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FORMULATION DES BETONS : METHODE DE DREUX-GORISSE I Objectif Déterminer en fonc

FORMULATION DES BETONS : METHODE DE DREUX-GORISSE I Objectif Déterminer en fonction des critères de maniabilité et de résistance définis par le cahier des charges, la nature et les quantités de matériaux nécessaires à la confection d’un mètre cube de béton (eau E, ciment C, sable S, gravillon g et gravier G en kg/m3). II Définition du cahier des charges Il s'agit de définir, en fonction du type d'ouvrage à réaliser, les paramètres nécessaires à la mise en œuvre du béton et à la stabilité à court et long terme de l'ouvrage. Les paramètres principaux devant être définis sont : la maniabilité et la résistance du béton, la nature du ciment et le type de granulats.  Critère d’ouvrabilité: L’ouvrabilité est caractérisée, entre autre, par la valeur de l’affaissement au cône d’Abrams (Aff.). Elle est choisie en fonction du type d’ouvrage à réaliser, du mode de réalisation et des moyens de vibration disponibles sur chantier (Tab.2).  Critère de résistance : Le béton doit être formulé pour qu'à 28 jour sa résistance moyenne en compression atteigne la valeur caractéristique ’28. Cette valeur doit, par mesure de sécurité, être supérieure de 15 % à la résistance minimale en compression fc28 nécessaire à la stabilité de l'ouvrage. '28 = 1,15 x fc28  Choix du ciment : Le choix du type de ciment est fonction de la valeur de sa classe vraie ’c et des critères de mise en œuvre (vitesse de prise et de durcissement, chaleur d’hydratation, etc…). La classe vraie du ciment est la résistance moyenne en compression obtenue à 28 jours sur des éprouvettes de mortier normalisé. Le cimentier garantie une valeur minimale atteinte par au moins 95 % des échantillons (dénomination normalisée spécifiée sur le sac de ciment). La correspondance entre classe vraie du liant et valeur minimale garantie par le fabriquant est donnée dans le tableau 1. Tableau 1 : Correspondance entre classe vraie et dénomination normalisée des ciments. Dénomination normalisée 32,5 MPa 42,5 MPa 52,5 MPa Classe vraie  ’c 45 MPa 55 MPa > 60 MPa Exemple : la classe vraie du ciment CEM II/B-S 32.5 R est de 45 MPa.  Choix des granulats : Les granulats à utiliser dans la fabrication du béton doivent permettrent la réalisation d'un squelette granulaire à minimum de vides. Il faut en conséquence utiliser des granulats de toutes tailles pour que les plus petits éléments viennent combler les vides laissés par les plus gros. Pour permettre une mise en œuvre correcte du béton, il est important que la taille des plus gros granulat Dmax ne s'oppose pas au déplacement des grains entre les armatures métalliques du ferraillage. Le tableau 3 donne une borne supérieure de Dmax à respecter en fonction de la densité du ferraillage, des dimensions de la pièce à réaliser, et de la valeur de l'enrobage des armatures. III Formulation de Dreux- Gorisse La méthode de formulation de Dreux-Gorisse permet de déterminer les quantités optimales de matériaux (eau E, ciment C, sable S, gravillon g et gravier G) nécessaires à la confection d’un mètre cube de béton conformément au cahier des charges. Les résultats intermédiaires relatifs à chaque étape de calcul seront consignés sur la fiche de résultats jointe en annexe. Plusieurs étapes de calcul successives sont nécessaires à l’obtention de la formulation théorique de béton : 1. Les Différentes Etapes 1/Conditions de mise en œuvre.  Données de base : Nature de l’ouvrage d’après les plans et le calcul effectué pour connaitre quelle sorte d’ouvrage devra-t-on construire.  Données sur le béton : - Résistance mécanique souhaitée à 28 jours ’28 en MPa - Moyens de Serrage (énergie de vibration): …………….. - Pompage ou non du béton : ……………..  Consistance désirée. - En fonction de la nature de l’ouvrage et des moyens de vibration que l’on possède on optera pour une ouvrabilité qui sera caractérisée par un affaissement au cône d’Abrams dont la valeur est tirée du tableau suivant : Tableau 2 : Affaissement au cône conseillé en fonction du type d’ouvrage à réaliser. Affaissement en cm Plasticité Désignation Vibration conseillée Usages fréquents 0 à 4 Ferme F Puissante Bétons extrudés Bétons de V.R.D 5 à 9 Plastique P Normale Génie civil - Ouvrages d’art - Bétons de masse 10 à 15 Très plastique TP Faible Ouvrages courants  16 Fluide Fl Léger piquage Fondations profondes - Dalles et voiles minces  Données sur le ciment : - Classe vraie à 28 jours : c=…? MPa - Masse volumique réelle : 3,1 g/cm3  Données sur les granulats : - Qualité des granulats : ……………….. - Forme des granulats : ……………… - Propreté du sable (ES): ES=…………. - Tableaux d’analyse granulométrique des granulats : donnés - Module de finesse du sable : Mf=… - Teneur en eau W (%) des granulats : Weau (%) sable = .., Weau (%) gravier = …, - Masses volumiques réelles des granulats : MVr (sable)=… g/cm3, MVr (gravier)=... g/cm3 2/Détermination de la dimension du gros grain Dmax Elle est fonction de l’épaisseur des éléments et des distances entre armatures, le but est de faire en sorte que l’écoulement du béton dans le coffrage ne soit pas empêché par de gros granulats qui viendraient bloquer le passage, en plus du fait que plus les granulats sont gros plus il y a économie de ciment. La limite supérieure pour la dimension des gros grains est tirée du tableau suivant. Tableau 3 : Détermination de Dmax en fonction du ferraillage et de l’enrobage. Caractéristiques de la pièce à bétonner Dmax eh Espacement horizontal entre armatures horizontales  eh / 1,5 ev Espacement vertical entre lits d’armatures horizontales  ev d Enrobages des armatures : Ambiance très agressive  5 cm Ambiance moyennement agressive  3 cm Ambiance peu agressive  2 cm Ambiance non agressive  1 cm < d r Rayon moyen du ferraillage r  1,4 r  1,2 r hm Hauteur ou épaisseur minimale  hm / 5 Il y a de plus une condition qui porte sur l’enrobage C. L’enrobage étant la distance entre la paroi de l’élément (poutre, poteau, …etc) et la paroi de l’armature, et cela en fonction du milieu dans lequel sera placé notre ouvrage. 3/Détermination du dosage en éléments fins (Ciment) -Première étape : Détermination du rapport C/E Le rapport C / E est calculé grâce à la formule de Bolomey : Avec : ’28 = Résistance moyenne en compression du béton à 28 jours en MPa ’c = Classe vraie du ciment à 28 jours en MPa C = Dosage en ciment en kg par m3 de béton E = Dosage en eau totale sur matériau sec en litre par m3 de béton G’ = Coefficient granulaire (Tab.4) fonction de la qualité et de la dimension maximale des granulats. Tableau 4 : Coefficient granulaire G’ en fonction de la qualité et de la taille maximale des granulats Dmax. Qualité des granulats Dimension Dmax des granulats Fins Dmax < 12,5 mm Moyens 20 < Dmax < 31,5 Gros Dmax > 50 mm Excellente 0,55 0,60 0,65 Bonne, courante 0,45 0,50 0,55 Passable 0,35 0,40 0,45 Ces valeurs supposent que le serrage du béton sera effectué dans de bonnes conditions (Par vibration en principe) Deuxième étape :Détermination de C La valeur de C est déterminée grâce à l’abaque de la figure 1 en fonction des valeurs de C/E et de l’affaissement au cône d’Abrams. Figure 1 : Abaque permettant la détermination de Copt. Pour cela il suffit de positionner sur l’abaque (Fig. 2) les valeurs de C/E et de l’affaissement au cône recherchées. Le point ainsi obtenu doit être ramené parallèlement aux courbes de l’abaque pour déterminer la valeur optimale de Copt. Au delà de 400 kg de ciment par m3 de béton, on préférera à un surdosage en ciment l’usage d’un fluidifiant (Fluid.). Figure 2 : Exemple de détermination de Copt. Exemple : Pour des valeurs de C / E de 1,9 et un affaissement au cône de 8 cm, la quantité optimale de ciment nécessaire à la confection d’un mètre cube de béton est de 385 kg. Le dosage effectif de ciment C à retenir doit être supérieur ou égal à Copt., et aux valeurs minimales Cmin données par les formules 1 à 3 pour les bétons non normalisés (formule 1 lorsque le béton est en milieu non exposé, formule 2 pour un milieu exposé sans agressivité particulière et formule 3 pour un milieu agressif). (1) : Milieu non exposé Avec : ’28 en MPa et Dmax en mm. (2) : Milieu exposé sans agressivité particulière (3) : Milieu agressif 4/Détermination du dosage en eau Détermination de E La quantité d’eau E nécessaire à la confection du béton se calcule grâce aux valeurs de C/E et de C. Corrections sur le dosage en ciment C et le dosage en eau E Lorsque la dimension maximale des granulats Dmax est différente de 20 mm, une correction sur la quantité de pâte est nécessaire à l’obtention de la maniabilité souhaitée. Les corrections (Tab.5) sont uploads/Ingenierie_Lourd/ formulation-des-betons-dreux-gorisse-1.pdf