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ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux

ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 40 TP N°13 FORMULATION DES BETONS PAR LA METHODE DE DREUX-GORISSE BUT Déterminer, à partir de constituants donnés, la composition d’un béton par la méthode de Dreux-Gorisse, en vue d’une résistance et d’une ouvrabilité désirée. ÉQUIPEMENTS: - Tamis normalisés. - Etuves. - Bétonnière. - Cones d’Abrams. - Moules cylindriques. LA METHODE DE DREUX-GORISSE L’étude de la composition d’un béton consiste à définir le mélange optimal des différents granulats dont on dispose ainsi que le dosage en ciment et en eau afin de réaliser un béton dont les qualités soient celles recherchées pour la construction de l’ouvrage. Dans ce qui suit, on présente la méthode de Dreux-Gorisse pour cette formulation. Elle consiste à - estimer le dosage en ciment et en eau, - tracer une courbe granulométrique de référence à partir de la quel on déduit les proportions de sable et de gravier, - déduire la composition d’un m3 de béton, - et vérifier l’ouvrabilité (effectuer les corrections nécessaires). ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 41 Données de base  La résistance souhaitée est en général exprimée par la résistance caractéristique en compression à 28 jours ( 28 c f ). Pour tenir compte des dispersions et de l’écart type, il faudra viser une résistance moyenne à 28 jours c f supérieure à la résistance désiré 28 c f . On pourra adopter la règle approximative suivante : 28 1.15 c c f f    La consistance désirée peut se définir par la valeur de l’affaissement au cone d’Abrams comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Plasticité du béton Affaissement A (cm) Béton ferme 1 à 4 Béton plastique 5 à 9 Béton très plastique 10 à 15 Béton fluide ≥ 16 Valeurs usuelles de l’ouvrabilité mesurée au cone d’Abrams En plus, il faut avoir les données suivantes - la classe vraie du ciment ( CE f ) ; - les caractéristiques des granulats : les courbes granulométriques et les dimensions maximales (D) du gravier et du sable ; la qualité et la forme du gravier (roulé ou concassé); l’équivalent de sable et le module de finesse du sable ( f M ) ; les masses volumiques absolues des granulats ( s  et g  ); les teneurs en eau des granulats ( s  et g  ) ou simplement une description (sec, humide…). - la manière de la vibration du béton (dans le coffrage): puissante, normale, faible, ou par piquetage. ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 42 Dosage en ciment et en eau  On commence par évaluer approximativement le rapport C E en fonction de la résistance moyenne désirée c f à partir de la formule suivante 0.5 c CE C f G f E         soit 0.5 c CE f C E G f   où CE f : la résistance vraie du ciment, à 28 jours en MPa ; C : le dosage en ciment, en kg/m3 ; E : le dosage en eau totale sur matériaux secs, en l/m3 ; G : le coefficient granulaire, ce coefficient est évalué en fonction de la qualité des granulats et de leur dimension maximale D (Tableau 2). Qualité des granulats Dimension D des granulats Fins D ≤ 16 mm Moyens 25 ≤ D ≤ 40 mm Gros D ≥ 63 mm Excellente 0.55 0.60 0.65 Bonne, courante 0.45 0.50 0.55 Passable 0.35 0.40 0.45 Valeurs approximatives du coefficient granulaire G  Le dosage en ciment C est évalué à partir de la Figure 1. Cette évaluation est effectuée en fonction du rapport C E obtenu et de l’ouvrabilité désirée. ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 43 Evaluation du dosage en ciment en fonction du rapport C/E et de l’affaissement A Toutefois, il faut respecter les dosages minimaux de ciment prescrits par le cahier des clauses techniques générales CCTG, qui sont fonction de l’environnement : - en béton armé exposé à un milieu sans agressivité particulière : 5 550 C D  , - en béton armé exposé à un milieu sans agressivité particulière mais comportant un parement fin: 5 600 C D  , - en béton armé exposé à des conditions agressives ou coulé dans l’eau : 5 700 C D  , où D est compris entre 16 et 50 mm et il est exprimé en mm.  Ayant fait le choix du dosage en ciment, on déduit alors le dosage approximatif en eau. Ce dosage est à corriger selon la dimension maximale D et selon les teneurs en eau. En effet, les données précédentes sont particulièrement applicables pour le cas où D=25mm. Si D<25mm, la surface spécifique des granulats augmente et, à plasticité équivalente, il faudra majorer le dosage en eau. Dans le cas contraire, il faudra diminuer ce dosage. Ces corrections sont données dans le tableau 3. D(mm) 5 10 16 25 40 63 100 Correction sur E +15% +9% +4% 0 -4% -8% -12% Correction à apporter sur le dosage en eau E selon D ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 44 En cas de matériaux secs, la quantité d’eau totale étant ainsi déterminée. Si les granulats employés sont humides, on obtiendra la quantité d’eau en déduisant, de la quantité d’eau obtenue précédemment, l’eau d’apport contenu dans les granulats. Si on ne dispose pas de mesures précises de la teneur en eau des granulats, on peut utiliser les indications approximatives du tableau suivant Degré d’humidité apparent Correction à apporter sur le dosage en eau (en l/m3) Sable 0/5 Gravillon 5/12.5 Gravillon 5/20 Gravillon 20/40 Sec 0 (0 à 20) 0 0 0 Humide 40 à 60 20 à 40 10 à 30 10 à 20 Très humide 80 à 100 40 à 60 30 à 50 20 à 40 Saturé 120 à 140 60 à 80 50 à 70 40 à 60 Correction à apporter sur le dosage en eau selon le degré d’humidité du granulat Dosage des granulats  Courbe granulométrique de référence Sur le graphique des courbes granulométriques du sable et du gravier, on trace la courbe granulaire de référence OAB. Cette dernière est définie comme suit - Le point O correspond au point de la courbe granulométrique du sable pour le tamis 0.08mm. - Le point B correspond à la dimension D du plus gros granulat (à l’ordonnée 100%). - Le point de liaison A a les coordonnées suivantes en abscisse : 2 x D  si 20 D mm  au milieu du segment gravier limité par 5mm et D si 20 D mm  en ordonnée 50 y D K    ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 45 où K est un terme correcteur 1 2 K K K   ; la valeur de 1 K est déduite du tableau 5 et la valeur de 2 K est donnée par 2 6 15 f K M   . Vibration Faible Normale Puissante Forme des granulats roulé concassé roulé concassé roulé concassé Dosage en ciment 400+ superplast -2 0 -4 -2 -6 -4 400 0 +2 -2 0 -4 -2 350 +2 +4 0 +2 -2 0 300 +4 +6 +2 +4 0 +2 250 +6 +8 +4 +6 +2 +4 200 +8 +10 +6 +8 +4 +6 Valeurs du terme correcteur 1 K  Ligne de partage On trace la (les) ligne(s) de partage entre chacun des granulats, en joignant le point à 95% de la courbe granulométrique du premier, au point de 5% de la courbe granulométrique du granulat suivant. En cas d’utilisation de plus de deux granulats, il conviendra de tracer d’autres lignes de partage et ce en suivant la même méthodologie. Finalement, on lit sur la courbe de référence, au point de croisement avec la ou les droites de partage, le pourcentage en volume absolu de chacun des granulats (s et g) Exemple ISTEUB TRABELSI Houcem Fascicule de travaux pratique géotechnique et matériaux 46 Exemple : courbes granulométriques, courbe de référence et ligne de partage.  Coefficient de compacité et volumes absolus des granulats Soit g V , s V et c V les volumes absolus (en litres) du gravier, du sable et du ciment contenus dans un 1000 litres de béton frais. L’ensemble de ces grains de matières solides ne remplit pas intégralement le m3 car il s’y trouve également de l’eau et des bulles d’air. Le coefficient de compacité  est le rapport 1000 g s c V V V     Si les granulats sont roulés, les valeurs du coefficient de compacité peuvent être extraites directement du tableau 6. Dans le cas de sable roulé et gravier concassé, il conviendra de réduire 0.01 et dans le cas de sable et gravier concassés, il conviendra de réduire la valeur obtenue de 0.03. Consistance Serrage D=5 D=10 D=12.5 D=20 D=31.5 D=50 D=80 Molle Piquetage Vibration faible Vibration normale uploads/Ingenierie_Lourd/ formulation-des-betons-par-la-methode.pdf