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Guide de bonnes pratiques des essais de compression sur éprouvettes 46.E Qualit

Guide de bonnes pratiques des essais de compression sur éprouvettes 46.E Qualité Centre d'Études et de Recherches de l'Industrie du Béton GBD/HB/MA/JRO ISSN 0249-6224 QU 012 / Qualité ISBN 2-85755-173-8 Guide de bonnes pratiques des essais de compression sur éprouvettes Réf. 46.E février 2006 par Guislaine BAVELARD Hervé BEINISH Avant-propos Ce rapport est articulé en deux parties : − la première partie est destinée au lecteur qui souhaite apprécier très rapidement si l'étude évoquée le concerne, et donc si les méthodes proposées ou si les résultats indiqués sont directement utilisables pour son entreprise ; − la deuxième partie de ce document est plus technique ; on y trouvera donc tout ce qui intéresse directement les techniciens de notre industrie. © CERIB – 28 Épernon 46.E – février 2006 - ISSN 0249-6224 - ISBN 2-85755-173-8 Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés réservés pour tous pays La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du Code pénal. SOMMAIRE Résumé.................................................................................................................. 5 1. Synthèse de l’étude........................................................................................ 7 1.1 Domaine concerné ............................................................................................... 7 1.2 Problématique ...................................................................................................... 7 1.3 Apport de l’étude.................................................................................................. 7 1.4 Intérêts et conséquences .................................................................................... 7 2. Dossier de recherche..................................................................................... 9 2.1 Échantillonnage.................................................................................................... 9 2.2 Influence de la dimension des éprouvettes....................................................... 9 2.3 Choix du moule .................................................................................................... 11 2.4 Serrage à refus du béton ..................................................................................... 12 2.5 Finition de l’éprouvette........................................................................................ 12 2.6 Conservation initiale en moule ........................................................................... 12 2.7 Démoulage............................................................................................................ 13 2.8 Transport............................................................................................................... 14 2.9 Conservation des éprouvettes après démoulage ............................................. 14 2.10 Détermination de la masse des éprouvettes ................................................... 14 2.11 Préparation des faces d’appui des éprouvettes.............................................. 15 2.12 Vitesse de montée en charge sur la machine d’essais .................................. 17 2.13 Rigidité de la machine ....................................................................................... 17 2.14 Centrage de l’éprouvette ................................................................................... 18 2.15 Dureté et planéité des plateaux ........................................................................ 18 2.16 Rotule .................................................................................................................. 19 2.17 Exactitude machine d’essais ............................................................................ 21 2.18 Influence de l’opérateur..................................................................................... 22 2.19 Inspection visuelle de la rupture de l’éprouvette............................................ 22 2.20 Interprétation et élimination des résultats aberrants...................................... 23 2.21 Bibliographie ...................................................................................................... 24 Annexe 1 Guide de diagnostic des résultats d’essais de compression sur éprouvettes en béton .............................................................................. 25 - 5 - Résumé Pour répondre aux besoins des laboratoires, le rapport est articulé en deux parties : - une première partie décrit les bonnes pratiques à observer pour la réalisation d’un essai de compression sur éprouvettes : de la confection de celles-ci jusqu’à la réalisation de l’essai de compression lui-même ; - la deuxième partie est un guide d’autodiagnostic qui déroule les différentes questions à se poser dans le cas de la mise en doute de la validité d’un essai. Summary To meet laboratories needs, this report is structured in two parts : - the firt part describes good practices to follow for a compressive test on concrete cylinders : from casting to the test itself ; - the second part is a guide for diagnosis, which puts forward questions to ask oneself when there are doubts about the validity of test results. - 7 - 1. Synthèse de l’étude 1.1 Domaine concerné Le présent document dresse un inventaire des paramètres d’influence des résultats d’essais de compression sur éprouvettes en béton. 1.2 Problématique Les essais sur éprouvettes pratiqués couramment pour quantifier la qualité du béton sont parfois dispersés, voire non concordants avec ceux obtenus par un autre laboratoire. Ceci peut amener une décision de non conformité des performances des produits alors qu’en fait, c’est un déroulement anormal des modalités d’essais qui conduit à un résultat d’essai dégradé. De fait, si le processus d’essais est mal maîtrisé, le laboratoire peut rencontrer des difficultés à démontrer la conformité du béton testé. Les sources d’erreur sont souvent multiples, liées, par exemple, aux conditions de préparation et de conservation des éprouvettes, au mode opératoire et/ou à la machine d’essais. 1.3 Apport de l’étude Cette étude établit un état le plus exhaustif possible des causes d’anomalies rencontrées lors des essais sur éprouvettes en béton et quantifie leurs conséquences sur le résultat d’essai. Elle répond à deux objectifs : - dans un but préventif, elle attire l’attention sur les points clés susceptibles de fausser les résultats d’essais ; - dans un but curatif, elle propose une check-list permettant d’investiguer le déroulement des essais en cas d’anomalie de résultat, voire de litige et de cibler la cause des écarts. 1.4 Intérêts et conséquences L’essai de compression sur les éprouvettes en béton est le principal outil pour caractériser la qualité des produits en béton ou du matériau de base et conclure à la conformité ou non à un référentiel. Une meilleure connaissance de l’incidence des différents paramètres influençant les résultats doit aider les laboratoires à réaliser l’essai suivant les règles de l’art et, le cas échéant, à déterminer la cause des anomalies constatées. Ce document peut servir de support en cas de litige clients/fournisseurs lors de l’obtention de résultats non concordants entre laboratoires. - 9 - 2. Dossier de recherche 2.1 Échantillonnage Des précautions sont à prendre lors du prélèvement du béton pour la confection des éprouvettes. La quantité de béton frais prélevé doit être supérieure à 1,5 fois la quantité nécessaire pour la réalisation des éprouvettes (fiche n° 399 du mémento qualité - 2004). Pour que les résultats d’essais soient représentatifs d’une qualité de béton, il convient de veiller à ce que les éprouvettes soient confectionnées à partir d’une même gâchée de béton. Cette précaution a pour but d’obtenir des éprouvettes homogènes. En outre, il est indispensable de réhomogénéiser l’échantillon de béton destiné à la confection des éprouvettes. Si le béton est déversé directement dans les moules, il en résultera, pour certaines éprouvettes, une consistance hétérogène du béton qui remet en cause la validité des essais ultérieurs (sous-estimation des résistances jusqu’à 60 % [7]). Cette opération d’homogénéisation est essentielle dans le cas des BAP. La présence de granulats de gros diamètre sur les plans de rupture des éprouvettes permet de suspecter une homogénéisation insuffisante du béton. 2.2 Influence de la dimension des éprouvettes (cf. fiche n° 366 du mémento qualité - 2004) [2]. Lors d’une comparaison entre les résultats d’essais sur éprouvettes, il convient bien entendu de vérifier la nature des éprouvettes testées par les laboratoires : cylindres, cubes, moulées ou carottées… Corrélations entre éprouvettes moulées Différentes dimensions des éprouvettes sont décrites dans les normes de référence. Les coefficients ci-dessous permettent d’établir une correspondance entre les résultats obtenus d’un type d’éprouvette vers un autre pour des essais à 28 jours. Ils sont issus de l’amendement national à la norme NF EN 206-1 et sont repris dans la norme NF EN 13369 - Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. Ils sont également repris dans les normes EN 1168 - Produits préfabriqués en béton - Dalles alvéolées et EN 13225 - Produits Préfabriqués en béton - Éléments de structure linéaires. Dimensions des éprouvettes (mm) Résistance à la compression fc correspondant à un cylindre de diamètre ∅ 160 mm Cube 100 x 100 fc,cyl (∅ 160) = 0,90 x Rcube (100) fc,cyl (∅ 160) = 0,98 x Rcyl (∅ 113) h si 50 MPa ≤ R cyl (∅ 113) Cylindre ∅ 113 x 226 fc,cyl (∅ 160) = R cyl (∅ 113) - 1 h si R cyl (∅ 113) < 50 MPa Cylindre ∅ 150 x 300 fc,cyl (∅ 160) = R cyl (∅ 150) Tableau 1 - Équivalence des résistances obtenues sur cubes de 100 et cylindre ∅ 113 mm et ∅ 150 mm - 10 - Dimension des éprouvettes (mm) Résistance à la compression correspondant à un cube fc,cub (150) = 0,97 x Rcube (100) h si 50 MPa ≤ R cube (100) Cube 100 x 100 fc,cub (150) = R cube (100) - 1,5 h si R cube (100) < 50 MPa Tableau 2 - Équivalence des résistances obtenues sur cubes de 100 et cubes de 150 mm R : résistance de l’éprouvette testée Selon le règlement technique des structures et ossatures CSTBat (1997) Rapport résistance cylindre/cube Cubes (mm) à la détension à 28 jours 100 x 100 0,83 0,90 141 x 141 0,87 0,92 150 x 150 0,875 0,925 158 x 158 0,88 0,93 200 x 200 0,90 0,95 Tableau 3 - Équivalence des résistances obtenues sur cylindres Ø 160 x 320 mm et sur différentes dimensions de cubes Corrélations entre éprouvettes carottées et éprouvettes de référence Le tableau ci-après donne la relation entre les différentes dimensions d’éprouvettes carottées par rapport aux dimensions d’éprouvettes de référence ∅ 150 x 300 mm (cylindre) et 150 x 150 mm uploads/Industriel/046-e-guide-bonnes-pratiques-essais-compression-eprouvettes.pdf