualité du béton, il donne une indication sur la résistance à la traction par flexion du béton et donc sur sa résistance à la fissuration. Selon la norme SIA 162 L essai se fera toujours transversalement par rapport au sens de remplissage. Les faces des éprouvettes sur lesquelles on applique la charge devront être rectifiées ou apprêtées. La résistance à la traction par flexion se calcule comme suit : " " avec P la charge maximale, l la portée libre, b la largeur et h la hauteur du prisme. INTERPRETATION Les normes ne donnent pas de valeurs minimales à obtenir pour la résistance à la traction par flexion ; les exigences doivent être précisées de cas en cas. Pour le contrôle de l aptitude au service, la norme SIA 162/1993 recommande d utiliser pour les bétons de qualité supérieur à B35/25 une résistance à la traction valant f ct = 2.5 N mm -2. " " "$ TRAVAIL " " f cbt étant la résistance à la traction par flexion sur prisme, f c,cube la résistance à la compression et f ct la résistance à la traction simple en N mm -2. Effectuer les essais sur les éprouvettes préparées à cet effet.
6. ESSAI DE RESISTANCE A LA TRACTION PAR FLEXION Eprouvette Section [mm 2 ] Charge [N] Résistance [N mm -2 ] Observations Béton Béton Béton OBSERVATIONS....................
7. ESSAI BRESILIEN BUT METHODE L essai de résistance à la traction transversale ou essai brésilien permet d estimer la résistance à la traction directe du béton sans avoir recours au système de chargement compliqué que nécessite l essai de traction directe. L essai consiste à appliquer une charge de compression centrée selon 2 génératrices de l éprouvette. Les contraintes induites provoquent la rupture suivant un plan diamétral de l éprouvette. La charge est appliquée sur toute la longueur (ou largeur) de l éprouvette à l aide d une bande étroite de contre-plaqué, de carton ou de matière analogue, avec a = 0.08d à 0.1d et t = 3 mm. INTERPRETATION La résistance à la traction transversale se calcule comme suit : " " avec P la charge maximale, d le diamètre du cylindre (ou largeur), l la longueur de l éprouvette selon la ligne de l application de la charge. Notons la relation avec la traction par flexion : " " " TRAVAIL Effectuer les essais sur les éprouvettes préparées à cet effet.
7. ESSAI BRESILIEN Eprouvette Section [mm 2 ] Charge [N] Résistance [N mm -2 ] Observations Béton Béton Béton OBSERVATIONS....................
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9. RESUME DES RESULTATS Essais sur éprouvettes Essai Unité Groupe.. E/C = 0.45 Groupe.. E/C = 0.50 Groupe.. E/C = 0.55 Poutre Masse vol. béton durci kg dm -3 Vitesse du son m s -1 Scléromètre - Module dynamique GPa Flexion N mm -2 Traction transversale Compression sur demiprisme Compression sur cylindre N mm -2 N mm -2 N mm -2
10. PLAN SUGGERE POUR LE RAPPORT En plus du rapport de TP chaque groupe est tenu à rendre le protocole complété avec les mesures et les observations effectuées durant le TP. Celui-ci devra être rendu à la fin du TP, signé par tous les membres du groupe, et comptera pour 30% de la note finale du rapport. Structure du rapport : les trois groupes doivent se passer les résultats entre eux. Ainsi chaque groupe pourra constater l influence des différents paramètres et avoir une vue plus globale; décrire brièvement le travail effectué ; rapporter toutes les mesures faites au cours du TP ; présenter les résultats par des graphiques en mettant en évidence, par exemple, la consistance en fonction de divers paramètres ; discuter les résultats ; répondre aux questions posées. Questions : 1. Quelle relation peut-on faire entre la vitesse du son et la densité, entre la vitesse du son et le rapport E/C? Expliquer. 2. Calculer les différents modules élastiques lors des différents cycles de compression et donner le module élastique réel. En déduire le coefficient de Poisson du matériau en sachant que : 3. Comparer la résistance obtenue par le scléromètre à celle obtenue par l essai destructif sur cylindre. Ces résultats sont-ils équivalents? Expliquer. 4. Pourquoi y-a-t-il une différence, pour un même béton, entre la résistance sur cylindre et la résistance sur cube? 5. Tracer les différentes résistances déterminées par les essais destructifs (compression, traction transversale, flexion) en fonction du rapport E/C. Discuter et expliquer les tendances. 6. Déterminer le coefficient K de la formule de Bolomey. Discuter. La formule de Bolomey, valable pour des rapports C/E courants compris entre 1.5 et 3
permet d estimer pour n béton, d un âge donné, la résistance moyenne à la compression du cube f cm,cube en fonction de C/E : ""$ 7. Quel est le rapport entre les résistances : 7.1. Flexion-traction transversale 7.2. Flexion-compression sur cube 7.3. Traction transversale-compression sur cube 8. Tracer pour la poutre le diagramme charge-déformation et discuter l allure de la courbe.