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Géomatériaux > Essais et exigences relatives aux granulats > Flashcards

Essais et exigences relatives aux granulats Flashcards

1
Q

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 ?

A
  • 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
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2
Q

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 ?

A

ne doit pas varier de plus de ± 0,20 par rapport au module
de finesse approuvé à l’origine, à moins que le
maître d’ouvrage ne considère l’écart
acceptable après que les modifications jugées
nécessaires aient été apportées au dosage du
mélange.

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3
Q

La norme CSA définie deux catégories de MF. Quelles sont-elles ?

A

MF (GF1): 2,3 – 3,1
MF (GF2): 3,3 – 4,0

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4
Q

Une augmentation de la dimension maximale du gros granulat peut avoir quel genre de conséquences sur les propriétés ou les caractéristiques du béton ?

A

peuvent engendrer des changements
dans la demande en eau, ségregation et affecter
l’uniformité du béton d’un lot à l’autre.*

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5
Q

Quelle différence y-a-t-il entre la dimension maximale et la dimension nominale d’un gros granulat ? (examen)

A

-Grosseur maximale : celle plus
petit tamis au travers duquel
tous les granulats doivent
passer
-Grosseur nominale
maximale : d’un granulat est
l’ouverture du tamis
immédiatement plus petite
que l’ouverture la plus petite
par laquelle doit passer la
totalité du granulat. Le
tamis de taille nominale
maximale peut retenir de
5% à 15 % du granulat.

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6
Q

Qu’entend-on par un tamis de 4 mailles ?

A
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7
Q

Relier les exigences de dimension maximale d’un gros granulat aux caractéristiques des éléments de
béton à construire.

A
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8
Q

Pourquoi est-il important de minimiser la quantité de particules fines < 80 µm (silts, argiles, poussières) au sein d’un granulat à béton ?

A
  • Béton (↑demande en eau (maniabilité) et plus
    grande quantité de ciment (résistance))
  • Adhérence à la surface des gros granulats
    (↓performance liant-granulats) et ↓résistance
  • Désenrobage des granulats
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9
Q

Quelles sont les valeurs limites au niveau de la quantité de particules <
80 µm pour un granulat fin… un granulat grossier ?

A
  • granulat fin (sable) < 3%
  • gros granulat («pierre»):
  • < 1.5% (pierre concassée)
  • < 1.0% (gravier)
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10
Q

Pourquoi est-il préférable de limiter les particules plates et allongées quantité dans un matériau granulaire ?

A
  • Naturellement moins résistantes et susceptibles d’orientation préférentielle
  • Susceptibles de fragmentation lors de
    manutention, du transport, du malaxage et du
    compactage
  • Bétons:
    -chute de résistance, surtout en flexion
    -plus forte demande en eau et/ou en ciment
    (maniabilité)
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11
Q

Comment définie-t-on une particule plate… une particule allongée ? Pourquoi est-il préférable de limiter leur quantité dans un matériau granulaire ?

A
  • 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
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12
Q

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 ?

A
  • Béton (↑demande en eau (maniabilité) et plus
    grande quantité de ciment (résistance))
  • Adhérence à la surface des gros granulats
    (↓performance liant-granulats) et ↓résistance
  • Désenrobage des granulats
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13
Q

Expliquer, de façon technique, i.e. en utilisant une terminologie appropriée, comment on mesure les proportions de particules plates, allongées dans un matériau granulaire.

A
  • 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
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14
Q

Expliquer, de façon technique, i.e. en utilisant une terminologie appropriée, comment on mesure les proportions de particules
fragmentées dans un matériau granulaire.

A
  • 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)
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15
Q

Comment peut-on quantifier l’angularité d’un granulat fin ? expliquer la procédure.

A

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

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16
Q

Comment mesure-t’on la densité relative des granulats ?

A

-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

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17
Q

Quelles sont les différentes conditions des granulats en termes de leur contenu en humidité ?

A

-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

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18
Q

Être capable de décrire l’impact négatif que peuvent avoir les substances dites « nuisibles » sur les caractéristiques/propriétés du béton ?

A

-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

19
Q

Quelles sont les caractéristiques des roches potentiellement gélives ?

A
  • 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.
20
Q

Quel est le mécanisme de formation des pop outs ?

A

-Glace augmentation de volume de 9% lors du gel

21
Q

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 ?

A
22
Q

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.

A

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

23
Q

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.

A
24
Q

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.

A

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)

25
Q

Quel est le principe de l’essai de Durabilité au MgSO4 et pourquoi est-il souvent critiqué?

A
26
Q

Les matériaux granulaires sont soumis à des sollicitations mécaniques importantes lors de la performance en service. Donnez des
exemples de telles sollicitations et le contexte dans lequel elles se produisent.

A

Couches de roulement (béton et enrobé):
-Pression des pneus → fatigue → fragmentation
-Impact des pneus à crampons → fragmentation
-Frottement des pneus en présence des fines sur la surface → abrasion et polissage
Fondations:
-Si la compaction est suffisante :Déplacement limité, Faible abrasion (usure) => peu de fine

27
Q

Être capable de relier texture et la performance des granulats face à des utilisations impliquant une bonne résistance à la fragmentation et à l’abrasion.

A

-Taille des grains (ou fragments) de la roche
(calcarénite vs calcilutite; granite vs rhyolite)
-Forme et enchevêtrement des grains (ou fragments) → bon enchevêtrement des cristaux (roches ignées)
-Force de cohésion entre les grains (ou fragments): Degré de cimentation/compaction (remplissage des vides), Type de ciment: ex: calcareux vs siliceux (+dur, -tenace)
-Porosité: pore ≈ minéral de dureté et ténacité nulles

28
Q

Être capable d’expliquer, de façon technique, le déroulement de essai Los Angeles.

A
  1. Laver le granulat et le sécher à l’étuve à 110 plus ou moins 5 °C jusqu’à masse constante
  2. Séparer le granulat par tamisage en fractions granulométriques distinctes
  3. Recombiner un échantillon du grade déterminé selon les spécifications du tableau
  4. Peser et noter au gramme près un échantillon d’une masse initiale fonction du grade déterminé
  5. Placer la charge abrasive dans l’appareil Los Angeles
  6. Placer la prise d’essai dans l’appareil Los Angeles
  7. Refermer solidement le couvercle et faire faire 500 tours au cylindre
  8. Récupérer le matériels soumis à l’essai, retirer les boulets et tamiser sec le granulat à l’aide d’un tamis 1,70mm
  9. Peser et noter au gramme près la masse finale retenue par le tamis 1,70 mm
  10. Déterminer le % de perte
  11. Exprimer le résultat du pourcentage d’abrasion arrondi à l’unité en identifiant le grade de l’échantillon
29
Q

Être capable d’expliquer, de façon technique, le déroulement de essai micro-Deval humide.

A
  1. Laver le granulat et le sécher à l’étuve à 110ºplus ou moins 5C jusqu’à masse constante.
  2. Séparer le granulat par tamisage en fractions granulométriques distinctes
  3. Recombiner un échantillon du grade déterminé selon les spécifications du tableau
  4. Introduire dans la jarre tout d’abord la charge abrasive, puis la prise d’essaie de 500 + ou - 5g de matériaux granulaires et enfin 2,75 L d’eau.
  5. Fixer le couvercle de façon étanche
  6. Mettre la jarre en rotation pour une période de 2 heures.
  7. Après le cycle de rotation, déverser par petites quantités le contenu de la jarre sur une série de 3 tamis superposées (10, 5 et 1,25 mm) Laver l’intérieur de la jarre afin de récupérer l’ensemble du contenu
  8. Laver les particules retenues au jet d’eau jusqu’à l’obtention d’une eau claire et retirer la charge abrasive à l’aide d’un aimant.
  9. Sécher les particules retenues à une température de 110 +/- 5ºC jusqu’à masse constante et peser la masse totale sèche des particules retenues sur ces 3 tamis.
  10. Le coefficient de perte à l’usure micro-Deval est défini par le % de particules passant le tamis 1,25mm.
30
Q

Expliquez quels sont les facteurs influençant l’adhérence des chaussées ? Comment mesure-t-on ces
paramètres, autant sur le terrain qu’en laboratoire ?

A
31
Q

Dans quelle mesure le client peut-il contribuer au travail du pétrographe lors de l’examen
pétrographique ?

A
  • Informer le pétrographe des buts et des objectifs
    de l’analyse et du type de renseignements
    nécessaires.
  • Mettre la documentation pertinente à la
    disposition du pétrographe (e.g. résultats d’essais).
  • Suivre les conseils et s’en remettre au jugement
    du pétrographe (ampleur de l’analyse et types de
    méthodes à utiliser).
32
Q

Dans quelle(s) condition(s) voudra-t-on utiliser la méthode A ou la méthode B pour l’examen
pétrographique selon la norme CSA A23.2-15A ?

A
33
Q

Quelles sont les principales caractéristiques physiques des roches qui doivent attirer l’attention du
pétrographe lors de l’examen pétrographique ?

A
34
Q

Être capable de décrire la procédure de l’essai du nombre pétrographique.

A
35
Q

Quels sont les principaux composants des MR et comment les détermine-t-on ?

A
36
Q

Être capable de discuter du comportement des matériaux granulaires en fonction des régions
géologiques du Québec, i.e. pourquoi, par exemple, obtient-on souvent des valeurs élevées à l’essai
Los Angeles pour les granulats produits dans la région du Grenville…

A
37
Q

Quelle différence existe-t-il entre les caractéristiques intrinsèques et de fabrication des matériaux
granulaires ?

A
38
Q

Expliquer sommairement le mode de production des granulats légers manufacturés en usine.

A
39
Q

Expliquez trois applications de l’utilisation des granulats légers dans les travaux de génie civil.

A
40
Q

Quels pourraient être les avantages d’utiliser des bétons légers par exemple pour le remplacement de
tabliers de ponts ou des constructions d’édifice étagés ?

A
41
Q

Certains scientifiques parlent de internal curing lors de l’utilisation de granulats légers. Qu’est-ce que
ce phénomène et qu’est-ce que cela apporte au béton ?

A
42
Q

Quels sont les principaux constituants des MR et comment peut-on en déterminer la composition ?

A
43
Q

Être capable de déterminer si les granulats de MR rencontrent les exigences pour différentes
applications (voir exercice sur les essais de granulats proposé en classe et utilisation de la norme BNQ
2560-600/2002) ?

A

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