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    BétonlabPro 3

    Leçon N°6
    Demande en eau des
    ciments
    Thierry Sedran
    Laboratoire Central des Ponts et Chaussées
    Centre de Nantes
    Plan de la leçon
    • Rappels de la leçon N°2
    • But de l’essai
    • Mesure sur pâte homogène
    • Mesure sur pâte normale
    • Introduction des données dans
    BétonlabPro - Exemple
    • Conclusion

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°2


    Rappels de la leçon N°2

    • La compacité d’une fraction granulaire:


    influence toutes les propriétés du béton

    • Mesure: mode opératoire fixé + un indice


    de serrage K correspondant

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°3


    Rappels de la leçon N°2 (suite)
    • [di-dj] fraction comprise entre les
    diamètres di et dj

    • Compacité de [d1-dn]: conditionnée par les


    compacités propres virtuelles β1, β2, … βn
    de chaque classe étroite [d1-d2], [d2-d3], …
    [dn-1-dn]

    • Î il faut déterminer β1, β2, … βn

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°4


    But de l’essai de demande en eau
    • L’essai de demande en eau permet de
    déterminer une compacité du ciment

    • Comme l’essai ne donne qu’une mesure globale


    pour le ciment, on fait l’hypothèse que toutes les
    classes ont la même valeur de compacité propre
    virtuelle β= β1= β2= … βn

    • Cette approximation est généralement


    acceptable, compte tenu de la précision des
    modèles et permet de déterminer β

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°5


    But de l’essai de demande en eau
    (suite)
    • Ciment: particules fines (<80 µm):
    Î la compacité du ciment est influencée par la présence d’eau
    Î pour être représentatif d’un béton, il faut faire une mesure de
    compacité en présence d’eau

    • Un (super)plastifiant a deux effets (voir leçon 5):


    – un effet lubrifiant directement pris en compte par BétonlabPro
    Î pas de données à fournir

    – améliore la compacité du ciment


    Î le cas échéant, nécessité de mesurer la compacité en présence
    du (super)plastifiant

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°6


    But de l’essai de demande en eau
    (suite)
    • L’essai de demande en eau permet de mesurer la
    masse d’eau Me à ajouter à une masse Mc de ciment
    (en présence éventuelle de superplastifiant) pour
    obtenir une consistance de référence pour le
    mélange

    • Dans le mélange ainsi obtenu la compacité du


    ciment est donnée par le rapport:
    VC
    VC + VE

    (Vc et Ve volumes de ciment et d’eau)


    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°7
    Deux méthodes de mesure de la
    demande en eau

    • Diffèrent par le choix de l’état de référence


    du mélange eau+ciment à viser

    • Méthode sur pâte homogène

    • Méthode sur pâte normale

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°8


    Méthode sur pâte homogène
    On cherche la quantité d’eau juste nécessaire pour passer
    d’un état de boulettes à un état de pâte homogène dans un
    malaxeur à mortier normalisé (NF EN 196-1)

    Me

    Me+ΔΜe

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°9


    Méthode sur pâte normale
    On cherche la quantité d’eau donnant la
    consistance normale (h=6 mm) mesurée avec
    l’aiguille de Vicat (norme EN 196-3)
    45

    40

    35

    30

    25
    h (mm)

    20 h
    15

    10
    6
    5

    Me
    Masse d'eau Me (g)

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°10


    Comparaison des deux méthodes
    • Valeur de compacité plus faible sur pâte
    normale (mélange plus « mouillé » que sur pâte
    homogène)

    • Indices de serrage correspondants différents:


    – Sur pâte homogène: K=6,7
    – Sur pâte normale: K= 4,8

    • Méthodes cohérentes entre elles: donnent les


    mêmes valeurs de β

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°11


    Comparaison des deux méthodes
    • Mesure sur pâte homogène : essai plus rapide
    – seulement 3 à 4 gâchées par mesure
    – essai direct dans le malaxeur

    • Mais:
    – dépend du jugement visuel de l’opérateur Î risque
    de mauvaise reproductibilité malgré une bonne
    répétabilité
    – passage entre les deux états parfois difficile à déceler
    (notamment sans adjuvant)
    – essai non normalisé

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°12


    Comparaison des deux méthodes
    • Mesure sur pâte normale :
    – mesure objective moins dépendante de l’opérateur
    – en l’absence de (super)plastifiant c’est une méthode
    normalisée (EN 196-3) Î donnée disponible auprès
    des cimentiers

    • Mais demande:
    – un peu plus de temps: plutôt 4 à 6 gâchées et 2 outils
    (malaxeur et appareil de Vicat)
    – un peu plus de soin (manipulation de l’aiguille)

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°13


    Quelques remarques
    • Pour un débutant, la méthode sur pâte normale est
    conseillée

    • La méthode sur pâte homogène pourra être utilisée


    ultérieurement (vérifier au début la cohérence des β par
    les 2 méthodes)

    • Pour les deux méthodes:


    – voir l’aide en ligne contextuelle pour le détail des procédures
    – l’eau du (super)plastifiant doit être prise en compte, le cas
    échéant dans le calcul de la compacité
    – la compacité est supposée mesurée sans confinement

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°14


    Introduction des données dans
    BétonlabPro
    • La compacité en l’absence de (super)plastifiant est
    obligatoire

    • Si on souhaite simuler des bétons avec


    (super)plastifiant, il est alors nécessaire de fournir
    également la compacité obtenue pour le dosage de
    saturation

    • BétonlabPro impose les valeurs intermédiaires des


    compacités entre ces deux extrêmes

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°15


    Introduction des données dans
    BétonlabPro - Exemple
    • Soit le matériau « Nouveau ciment », dont on admet qu’il
    a les mêmes propriétés que le matériau « Ciment CEM I
    52.5 », sauf les compacités

    • Son dosage de saturation en superplastifiant a été


    préalablement mesuré et est égal à 0,75% d’extrait sec
    (e.s.) par rapport à la masse de ciment

    • Les mesures de demande en eau ont été faites selon la


    méthode sur pâte normale et on a obtenu:

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°16


    masse volumique du ciment = 3160 kg/m3
    Concentration solide du superplastifiant = 30 %
    Essai sans superplastifiant
    Masse de ciment = 500 g
    Masse d’eau ajoutée = 134 g
    Masse de superplastifiant =0 g
    Essai à saturation de superplastifiant
    Masse de ciment = 500 g
    Masse d’eau ajoutée = 100 g
    Masse de superplastifiant = 12,5 g

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°17


    - Menu
    Constituants
    - Banque de
    constituants

    - cliquer sur
    « Matériaux
    génériques »
    - cliquer sur « Ciment
    CEM I 52,5 »
    - cliquer sur Editer

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°18


    - entrer le
    nouveau nom

    - cliquer sur
    « Coupure 1 »

    - Rappeler le
    (super)plastifiant
    utilisé pour la
    demande en eau
    le cas échéant

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°19


    - Cliquer sur
    « Outils »

    - reporter la
    compacité
    - indice de
    serrage = 4,8
    - pas de
    - cliquer sur
    confinement
    « Compacité1 »
    - introduire les
    données sans
    superplastifiant
    - la compacité
    s’affiche: 0,5415

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°20


    - introduire les
    données à
    saturation
    - la compacité
    s’affiche: 0,5927

    - reporter la
    compacité
    - indice de
    serrage = 4,8
    - pas de
    confinement
    - enregistrer

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°21


    - BétonlabPro a
    - Editer calculé les
    « Nouveau compacités
    ciment » propres virtuelles:
    - cliquer sur β= 0,4843 sans
    « Squelette » superplastifiant
    β*=0,539 à
    saturation
    des fractions
    étroites (supposées
    uniformes)

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°22


    Conclusion
    • Compacité des ciments = caractéristique
    indispensable pour BétonlabPro
    • Deux techniques de mesure préconisées: mode
    opératoire + appareillage classique
    • Une mesure à saturation doit également être
    fournie si un (super)plastifiant est utilisé
    • Le logiciel calcule des compacités virtuelles en
    milieu infini par classe étroite supposées
    constantes:
    – β sans superplastifiant et pour les particules ≥80 µ
    – β* à saturation pour les particules <80 µ

    BétonlabPro 3 - Leçon N°6 Ecran N°23

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