TP N07 Essai Affaissement

Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) Introduction Le béton est un matériau composite aggloméré constitué de granulats durs de diverses dimensions collées entre eux par un liant. Dans les bétons courants, les granulats sont des grains de pierre, sable, gravier, cailloux et le liant est un ciment, généralement un ciment portland. Les composants sont très différents: leurs masses volumiques vont, dans les bétons courants de 1 (eau) à 3 (ciment) t/m3. Si le type de liant utilisé n'est pas un ciment, on parle alors, selon le liant utilisé, de béton de résine, de béton d'hydrocarboné, de béton d'argile, etc.

Fig 6.1.1 : La différence entre le béton et le mortier. Les différents granulats forment le squelette granulaire du mortier ou du béton. Le ciment, l'eau et les adjuvants forment la pâte liante. Lorsqu'il y a pas de squelette granulaire, on parle de "pâte de ciment". La pâte est un élément unique et actif du béton enrobant les granulats. L'objectif est de remplir les vides existants entre les grains. La pâte joue le rôle de lubrifiant et de colle. Dans le béton où une très grande compacité est recherchée (béton HP par exemple), la dimension des éléments les plus fins peut descendre en dessous de 0,1 mm (fillers, fumée de silice). e même les granulats très légers ont des masses volumiques inférieures à 100 kg/m3. Ordre de grandeur des proportions des constituants d'un béton courant, présentés dans le tableau cidessous. Tableau 1: La composition des constituants de béton en poids et en volume

Les divers stades de fabrication et de vie du béton

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Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) CONSTITUANTS D'UN BETON :

Fig 2: Les constituants du béton (Fabrication du béton frais)

Définition le cône d'Abrams Le cône d'Abrams est un cône en acier galvanisé utilisé pour la mesure de la consistance d'un béton frais. Il mesure 20 cm à sa base et 10 cm à son sommet1. Il porte le nom de son inventeur Duff Abrams (en)2. L'essai réalisé avec cet appareil est normalisé selon la norme NF EN 12350-2, désigné par essai de consistance ou plus généralement par essai d'affaissement au cône d'Abrams

Principe Il s’agit de constater l’affaissement d’un cône de béton sous l’effet de son propre poids. Plus cet affaissement sera grand et plus le béton sera réputé fluide. Intérêt en Génie Civil La formulation des bétons ne sont qu’approximatives : il est donc nécessaire d’ajuster les quantités théoriques par des contrôles de maniabilités et de masse volumique (compacité) du béton frai et de résistance du béton durci. Ces essais sont les essais d’études et ils sont fait 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 -Balance -Un cône d’Abrams -3 Moules métallique 15*30 -Huile de décoffrage 2

Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) -1Aiguile vibrante -Eprouvette graduée -Pelle, truelle, brosse métallique, spatule Composition du béton : -Dans notre essai on choisit un béton de plasticité de 10cm. -La résistance du béton désirée est de 25MPa. -Composition du béton par m3 : on utilisant l’abaque on trouve les résultats suivants : *Ciment: 340Kg/ m3 *Sable: (0-5): 520l/ m3  1, 6= 832Kg/ m3

*Granulat: (5-25): 750l / m3  1, 5= 1125Kg/ m3 *Eau: 175l / m3

 1= 175Kg

La masse du béton par m3 : 340+832+1125+175=2472Kg on a  b 

M Kg  3 V m

*On veut réaliser 3 éprouvettes de béton : Volume d’une éprouvette : V  V 

 d2 h 4 3,14  16 2  32  6430,7cm 3 4

3V  19,3l

*La masse du béton par 3 éprouvettes : m   b   3V   Donc la composition de notre béton sera comme suit *Ciment:

340  47,7  6,56 Kg 2472

*Sable:

832  47,7  16 Kg 2472

*Granulat:

1125  47,7  21,7 Kg 2472

 3  8 : 7,2Kg   8  16 : 7,2 Kg

 16  25 : 7,2Kg 

*Eau:

175  47,7  3,5 Kg 2472

Fabrication d’une gâchée * mesurer la quantité d'eau dans une éprouvette graduée * peser la masse du sable 0/5 * peser la masse du gravillon 5/25 3

2472  19,3  47,70 Kg 1000

Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) * mélanger les grains entre eux jusqu'a complète homogénéisation, à l'aide de malaxeur à béton * peser la masse du ciment * incorporer le ciment aux granulats et mélanger jusqu'a complète homogénéisation, à l'aide de malaxeur à béton * incorporer l'eau en plusieurs fois et malaxer jusqu'a complète homogénéisation Essai d’affaissement au cône d'ABRAMS L’observation visuelle de la consistance du béton permet de définir quatre classes de consistance et de les désigner par des lettres : ferme

plastique

très plastique

fluide

S1

S2

S3

S4

Mais cette approche peut être plus précise en quantifiant l’ouvrabilité. Pour cela il faut élaborer une échelle qui permette selon la valeur mesurée sur cette échelle de connaître avec une précision suffisante l’ouvrabilité requise pour la mise en œuvre du béton. Cette échelle de valeur a été arbitrairement élaborée par la mesure au cône d’Abrams. Cet essai de mesure est normalisé. La norme NFP 18-451 indique toute la procédure de l’essai et le matériel à utiliser pour garantir cette échelle de mesure et donner du sens à la valeur mesurée. Globalement, il s’agit de former un cône de béton dans un moule. Au démoulage du cône, le béton frais s’affaisse. L’importance de cet affaissement dépend de la consistance du béton ainsi que de la façon dont a été mis en place le béton dans le moule. La mise en place du béton est normalisée de façon à être constante. Ainsi l’importance de l’affaissement ne dépend plus que de la consistance du béton. La mesure en cm de la hauteur d’affaissement peut donc être liée à la consistance du béton. L’échelle de mesure et de grandeur est ainsi créée. Cette valeur d’affaissement prend du sens et indique plus précisément que l’œil l’état de consistance du béton. Elle est notée A, affaissement au cône d’Abrams. La précision de cette échelle est le cm. L’observation visuelle de la consistance peut être précisée par autant de valeurs intermédiaires.

Observation

A

Classe

ferme

De 0 à 4cm

S1

plastique

De 5 à 9cm

S2

très plastique

De 10 à 15cm

S3

fluide

Supérieur à 16cm

S4

4

Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) PROCEDURE D’ESSAI Nettoyer parfaitement le moule et son socle. Humidifier le socle a l'aide d'une pissette. Huiler la paroi intérieure du moule et le fixer sur son socle. Placer l'entonnoir sur le moule.

A l'aide d'une pelle à coque, introduire le béton dans le moule en 3 couches, chacune ayant une hauteur égale au tiers de la hauteur du moule tronconique.

Piquer chaque couche 25 fois, a l'aide de la tige de piquage, en répartissant les enfoncements uniformément sur la surface du béton.

Le cône est arasé en faisant rouler la tige de piquage sur le bord supérieur du moule. Eviter un compactage supplémentaire du béton pendant cette opération

Le cône de béton est démoulé en soulevant le moule avec précaution, lentement, à la verticale et sans secousses. Le béton s’affaisse selon sa consistance.

L’affaissement du béton est mesuré en cm à l’aide du réglé sur portique. Cet affaissement est la hauteur entre le haut du cône et le point le plus haut du béton affaissé. 5

Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451) Ajustement en eau La mesure de l’affaissement permet de vérifier si l’ouvrabilité du béton est conforme à l’ouvrabilité souhaitée. Le dosage en eau du béton peut être ajusté selon le résultat de l’essai. Ce dosage est majoré pour un affaissement trop faible mais cela nous emmène à des problèmes de ségrégation, par contre si on lui rajoute un plastifiant le béton gardera sa cohésion tout en ayant une grande fluidité Conclusion La consistance mesurée par l’essai d’affaissement ne suffit pas pour caractériser la maniabilité d’un béton et qu’il faut toujours préciser la manière dont cet affaissement a été obtenu le dosage en super plastifiant

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