Formulation de bétons et étude comparative

Introduction

La méthode de la formulation d’un béton consiste à déterminer la compacité optimale du mélange granulaire, ainsi que le dosage en ciment et en eau, permettant d’obtenir le béton aux caractéristiques adaptées à l’ouvrage ou à la partie d’ouvrage. Il faut donc raisonner par catégorie de béton même si certains principes communs peuvent être retenus. Ce chapitre comprend quatre parties :  Formulation du béton hydraulique par la méthode de Dreux GORISSE ;  Etude comparative des résistances à la compression simple des bétons de basalte, de quartzite, de silexite et de calcaire, dosés aux ciments CEM II 32,5R et CEM II 42,5R ;  Influence des conditions de conservation sur la résistance à la compression simple des bétons dosé aux ciments CEM I, CEM II et CEM III 42,5R ;  Effet de l’ajout d’eau sur la résistance à la compression simple des bétons dosés aux ciments CEM I, CEM II et CEM III 42,5R ;  Optimisation du béton dosé au ciment CEM I 42,5R par ajout d’adjuvants et de fillers de grès.

. Formulation par la méthode de Dreux GORISSE

La méthode utilisée pour déterminer la composition des bétons est la méthode de Dreux GORISSE. Elle permet de définir de façon simple et rapide une formule de composition adaptée au béton étudié et convient pour les ouvrages courants réalisés avec des moyens limités (dosage volumétrique). Il s’agit de réaliser un béton à partir d’un certain nombre de données dont on dispose (Dmax des granulats, l’ouvrabilité du béton frais, la résistance à 28 jours…).

Détermination du rapport C/E

Le rapport C/E est calculé grâce à la formule de BOLOMEY : (7) = Résistance moyenne en compression du béton à 28 jours en MPa Formulation de bétons et étude comparative 44 = Classe vraie du ciment à 28 jours en MPa C = Dosage en ciment en kg par m3 de béton E = Dosage en eau sur matériau sec en litre par m3 de béton G = Coefficient granulaire (Tableau 23) fonction de la qualité et de la dimension maximale des granulats.

Détermination du dosage en ciment

Pour bien comprendre le caractère primordial du dosage en ciment, il faut rappeler que celuici remplit deux fonctions essentielles dans le béton. La fonction de liant Elle est déterminante dans la résistance du béton, qui dépend de la nature du ciment, de sa propre résistance et de l’évolution de son durcissement. La fonction filler Le ciment complète la courbe granulométrique du béton dans les éléments fins. Il faut noter que le développement dans le temps des hydrates du ciment colmate progressivement 45 les capillaires, contribue à diminuer la porosité d’ensemble du béton et améliore notablement sa durabilité. Dans le cas de notre étude, on fixe pour les différents types ciments, un dosage de 350 kg ou 400 kg au m3 de béton. Pour un dosage de 350 kg, le volume absolu du ciment est : VC = ⍴ = → VC = 113 l/m3 .

Détermination du dosage en eau

La quantité d’eau E nécessaire à la confection du béton se calcule grâce aux valeurs de C/E et de C. On a et C = 350 kg → E = 194 l/m3 . 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 (Tableau 24) sont à apporter sur les quantités d’eau et de ciment (le rapport C/E reste inchangé).

Détermination du dosage en granulats

Il s’agit de déterminer les pourcentages de sable, de gravillons et de cailloux qui vont permettre de réaliser un squelette granulaire à minimum de vides. Les quantités des matériaux de chaque classe granulaire doivent être déterminées de sorte que les plus petits éléments viennent combler les vides laissés par les plus gros. La courbe granulométrique théorique d’un matériau à minimum de vides peut être schématisée par une droite brisée de référence (OAB).

 Tracé de la droite brisée de référence

A titre d’exemple, on utilise la formulation des silexites de l’entreprise TANOR GRANULATS de Mboro. Les coordonnées des points de la courbe de référence sont telles que :  Origine O : { (9)  Brisure A : { [ ] √ (10)  Extrémité B : (XB= Dmax ; YB = passant 100%) (11) K est un coefficient qui est fonction du dosage en ciment, de la forme des granulats et du mode de vibration. Il est donné par le tableau 25. KS est une correction supplémentaire fonction de la granularité du sable : KS = (6Mf– 15) avec Mf le module de finesse du sable. KP est une correction supplémentaire si le béton est « pompable ». KP = +5 à +10 selon le degré de plasticité désiré.