Formulation de Beton Dreux

Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*cole Hassania des Travaux PublicsCours : Matriaux de construction II (32 heures: 8 4h + 6 h TP: 3 2h )quipe enseignante : Pr. K. LAHLOUAborder les principaux matriaux de construction et spcialement les btons hydrauliques et les aciers, travers l'tude de leurs proprits physico-chimiques et mcaniques tout en sensibilisant les futurs ingnieurs aux aspects technologique, conomique et rglementaire.

A l'issue de ce cours, les lves-ingnieurs doivent tre capables de : Dcrire le comportement mcanique des matriaux tudis. Choisir dans des cas simples un matriau et une mise en oeuvre adapts un ouvrage de gnie civil. valuer les risques pathologiques et proposer des solutions dans des cas simples. Considrer des applications innovatrices qui bnficient des retombs de la recherche applique dans le domaine.

OBJECTIFS DU COURS :

Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU

Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*PROGRAMME DU COURS :Introduction gnrale: Rappels sur les notions vues en matriaux I (1re anne)Partie 1 : BETONS HYDRAULIQUESConstituants, formulation, bton frais, bton durci, durabilit, btons spciauxPartie 2 : ACIERSFabrication, proprits mcaniques, corrosion, soudagePartie 3 : MATERIAUX DIVERSLes bois, les cramiques, les polymres, les mtaux non ferreux

cole Hassania des Travaux PublicsCours : Matriaux de construction II (32 heures: 8 4h + 6 h TP: 3 2h )quipe enseignante : Pr. K. LAHLOU


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*SUPPORTS DU COURS :MODALITES D EVALUATION :PolycopisProjection de diaporama , didacticiels et filmsTravaux pratiques et dmonstrations au laboratoire LMS Visites techniques: cimenteries, Sonasid, usine de prfabrication, Chantiers de btonnage ou autres selon disponibilit.Contrles surveills 40%Compte-rendus des TP 25% Travaux rendre 20%Participation au cours 15%Compte-rendus des visites 10%cole Hassania des Travaux PublicsCours : Matriaux de construction II (32 heures: 8 4h + 6 h TP: 3 2h )quipe enseignante : Pr. K. LAHLOU


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*PLANNING PREVISIONNEL DE REALISATION DU COURS

SemDateCONTENUTRAVAUX1IntroductionFormulation du bton4Comportement instantan du bton durciTP2 Gr1Lundi 09 Octobre 06: remise DL formulation5Comportement diffr du bton durciTP2 Gr26Durabilit du btonTP2 Gr1/27Durabilit du bton 2TP2 Gr2/2Merc 08 Novembre 06: Contrle 1 (30 45 min)8Fabrication acier, mtallurgie et traitement thermiqueConfection prouvettes CONCOURS?11Bois, cramiques et polymresFIN DU COURS12Essais, Proclamation gagnants du concours et remise prix?Jeudi 14 Dcembre 06: Contrle2 (30 45 min)


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Bibliographie et Webographie(voir liste)


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON OBJECTIFSTrouver les proportions dun mlange ayant des proprits prcises moindre cot


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON BETON SQUELETTE GRANULAIRE INERTE(Sable + Gravier + air) PATE LIANTE(Ciment + Eau + Adjuvant + Ajout minral)


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON PRINCIPES DE FORMULATION


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON PRINCIPES DE FORMULATION2 Principe: Minimiser la porosit (Augmenter la compacit) 1 Principe: Compromis entre maniabilit et rsistance


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON CONTRAINTESManiabilit pte = E + C Rsistance rapport E/C (ou E/Liant) Compacit optimale Dmax , granulomtrie, % fines Remplissage Vi = 1 m3 Durabilit E/Lmax , Cmin , A/(A+C)max , % amin , type C


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON QUESTIONS1-Quelles sont les attentes du matre-duvre ? (Architecte, BET, Entreprise des travaux, client priv, Administration,...) 2-Quelles sont les documents normatifs contractuels? 3-Quel est lenvironnement de louvrage (durabilit)? Quelles sont les conditions climatiques de la mise en uvre?donnes climatiquesdonnes hydrologiquesdonnes sur lagressivit de lenvironnement 4-Quelles sont les valeurs des caractristiques imposes par la note de calcul?fc28, fc3j, E, er, DTmax, r, ..... 5-Quelles sont les mthodes constructives et les moyens prvus sur le chantier?(type coffrage, mthode btonnage, moyens de production de transport et de manutention...)


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON PROPORTIONS TYPES EN VOLUME Eau : 14 - 22%Air : 1 - 6%Ciment : 7 - 14%Granulats : 60 - 78%


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON IMPORTANT Les mthodes analytiques ne permettent que de DEGROSSIR la composition des btons ordinaires. Une ou plusieurs gches exprimentales sont toujours ncessaires pour ajuster la formulation. Lexprience passe permet de minimiser les ttonnements.


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION DU BETON Donnes principales de ltudepaisseur mini des coffrages et disposition des armatures Granulats: Nature (rouls, concasss, siliceux, calcaires,...)qualit, propretdensits, absorptionscourbes granulomtriques Rsistance moyenne vise : (tenir compte des dispersions)fc fck + 5 MPa si fck 25 MPafc fck + 6 MPa si fck > 25 MPa Classe vraie du ciment fmj Maniabilit vise (affaissement) ou serrage disponible


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL METHODE PRATIQUEETAPE 0 : Dimension maximale des granulatsUsage Disponibilits sur le marchLimites observer


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*ETAPE 1 : Dosage en eauFORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL L'eau efficace E = eau introduite dans la btonnire

+ eau totale apporte par les granulats, adjuvants,... - eau absorbe dans les pores des granulats


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Eff = 180 +720 * 0.06 + 1100 * 0.03 +5 * 1.22 * 0.6 -720 * 0.012 1100 * 0.008 = 242 l /m3


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*ETAPE 1 : Dosage en eauFORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL Tableau 1 - Relations entre consistance cible, demande en eau et teneur en air Cas dun bton non adjuvant avec granulats rouls (D = 20 mm), suppos bien dos en fines et possdant une courbe granulomtrique optimise, une temprature ambiante proche de 20C.


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 1 : Dosage en eau1 correctionTableau 2 - Coefficient multiplicateur de E et a lorsque D varie 2 correctionGranulats concasss majorer E et a de 10 15%

4816202540801,351,181,051,000,950,870,78

D (mm)

Coefficient multiplicateur


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 1 : Dosage en eau3 correctionTableau 3 - Coefficient multiplicateur de E lorsque la temprature du bton frais varie 4 correctionsi dlai > 30 min viser classe de maniabilit suprieure 5 correctionsi un Adjuvant est utilis: Rducteur d'eau - Plastifiant: - 5% d'Eau ou plus Superplastifiant: - 12% d'Eau ou plus

51015202530350,940,960,981,001,041,081,12

Temprature (C)

Coefficient multiplicateur


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Ex 2 : On veut livrer un bton trs plastique 15C qui sera mis en place aprs 1 heure avec des granulats concasss D=25mm et un plastifiant (- 6% deau ) E= 210 * 0.95 * 1.10 * 0.98 * 0.94 = 202 la= 20 * 0.95 * 1.10 = 20.9 l


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 2 : Dosage en LiantDaprs BOLOMEY modifie: fcj: rsistance cible du bton j joursfmj: rsistance du ciment j jourskb: coefficient granulaire (voir tableau 4 )a: volume d'air exprim en masse du volume quivalent d'eauC, E: dosage en Ciment et en EauA: dosage de l'Ajout minralk: coefficient d'quivalence de l'Ajout- pour les cendres volantes k = 0,4 0,6- pour les fillers calcaires k = 0,25- pour les fumes de silice k = 1 2


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 2 : Dosage en LiantTableau 4- Valeurs estimes de kb

Nature ptrographique des granulats D (mm)10 1620 2530 40Siliceux, lgrement altrs0,450,500,55Siliceux, rouls0,500,550,60Calcaires, durs0,550,600,65


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 2 : Dosage en LiantLa valeur E+a peut tre mise sous la forme E/Kv : Tableau 5 - Valeurs estimes de Kv en fonction de la consistance du bton

ConsistanceFermePlastiqueTrs PlastiqueKv0,870,900,93


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Ex 3 : Estimer la rsistance en compression fC28 dun bton de consistance plastique dos 300 kg/m3 de CPA 45 (fm28 = 55 MPa ) et 66 kg/m3 de cendres volantes (K= 0.5) avec des granulats siliceux rouls ( D= 20mm) C + k A = 300 + 0.5 x 66 = 333 kg/m3 E + a = 190 + 20 = 210 ( peu prs gal 190/0.90)Kb = 0.55fC28 = 55 x 0.55 (333/210 0.5 ) = 32.8 = 33 MPa


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Ex 4 : Mmes donnes que Ex3 mais on demande les dosages en C et CV ( 20% du liant ) pour obtenir une rsistance caractristique du bton fCK = 40MPafC = fCK + 6 = 46 MPaA = 0.2 L et C = 0.8 L


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Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 3 : Granularit optimale du squelette granulaireCourbe granulaire de rfrence


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 3 : Granularit optimale du squelette granulaireCourbe granulaire de rfrence Coordonnes du point de brisure A: abscisse :X = D/2 pour D 25 sinon milieu gomtrique [5mm,D] ordonne : Y = 50 - D 1/2 + termes correctifs Termes correctifs de YA: majoration de 3% pour les granulats concasss majoration de 5% pour les btons arms o le ferraillage 80 kg/ m3 majoration de 10% pour les btons pomps ou les btons arms o le ferraillage > 80 kg/ m3


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 4 : Dosage des granulatsConstruction gomtrique partir des courbes granulaires % en volumes absolus de chacun des granulats: s% et g% s%g%


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 4 : Dosage des granulatsConstruction gomtrique partir des courbes granulaires % en volumes absolus de chacun des granulats: s% et g% Volume absolu de l'ensemble des granulats:V = VG + VS = 1000 - (C/3,10 + E + a) D'o :S = V s% msG = V g% mg mg et ms tant les densits spcifiques du gravier et du sable respectivement


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 5 : Vrification du dosage optimal en fines (< 63mm) porosit minimale D'aprs Caquot et Faury: Vfines = C/mC + F/mF + A/mA C: dosage en ciment de densit mCF: dosage en fines des granulats de densit mFA: dosage en ajout minral de densit mA


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 5 : Vrification du dosage optimal en fines (< 63mm) porosit minimale Tableau 6- Volume optimal de fines, en l/m3, pour diffrentes valeurs de D

D (mm)81620254080Volume optimal14512512011510590Valeur plancher pour viter les risques de sgrgation 1251101051009075Valeur plafond pour un beau parement 165140135130120105


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 5 : Vrification du dosage optimal en fines (< 63mm) Tableau 7- Masses volumiques des fines utiliser pour convertir les dosages massiques (kg/m3) en dosages volumiques ( l/m3)

Fines CPA-CEM I CPJ-CEM II Calcaire * Cendres volantes * Laitier vitrifi * Fumes de silice ** Masse volumique (kg/m3) 31503070300031003060* Valeur calcule pour une proposition de 17% de ce constituant mais conduisant un ordre de grandeur correct de la masse volumique pour tous les CPJ-CEM II.** Valeur calcule pour 10% de fumes de silice (maximum tolr par la norme)

FinesCendresvolantes siliceuses Laitier vitrifiFumes de silicecalcaires siliceuses Masse volumique(kg/m3) 2700265022002850(2700-3000)2250(2100-2400)


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Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 6 : Respect des spcifications et des valeurs limites Exemple: Durabilit des Btons Prts l'Emploi (BPE)


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 6 : Respect des spcifications et des valeurs limites Exemple: Durabilit des Btons Prts l'Emploi (BPE) Ex: pour un environnement 4a2 : Eeff/(C+kA) < 0,5 CV/(CV+C) < 0,15 C > 350 kg / m3 Ciment PM


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 6 : Respect des spcifications et des valeurs limites Exemple: Durabilit des Btons Prts l'Emploi (BPE)

SEC1HUMIDE2a 2b1 2b2sans gel ou gel faible gel modr gel svreGEL + SELS3gel + selsMARIN4b1 4b2 4bimmerg zone de marnage et d'embruns mer + gelCHIMIQUE5a 5b 5cfaible moyen fort


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Ex 6 :Bton dos 330 kg/m3 de ciment CPA55 de consistance plastique, labor partir de deux granulats calcaires concasss (d = 2.7) : Sable 0/6 et Gravillon 6/14 . Un parement soign est souhait.


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*FORMULATION D UN BETON CONVENTIONNEL ETAPE 7 : Essais d'tude corrections : AU LABORATOIRE !Ajustement de l'ouvrabilit Ajustement de la formule au m3Ajustement de la rsistance Ajustement de E pour tenir compte de la teneur en eau des granulats


Cours de matriaux de construction , Pr. K. LAHLOU*Devoir libre en formulation du bton rendre imprativement avant le Lundi 09 Octobre, dlais de rigueurProcder la formulation dun bton suivant la mthode expose au cours partir des donnes et des exigences consignes dans le tableau et les courbes granulomtriques ci-joints.

Le rapport doit comprendre dans lordre: rappel des donnes et des exigences de la formulation note de calcul et vrifications avec justification du choix du ciment (tapes rsumes) composition granulaire (trace sur EXCEL sous format normalis) formule finale complte (en kg/m3) yc cot estimatif du m3

Accorder un soin particulier la prsentation qui comptera pour 20% (maximum 3 pages)


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