Essais et exigences granulats-Exam 2 Flashcards
Quelles sont les propriétés des matériaux granulaires que l’on désire mesurer pour s’assurer d’un bon comportement des fondations et des revêtements de chaussées ?
- Bonne distribution granulométrique
- Forme (sphéricité, angularité) et texture
superficielle (rugosité, altération) adéquates - Bonne performance mécanique → résistance aux
chocs et à l’abrasion - Résistance aux intempéries (gel-dégel; parfois au feu)
- Stabilité volumétrique
- Absence de substances nuisibles
- Stabilité chimique
Comment calcule-t-on le module de finesse (MF) d’un granulat fin ? Au-delà de quel niveau de variation du module de finesse considère-t-on qu’il y a un problème ?
Il est calculé en additionnant les pourcentages cumulatifs de particules retenues sur une série standard de tamis et en divisant la somme par 100. (doit pas varier de plus de ± 0,20 par rapport au module
de finesse approuvé à l’origine)
La norme CSA définie deux catégories de MF. Quelles sont-elles ?
MF (GF1): 2,3 – 3,1
MF (GF2): 3,3 – 4,0
Une augmentation de la dimension maximale du gros granulat peut avoir quel genre de conséquences sur les propriétés ou les caractéristiques du béton ?
peuvent engendrer des changements
dans la demande en eau, ségregation et affecter
l’uniformité du béton d’un lot à l’autre.*
Quelle différence y-a-t-il entre la dimension maximale et la dimension nominale d’un gros granulat ? (examen)
-Grosseur maximale : celle plus
petit tamis au travers duquel
tous les granulats doivent
passer
-Grosseur nominale
maximale : ouverture du tamis
immédiatement + petite
que l’ouverture la + petite
par laquelle doit passer la
totalité du granulat (peut retenir de
5% à 15 %)
Qu’entend-on par un tamis de 4 mailles ?
Relier les exigences de dimension maximale d’un gros granulat aux caractéristiques des éléments de
béton à construire.
Le contenu en eau requis pour atteindre une maniabilité donnée est relié à la dimension nominal maximal
Pourquoi est-il important de minimiser la quantité de particules fines < 80 µm (silts, argiles, poussières) au sein d’un granulat à béton ?
Limite l’interaction entres les particules fines et les autres granulats pour que la pâte de ciments puisse mieux coller
Quelles sont les valeurs limites au niveau de la quantité de particules <
80 µm pour un granulat fin… un granulat grossier ?
- granulat fin (sable) < 3%
- gros granulat («pierre»):
- < 1.5% (pierre concassée)
- < 1.0% (gravier)
Pourquoi est-il préférable de limiter les particules plates et allongées quantité dans un matériau granulaire ?
- Naturellement moins résistantes + susceptibles d’orientation préférentielle
- Susceptibles de fragmentation lors de
manutention, du transport, du malaxage et du
compactage - Bétons:
-chute de résistance (surtout flexion)
-plus forte demande en eau et/ou en ciment
(maniabilité)
Comment définie-t-on une particule plate… une particule allongée ? Pourquoi est-il préférable de limiter leur quantité dans un matériau granulaire ?
- Plates: matériau dont
l’épaisseur est faible par
rapport aux 2 autres
dimensions - Allongées: matériau
généralement anguleux, dont
la longueur est plus grande
que les 2 autres dimensions - Plates et allongées: matériau
dont la longueur est plus
grande que sa largeur et sa
largeur plus grande que son
épaisseur
Quels sont les avantages et limitations d’utiliser des particules rugueuses et anguleuses comme granulats à béton ? … au niveau des fondations granulaires pour les chaussées ?
- Général:
- Plus d’interactions entre les particules
- Plus grande résistance au mouvement
- Stabilité comme matériaux granulaires de fondation
- Béton:
- Requiert plus de pâte et d’eau
- Plus grand rapport surface : volume
- Requiert plus de pâte pour recouvrir le granulat
- Offregénéralementunemeilleureliaisonavecla pâte, ce qui est important pour la résistance en flexion
Expliquer, de façon technique, i.e. en utilisant une terminologie appropriée, comment on mesure les proportions de particules plates, allongées dans un matériau granulaire.
- Minimum de 200 particules
de chaque tranche testée
(6,3/10, 10/14, 14/20, 20/28,
28/40 et/ou 40/56 mm) - Plates: passent à travers
une fente = 0.6 x taille
moyenne des particules de
la tranche testée;
ex: 14/20 mm: taille
moyenne = 17 mm; fente ≈
0.6 x 17 mm = 10 mm
Allongées: ne passent
pas dans le sens de la
longueur entre deux
tiges distantes de 1.8 fois
la taille moyenne des
particules de la tranche
testée;
ex: 14/20 mm:
écartement = 1.8 x 17
mm = 31 mm
Expliquer, de façon technique, i.e. en utilisant une terminologie appropriée, comment on mesure les proportions de particules
fragmentées dans un matériau granulaire.
- But → estimer la quantité de particules présentant
au moins une face produite par concassage - Procédure → examen visuel de chacune des
particules de l’échantillon testé - Discussion: ± subjectif (re: décision si la face est
produite ou non par concassage)
Comment peut-on quantifier l’angularité d’un granulat fin ? expliquer la procédure.
En Labo: Coefficient d’écoulement des sables
Procédure: mesure du
temps que prend un
volume donné de granulats
pour s’écouler sous
vibration à travers une
ouverture située à la base
de la trémie conique de
l’équipement utilisé pour
l’essai
Comment mesure-t’on la densité relative des granulats ?
-masse du granulat (occupant un volume donné) divisée par la masse d’un volume d’eau égal
-D.R. = 1.6 à 3.2 pour les granulats à béton
2.4 à 2.9 pour la plupart des granulats naturels
Quelles sont les différentes conditions des granulats en termes de leur contenu en humidité ?
-Séché au four: pores sont vides
→ mesure de l’absorptivité
-Séché à l’air: pores partiellement
remplis → un peu absorbant
(w % variable)
-Saturé, surface séchée: pores
remplis sans excès d’eau de
surface → pas d’échange
d’humidité (SSS; calcul)
-Mouillée: granulat saturé avec
excès d’eau en surface (libre) →
apporte de l’eau au mélange
Être capable de décrire l’impact négatif que peuvent avoir les substances dites « nuisibles » sur les caractéristiques/propriétés du béton ?
-Impuretés organiques : influence prise et durcissement, peut causer des déteriorations
-Matériaux traversant le tamis de 80 um : influence l’adhérence, accroissent la quantité d’eau nécessaire
-Charbon, lignite ou autres matériaux légers : influence la durabilité, peuvent causer des taches ou des cônes d’éclatement
-Particules molles : Influence la durabilité
Motte d’argile et particules friables : influence l’ouvrabilité et la durabilité, peuvent causer des cônes d’éclatement
Cherts de densité inférieure à 2,40 : Affeectent la durabilité, peuvent causer des cônes d’éclatement
Quelles sont les caractéristiques des roches potentiellement gélives ?
- Porosité élevée (> 1-2%) et interconnectée
- Pores ni trop gros ni trop petits (Dpore ~ ≤ 4 µm)
- Roches quasi-saturées en eau (> 85%)
- Matériaux poreux et absorbants → danger !!
-Presque toujours riches en minéraux argileux.
Quel est le mécanisme de formation des pop outs ?
-Glace augmentation de volume de 9% lors du gel
Quels sont les différents outils / différentes procédures permettant de prédire la performance des granulats face aux cycles de gel-dégel ? Être capable d’expliquer sommairement, mais avec un niveau technique suffisant, ces différentes procédures ?
Expérience passée
Essais gel-dégel sur éprouvette de béton (ASTM C 666):
* Éprouvettes de béton soumises à des cycles de gel-dégel
* Détérioration mesurée par réduction du module dynamique, expansion linéaire, perte de poids
* Acceptable si expansion post 350 cycles plus petit ou égale à 0.035%
▪ Essai Micro-deval (CSA A23.2-29A)
▪ Essai de gel-dégel non confiné (CSA A23.2-24A)
▪ Essai au MgSO4 (CSA A23.2-9A)→peut donner une idée, mais ± fiable
▪ Examen pétrographique: durabilité globale
Les matériaux granulaires sont soumis à des sollicitations mécaniques importantes durant
la mise en œuvre pour l’application prévue Donnez des exemples de telles sollicitations et le contexte dans lequel elles se produisent.
Avant la mise en oeuvre :
-Manutention et transport
-Abrasion (frottement des particules les unes sur les
autres)
Lors de la mise en oeuvre :
-Compactage (fondations, enrobés) → fragmentation et abrasion
-Malaxage (bétons et enrobés) → abrasion
Être capable de relier la structure et la performance des granulats face à des utilisations impliquant une bonne résistance à la fragmentation et à l’abrasion.
Sollicitations mécaniques
* Statique (contraintes de chargement, confinement)
* Dynamique (cycles de chargement, trafic)
Conséquences possibles:
* Fragmentation par pression ou impact (choc)
* Abrasion (usure) par attrition et frottement réciproque
* Polissage par frottement (couches de roulement)
* Avant et durant la mise en œuvre, lors de la vie en service → propriétés des minéraux et roches
Être capable de relier la minéralogie et la performance des granulats face à des utilisations impliquant une bonne résistance à la fragmentation et à l’abrasion.
Résistance mécanique dépend fortement de l’abondance et des propriétés individuelles des minéraux :
-Dureté des minéraux est leur résistance à
l’usure par frottement → abrasion et polissage
-Ténacité est la résistance à l’impact ou à la
pression → fragmentation
(minéraux plus durs sont souvent plus fragiles)
-Clivage : Fragmentation
-Contraste de dureté (Polissage)
