METTRE AU POINT UN BETON DE QUALITE

Cette étude porte sur les bétons courants. Il s'agit des bétons hydrauliques exclusivement réalisés avec les matériaux de bases: le gravier, le sable, le ciment et l’eau et dont la résistance à 28 jours est comprise entre 20 et 40Mpa.
Cela exclus donc les bétons à haute performance utilisés dans quelques ouvrages et les bétons bitumineux utilisés pour le revêtement des routes.

D'une très façon générales, la réalisation d'un ouvrage recoure à l'utilisation de nombreux matériaux. Ces matériaux sont façonnés, travaillés pour aboutir à l'ouvrage. La plus part de ces matériaux s'achètent directement dans le commerce avec leurs caractéristiques propres.
Le béton est un cas particulier dans le sens où c'est un matériau que l'entreprise peut être amenée à élaborer ou concevoir selon les performances qu'elle en attend.

Cette étude de laboratoire vise à cette conception, à la mise au point des bétons courants et au contrôle de leur qualité.

Cette élaboration nécessite de connaître les caractéristiques physiques, mécaniques et comportementales des matériaux utilisés dans le béton et d'utiliser des méthodes de dosage de chaque constituant pour atteindre les performances attendues.

La composition méthodique d'un béton nécessite de connaître les caractéristiques physiques des granulats qui le constituent.

Ainsi, Il faut au connaître les caractéristiques physiques des granulats et vérifier qu'ils possèdent bien des caractéristiques compatibles avec la qualité des bétons et la stratégie des méthodes de composition. Par défaut de qualité granulaire et dans la mesure du possible, il est possible d'améliorer cette caractéristique.

Mais, ces caractéristiques ne sont pas observables directement à l’œil nu. Le laboratoire met en œuvre des essais normalisés qui vont les rendre observables et quantifiables. Si la propreté d’un sable n’est pas perceptible à l’œil nu, l’essai de l’équivalent de sable le rend en trouvant un moyen de séparer les fines des autres éléments. De même ces essais normalisés fixent les exigences de qualité et donc des tolérances.

Le laboratoire permet de vérifier les critères de qualité des granulats et de déterminer leurs caractéristiques physiques pour élaborer un béton de qualité :

=>Définir ses masses volumiques apparente et absolue.
=>Qualité granulaire.

Caractéristiques:
=>Définir ses masses volumiques apparente et absolue.
=>Définir les variations de masse volumique apparente produites par le phénomène de foisonnement.
=> Classification, Désignation des sables
Qualité:
=>Vérifier la qualité granulaire, Module de finesse
=>Vérifier la propreté du sable par rapport aux fines argileuses.
Amélioration:
=>Améliorer les sables de mauvaise qualité granulaire.

Une fois ces critères vérifiés, les granulats doivent être mélangés pour obtenir la meilleure compacité possible, c’est à dire pour obtenir le mélange qui contient le plus de matière ou le moins de vide possible.
Le laboratoire permet de mesurer la compacité pour déterminer les proportions de granulats correspondant et d’observer la granularité du mélange.

=> Rechercher les proportions donnant la meilleure compacité de mélange.
=> Vérifier la qualité granulaire des mélanges.

Le ciment est le liant, c'est la colle, du béton. C'est une colle hydraulique. Sa résistance de collage intervient directement dans la résistance du béton. Le ciment réagit chimiquement avec l'eau pour se cristalliser. Cette réaction chimique est exothermique. La température produite est suffisamment importante pour devoir être maîtrisée lors des grosses opérations de bétonnage.

Le ciment produit une pâte de plasticité variable qui reste en l'état de façon inerte, avant de se solidifier progressivement. La maîtrise de cette cinématique est importante dans l'organisation des chantiers.

De même une fois solidifié, le ciment monte en résistance de compression assez rapidement les premiers jours, puis plus progressivement pour se stabiliser autour de 80% de sa résistance définitive à 28 jours. Cela donne la résistance à la compression du béton à 28 jours, Fc28.

En intervenant sur la nature du ciment, il est possible de faire varier chacun de ses paramètres, parfois de façon contradictoire. Ces contradictions indiquent que le ciment idéal n'existe pas. Il y a plusieurs classes de ciments adaptées chacune à l'utilisation que l'on souhaite en faire, c'est à dire selon les facteurs sur lesquels on désire intervenir principalement.

=>Déterminer ses masses volumiques.
=>Déterminer sa résistance à la compression, la classe vraie :
- En réalisant un lot d’éprouvette dont le seul paramètre variable est la nature du ciment.
- En détruisant les éprouvettes par compression.
- En analysant la série de résultats.
=>Définir la cinématique de la plasticité de la pâte. En déterminant la durée inerte de plasticité, puis le moment du début du passage de l’état plastique à l’état solide, puis de la fin du passage de l’état plastique à l’état solide.

La méthode C.E.S permet de prévoir les dosages de chacun des constituants du béton pour obtenir un béton conforme aux critères définis précédents. Mais, il s’agit d’un modèle. Cela signifie que cette méthode approche de façon significative les paramètres influents sur la résistance, l’ouvrabilité, et le volume. Mais cela reste une approche, une approximation de la réalité. La réalité est bien plus complexe et pour la reproduire intégralement il faudrait intégrer bien plus de facteurs et de paramètres. Les dosages fournis par cette méthode sont significatifs. Ils permettent donc d’approcher les critères de qualité d’un béton mais s’en décalent toutefois légèrement. Il est donc nécessaire d’ajuster le dosage par l’expérimentation pour combler les limites de la méthode C.E.S en répondant plus précisément aux critères de qualité du béton. Le laboratoire permet de mesurer le décalage entre la théorie et la réalité, puis permet d’ajuster les dosages de proche en proche par expérimentation pour obtenir les critères de qualité du béton.
Le dosage est également à ajuster en fonction de l’humidité des granulats utilisés.

Elaborer et vérifier qu’un béton est conforme au cahier des charges et garantissant sa durabilité.
=> Elaborer le dosage d’1m3 de béton en place par la méthode CES DREUX.
=> Ajuster le dosage en fonction de l’humidité des granulats.
=> Confectionner une éprouvette.
=> Vérifier la conformité du béton selon trois critères : la résistance, l’ouvrabilité, et l’adéquation entre le dosage des granulats et la quantité de béton obtenue, en :
- Vérifiant l’ouvrabilité par une mesure d’affaissement sur un béton frais.
- Vérifiant la résistance par des essais destructifs et non destructifs (scléromètre)
- Vérifiant l’adéquation entre le dosage des granulats et la quantité de béton obtenu en mesurant la compacité du béton à partir d’une éprouvette de béton frais.
=> Ajuster les dosages afin de vérifier ses trois critères de qualité.