République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur et

de la Recherche Scientifique Université de Sfax

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax

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التونسية الجمھورية

العلمي البحث و العالى التعليم وزارة

صفاقس جامعة

صفاقسب للمھندسيين نيةالوط المدرسة

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Année universitaire 2012/2013Année universitaire 2012/2013Année universitaire 2012/2013Année universitaire 2012/2013

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Abdelmonem MASMOUDI

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax Département de Génie Civil

TP de matériaux de construction Masmoudi -A 2

Mesure de la propreté des granulats

5- Equivalent de sable

6- Valeur du bleu de méthylène

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax Département de Génie Civil

TP de matériaux de construction Masmoudi -A 3

PREFACEPREFACEPREFACEPREFACE

Ce document présente la description de quelques travaux pratiques de

matériaux de construction destiné aux étudiants ingénieurs dans le domaine de génie

civil. Le point a été fait sur la réalité tunisienne avec l’analyse des caractéristiues des

granulats dans deux grands domaines du génie civil : les structures du bâtiment et les

travaux publics avec leur prolongement d’ouvrages d’art et infrastructures routières.

Ce document s’articule autour de trois séries de manipulations, touchant

principalement les granulats , les liants et le béton. Les essais que l’on fait en laboratoire

portent nécessairement sur des quantités réduites de matériaux, des « échantillons ». Par

exemple, nous prenons 5 kg de gravillon pour une analyse granulométrique, 120 g de

sable pour un équivalent de sable et 50 g de ciment pour une masse volumique absolue, ,

etc.… Mais il faut que les résultats obtenus à partir de ces quantités réduites représentent

réellement les caractéristiques de l’ensemble du matériau dans lequel on a fait le

prélèvement. On dit qu’il faut que l’échantillon soit représentatif. Le développement des

matériaux de construction qui s’est accéléré durant le siècle dernier, vient suite à une

demande pressante des besoins des consommateurs. L’existence d’entreprises qui

cherchent à diversifier et mettre sur le marché de nouveaux matériaux a également

contribué à ce développement.

Ce document que j’espère enrichir la bibliothèque de l’ENIS ; est utile pour les

élèves ingénieurs en génie civil des Ecoles Nationales d’Ingénieurs pour remettre en

mémoire quelques notions d’identifications et de contrôle, élémentaires et indispensables

dans le domaine de matériaux de construction.

Abdelmonem MASMOUDI

Maitre assistant

Département de Génie Civil

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Série 1

Introduction Tous les granulats contiennent plus moins d’impuretés. Caractère commun à tous ces impuretés : leur

effet néfaste sur les qualités essentielles du béton (résistance, imperméabilité durabilité.) il est donc

indispensable que les granulats ne sont pas affectés au delà de limites tolérables.

• Certaines impuretés perturbent les résultats au delà des limites admissibles, même si elles ne

sont qu’a l’état de traces : elles sont prohibées.

• D’autres on un effet moins puissant : elles peuvent être tolérées dans des limites qui seront à

définir.

Objectif de l’essai IL s’agit de déceler la présence d’éléments fins dans la fraction 0/2 mm des sables ou des graves et d’en

caractériser l’importance par une valeur numérique.

Equipement nécessaire Ensemble pour équivalent de sable

Equivalent de sable NF EN 933-8 (1999)

Balance de précision

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Conduite de l’essai 1. Préparer une solution lavante en diluant la solution concentrée de 125 ml dans l’eau distillé ou

déminéralisé

2. Remplir deux éprouvettes avec la solution lavante jusqu’au 1er

trait.

3. Verser la prise d’essai M =120 g pour un sable sec ou 120 (1+w) g pour un sable humide.

4. Eliminer les bulles d’air (frapper contre la paume de main, laisser se reposer 10 mn).

5. Boucher les deux éprouvettes et les agiter à l’agitateur 90 cycles pendant 30 secondes.

6. Rincer le bouchon au dessus de l’éprouvette.

7. Faire descendre le tube laveur en le faisant tourner entre les doigts : on lave ainsi les parois

intérieures de l’éprouvette.

8. faire descendre et remonter lentement le tube laveur que l’on tourne entre les doigts dans la masse

de la prise.

9. Sortir le tube laveur et fermer le robinet lorsque le niveau du liquide atteint le trait supérieur.

10. Laisser reposer 20 mn. 11. Mesurer la hauteur h1 au niveau supérieur du floculat puis faire descendre lentement le piston

taré dans le liquide à travers le floculat, le manchon prenant appuis sur le bord supérieur de

l’éprouvette. L’immobiliser au contact du sable et mesurer h 2.

Calculer la valeur de l’équivalent de sable moyen:

1

2100

h

h.(%)ES =

Remarque : Si les deux valeurs de ES diffèrent de plus de 4 refaire l’eassi.

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FEUILLE D’ESSAI

Equivalent de sable NF EN 933-8 (1999)

Laboratoire :

Identification de l’échantillon :

Classe granulaire:

Date :

Opérateur :

Prise N° 1 2

Hauteur h1 (cm)

Hauteur au piston h2 (cm)

ES(%)

Es moy (%) ………….±………

A lire et exploiter…

• Quant faire cet essai : Avant de commander un sable en fonction des impératifs du cahier des

charges ou des quantités requises, ou en cour des travaux, pour contrôler la qualité du sable livré.

• A la limite : - Pour une argile pure, ES = 0.

- Pour un sable parfaitement propre, h1 = h2 ; donc ESV = 100.

Mais ES ne peut être égal à 100, car dans la pratique, on ne dépasse pas 94 à 95 %.

Spécifications techniques pour la propreté des sables :

Caractéristiques

Catégorie

Valeur spécifique

inférieur

Remarques

Propreté

A

65 %

ES piston sur le

0.2mm limité à 10 %

de fines

B à D

60 %

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Série 1

Introduction

Couramment, l’essai au bleu de méthylène est utilisé pour caractériser l’activité des argiles contenues

dans les sols. Il est utilisé également pour quantifier de manière sûre et simple la propreté des granulats.

Objectif de l’essai

Evaluer l’influence des fines d’origines argileuses contenues dans les sables ou tout-venant

Principe de l’essai

L’essai consiste à prélever du granulat un échantillon de fraction granulométrique 0/2 mm et d’injecter

successivement des doses élémentaires d’une solution de bleu de méthylène dans un bain aqueux

contenant l’échantillon. La capacité d’absorption correspond à la quantité totale de bleu introduite

lorsqu’on est en présence d’un début d’excès.

Equipement nécessaire : Agitateur à ailettes

Conduite de l’essai

1- Prélever une masse minimale sèche M = 200g de la prise d’essai 0/2 mm .

2-verser 500 ml ± 5 ml d’eau distillée dans le bécher et ajouter la prise séchée avec 30 g de

kaolinite de valeur de bleu de méthylène connue (MBK)

3-Brasser à l’agitateur à ailettes à raison de 600 tours /minute pendant 5 minutes, puis de manière

permanente à raison de 400tours / minute.

4-Effectuer le dosage au bleu de méthylène et le test de la tache en suivant la procédure indiquée au

tableau ci dessous. Le dosage consiste à injecter successivement des doses bien déterminées de bleu

de méthylène dans la suspension de sable, jusqu'à atteindre la saturation des particules d’argile. Le

test de la tache permet de repérer l’instant de cette saturation : on prélève une goutte de liquide dans

le bêcher contenant le sol imbibé de bleu , et on dépose celle-ci sur le papier filtre ( diamètre du

dépôt compris entre 8 et 12 mm ) .

Calculer la valeur de bleu de la prise d’essai, Celle ci est donnée par la formule suivante :

10'

1

1 xM

VVMB

−=

Avec : - V1 : est le volume total (en ml ) de la solution de bleu ajoutée

- V’ =30. MBK en cm3.

- M1 : est la masse sèche de la prise sèche en g.

Mesure du bleu de méthylène NF EN 933-9 (1999)

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Trois cas sont possibles :

a- La goutte centrale bleue est entourée d’une zone humide incolore : le test est négatif la solution est

non saturée c’est le cas de la figure au milieu.

b- La goutte centrale bleu est entourée d’une zone humide teintée de bleu : le test est

positif. c’est le cas de la figure a gauche.

c- Aucune concentration de bleu n’apparaît dans la tache (cas de la figure a droite), ceci explique un

test « nul » c’est adire il indique un très faible pourcentage d’argile dans le sol ou le sable étudié.

Schéma des taches possibles

Cinématique du dosage

Commentaires

1- injecter un volume V’= 30 MBK cm3 de

bleu au bout de 1mn ± 10 s et procéder à

l’essai de la tache

1ère

phase : addition de bleu de qui sera

absorbé par les 30 g de kaolinite

2-Test immédiat de la tache :

-Si le test est négatif, aller en 3

-Si le test est positif, le matériau ne

comporte aucune trace argileuse

3-Ajout de 5cm3 de bleu 2

éme phase : absorption de l’argile présente

dans le matériau

4- Test de la tache :

- Si le test est négatif, retour en 3

Si le test positif, aller en 5

5- Effectuer 5 fois la confirmation du test

toutes les minutes pendant 5 minutes :

-Si le test est négatif, aller en 6

-Si le test est positif, fin du dosage -

3ème

phase : confirmation du test positif

pendant 5 minutes.

6-. Ajout de 2cm3

de bleu

-Si le test est négatif, retour en 3 avec dosage

de 2cm3

-Si le test est positif, aller en 5

4éme

phase : au premier test immédiat positif,

ajout de bleu par pas fin ( 2 cm3)

7- Noter la valeur V1 en ml de bleu utilisée

pour atteindre l’absorption totale

Fin de l’essai

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FEUILLE D’ESSAI

Essai au bleu de méthylène

NF EN 933-9 (1999)

Laboratoire :

Identification de l’échantillon :

Classe granulaire:

Date :

Opérateur :

Masse sèche de l’échantillon M1 (g) g

Valeur de bleu de la kaolinite MBK ml

Volume de solution absorbé par la kaolinite V’ ml

Quantité totale de colorant ajoutée V1 ml

Valeur de bleu 10'

1

1 xM

VVMB

−=

……...±………g/Kg de matériau

A lire et exploiter…

• Quand faire cet essai :

-Avant de commander un sable en fonction des impératifs du cahier des charges ou des

quantités requises, ou en cour de travaux, pour contrôler la qualité du sable livré.

• Spécification pour bétons hydrauliques

Caractéristiques Catégories Valeur spécifique

supérieur

Valeur au bleu A à D VB = 1

• Comment préparer et conserver une solution de bleu de méthylène

La solution de bleu de méthylène se prépare en mélangeant à raison de 10 g par litre de solution des

cristaux de bleu de méthylène à l’eau distillée.

On porte à 40 °C et on agite pendant 3 heures à environ 300 tours / mn; à cette effet, on utilise un

agitateur magnétique combiné de plaque chauffante.

- On doit filtrer la solution et la conserver dans un flacon teinté.

- Une solution préparée depuis plus d’un mois est considérée comme douteuse et devrait être écartée.