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Détermination des masses volumique apparente et spécifique

I nt ntrr oduc uctti on : L’étude de certaines propriétés des matériaux matériaux de construction construction détermine détermine le domaine de leurs applications .Ce n’est qu’en évaluant exactement les qualités des matériaux, c’est-à-dire c’est -à-dire leurs Propriétés les plus importantes, que l’on peut construire construire des édifices et des ouvrages solides, durables et de haute efficacité du point de vue économique et technique. Pendant très longtemps (et encore quelquefois aujourd’hui), aujourd’hui), les matériaux ont été décrits uniquement à l’aide d’expressions très imprécises telles imprécises  telles que « sables grenus », « argiles tenaces », « roches décomposées », etc. sans aucune référence à des valeurs précises caractérisant leurs propriétés  physiques et mécaniques .Il .Il faut naturellement naturellement renoncer à de telles appellations sans grande signif ication. ication. Aujourd’hui la géologie, la minéralogie, l’optique, l’optique, la chimie et d’autres domaines ont donnés à l’étude des matériaux un nouvel essor en mettant à sa disposition tous leur bagage de techniques et de savoir-faire accumulés pendant des siècles, donc on  peut conclure que l’étude l’étude des matériaux de construction construction ne peut se faire faire sans l’apport de techniques propres à différents domaines de l’ingénierie. Dans le présent TP nous allons nous intéresser au calcul de la masse volumique apparente et absolue de certains granulats.

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Ddéfinitions : -La masse volumique apparente: c’est la masse de l’unité de volume apparente du corps; c’est-à-dire, du volume constitué par la matière du corps et les vides qu’elle contient. -La masse volumique absolue: c’est la masse de l’unité de volume absolue du corps; c’est-à-dire, de la matière qui constitue le corps, sans tenir compte du volume des vides. La masse volumique d’un même matériau peut être différente car elle dépend de l’état dans lequel il se trouve.

But du TP: le but de cette essai est donnée la définition de la masse volumique d’un corps est la mesure de l’unité de volume de ce corps. Il faut distinguer: -masse volumique apparente -masse volumique absolue

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Première Manipulation:

Elle a pour but de déterminer la masse volumique apparente d’un sable concassé ,dure et le gravier.

 Matériel utilisé: Le matériel utilisé est le suivant : 

une balance mécanique.



un entonnoir.



un récipient (v′=1L).



une règle à araser.



Un petit bac à sable.

 Mode opératoire : Les étapes à suivre sont les suivantes : -Vérification du bon fonctionnement de l’appareillage (étalonnage de la  balance). - remplissage de l’entonnoir avec du sable. - on met le réci pient sous l’entonnoir. On ouvre l’obturateur et on lisse le sable couler sans tassement jusqu’à ce qu’il déborde. -on arase à ras le bord sans compactage le sable à l’aide de la règle puis on  pèse le récipient rempli de sable, on trouve m.

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Après le rasage Rasé le bord sans

On pèse le récipient rempli de sable

Les résultats obtenus:  Sable concassé : A l’état lâche : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,29

1,29

2

1

1,32

1,32

3

1

1,31

1,31

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,30

A l’état compacté : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,50

1,50

2

1

1,53

1,53

3

1

1,55

1,55

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Masse volumique apparente moyenne ρ=1,52

 Sable dure: A l’état lâche : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

0,9

1,43

1,58

2

0,9

1,41

1,56

3

0,9

1,40

1,55

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,56

Gravier 3/8: A l’état lâche : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,25

1,25

2

1

1,26

1,26

3

1

1,24

1,24

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,25

A l’état compacté : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,26

1,26

2

1

1,31

1,31

3

1

1,28

1,28

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,28

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Gravier 8/16: A l’état lâche : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,25

1,25

2

1

1,24

1,24

3

1

1,22

1,22

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,23

A l’état compacté : N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

1

1,26

1,26

2

1

1,24

1,24

3

1

1,23

1,23

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,24

I nterprétations des résultats: On remarque : - qu’il y a une légère différence dans les trois résultats obtenus, cela est dû aux opérateurs qui ont fait des erreurs pendant la pesée. -Il y a une déférence entre l’état lâche et l’état compacté parce qu’à l’état compacte on minimisé les vides.

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Deuxième Manipulation : Détermination de la masse volumique absolue d’un sable concassé ,dure et le gravier par la méthode de l’éprouvette graduée, cette dernière est basée sur la lecture du volume.

 Matériels utilisés: Une éprouvette graduée. Une balance hydrostatique.

 Mode opératoire : Les étapes à suivre sont les suivantes : Peser l’éprouvette pleine d’eau de masse m1 et de volume V1. Remplir l’éprouvette de granulats, en les faisant glisser sur le bord de l’éprouvette pour ne pas briser les parois de verre. On pèse de nouveau la nouvelle masse m2 et le nouveau volume V2.

Résultats obtenus : Les résultats obtenus sont notés dans le tableau suivant :

 Sable concassé : V2 –  V1

Masse volumique(ρ’)

0,139

0,019

2,63

0,4

0,48

0,08

2,5

0,4

0,457

0,057

2,6

N° du l’essai

Masse (kg)

Volume V1(L) Volume V2(L)

1

0,05

0,12

2

0,2

3

0,15

Masse volumique absolue moyenne ρ=2,57

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Glisser les ravillons

Peser l’éprouvette pleine d’eau de

Avant : M1

Peser l’éprouvette (d’eau +gravions) de volumeV2

Après : M2

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 Sable dure: V2 –  V1

Masse volumique(ρ’)

0,275

0,075

2,66

0,2

0,279

0,079

2,53

0,2

0,274

0,074

2,7

N° du l’essai

Masse (kg)

1

0,2

0,2

2

0,2

3

0,2

Volume V1(L) Volume V2(L)

Masse volumique absolue moyenne ρ=2,63

Les masses volumique apparente (mixte de sable dure et concassé) :  Pour désigne la courbe expérimentale (% de sable dure en fonction de la masse volumique apparente.)  N° de l’essai

% de sable dure

% de sable concassé

Masse (kg)

Volume(L)

ρ apparente

1

0

100

1,49

1

1,49

2

100

0

1,48

1

1,48

3

80

20

1,56

1

1,56

4

60

40

1,62

1

1,62

5

50

50

1,62

1

1,62

6

40

60

1,61

1

1,61

7

20

80

1,6

1

1,6

8

30

70

1,38

0,9

1,53

9

70

30

1,40

0,9

1,56

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On calcule les masses volumiques apparente mathémathéquement pour désigner la courbe théorique et on comparant avec la courbe expérimentale. La masse volumique apparente de sable concassé ρ=1,49 La masse volumique apparente de sable dure ρ=1,48 0,8(1,48) + 0,2(1,49)=1,482 0,6(1,48) + 0,4(1,49)=1,484 0,5(1,48) + 0,5(1,49)=1,485 0,4(1,48) + 0,6(1,49)=1,486 0,2(1,48) + 0,8(1,49)=1,488 0,3(1,48) + 0,7(1,49)=1,487 0,7(1,483) + 0,3(1,49)=1,497

On trace les deux courbe : I nterprétations: -On remarque que la courbe expérimentale est ci-dessus de la courbe théorique. -On remarque aussi que le grand masse volumique c’est lorsque on mélange 50% de sable dure avec 50% de sable concassé. -Il n y a pas de grande déférence entre la courbe expérimentale et la courbe théorique.

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Troisième manipulation :

Détermination de la masse volumique apparente d’un ciment .

 Matériels utilisés: - Un bécher de 50 ml - Une cuvette ou récipient - Un entonnoir avec opercule - Une balance de précision - Un échantillon de 200g

 Mode opératoire : -Peser et taré le bécher (50 ml) -Prélever dans le stock labo une masse d’échantillon de 55g -Placer l’entonnoir au-dessus du récipient et fermer l’opercule -Verser une quantité de ciment sur la passoire de l’entonnoir, faire descendre le ciment dans l’entonnoir à l’aide d’une spatule, puis ouvrir l’opercule : le ciment tombe dans le récipient. Recommencez jusqu’à ce que le ciment déborde -Le bécher doit être arasé avec un réglé par mouvement de va et vient. -Peser le bécher rempli et arasé.

Résultats obtenus : Les résultats obtenus sont notés dans le tableau suivant : TP de physique des matériaux

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N° du l’essai

Volume (L)

Masse (kg)

Masse volumique(ρ)

1

0,05

0,055

1,1

2

0,05

0,053

1,06

3

0,05

0,053

1,06

Masse volumique apparente moyenne ρ=1,07

-On remarque qu’il y a une légère différence dans les trois résultats obtenus, cela est dû aux opérateurs qui ont fait des erreurs pendant la pesée.

Détermination de la masse volumique absolue d’un ciment : Conduite de l’essai  :

-Peser et taré le bécher -Prélever dans le stock labo une masse d’échantillon de 50g. -Pesé le 50g de ciment dans le bicher graduée de volume 100ml et on ajoute le benzène jusqu’à remplir le bicher. -On calcule le volume de benzène ajouté.

Résultats obtenus : Les résultats obtenus sont notés dans le tableau suivant : V2 –  V1

Masse volumique(ρ’)

0,1

0,019

2,63

0,081

0,1

0,019

2,63

0,084

0,1

0,015

3,33

N° du l’essai

Masse (kg)

Volume V1(L) Volume V2(L)

1

0,05

0,081

2

0,05

3

0,05

Masse volumique apparente moyenne ρ=2,87

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I nterprétations des résultats: On remarque qu’il y a une faible erreur dans les résultats cela est dû aux manipulateurs qui font des erreurs de mesures.

Conclusion Générale : D’après notre TP, on peut déduire que : -La masse volumique apparente d’un matériau est une caractéristique physique qui d’épand de l’état ou se trouve ce matériau ( matériau naturel en place , en phase d’extraction , de transport ou de stockage …etc. ), cette masse volumique est nécessaire à connaitre pour la réalisation des chantiers ,pour l’estimation des cotes des travaux ( remblai , nombre de camion et leur rotation ) , calcule des prix de revient et les délais de réalisation. -La masse volumique liée à l’unité de volume du corps. -Le TP réalise nous a permis de voir les différentes méthodes pour déterminer la masse volumique d’un granulat, vue que ce dernier représente l’élément de base de n’importe quel type de construction.

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