3. Essais de consistance
Maniabilité des bétons
Avant d’être un matériau présentant les qualité mécaniques d’un solide, le béton a été mis en place dans des coffrages. Cette opération doit pouvoir se faire avec le maximum de facilité. D’abord , pour raccourcir le temps de travail nécessaire à la mise en place; ensuite, pour éviter de découvrir au moment du coffrage , des désordres difficilement réparables voire irréparables, conséquences de la faible maniabilité du matériau. On dira qu’un béton est d’autant plus maniable ( ou ouvrable ) qu’il est d’autant plus aisé à mettre en place dans les coffrages.
Objectif des essais de consistance
Le problème est de quantifier cette maniabilité ( ou cette ouvrabilité ) qui est une qualité, évolutive dans le temps, du béton avant prise. C’est le but des essais de consistance qui classent les bétons suivant une échelle de fluidité croissante: ferme , plastique, fluide. Ces essais sont très divers. Nous ne décrirons ici que ceux qui sont les plus utilisés.
Quatre des essais décrits ci-dessous sont cités par la norme ENV 206 qui définit pour chacun d’eux des classes de consistance numérotée de 0 ou 1 jusqu’à 4 ( du béton le plus ferme au plus fluide ). Les classes de consistance ne sont pas directement liées entre elles ( la classe S3 de l‘essai d’affaissement n’est pas forcément équivalente à la classe V3 de l’essai Vébé ).
3.1 Essai d’affaissement au cône d’Abrams slump test (NF P 18-451)
C’est l’essai le plus couramment utilisé car il est très simple à mettre en œuvre. Il est utilisable tant que la dimension maximale des granulats ne dépasse pas 40 mm.
Principe de l’essai
Il s’agit de constater l’affaissement d’un cône de béton sous l’ effet de son propre poids. Plus cet affaissement sera grand et plus le béton sera réputé fluide.
Matériel nécessaire
L’appareillage est complètement décrit dans la norme NF P 18-451 et est schématisé sur la figure 6.7.1; il se compose de 4 éléments:
- un moule tronconique sans fond de 30 cm de haut, de 20 cm de diamètre en sa partie inférieure et de 10 cm de diamètre en sa partie supérieure;
- une plaque d’appui
- une tige de piquage
- un portique de mesure.
Conduite de l’essai
La plaque d’appui est légèrement humidifiée et le moule légèrement huilé y est fixé. Le béton est introduit dans le moule en 3 couches d’égales hauteurs qui seront mises en place au moyen de la tige de piquage actionnée 25 fois par couche (la tige doit pénétrer la couche immédiatement inférieure). Après avoir arasé en roulant la tige de piquage sur le bord supérieure du moule, le démoulage s'opère en soulevant le moule avec précaution. Le béton n’étant plus maintenu s’affaisse plus ou moins suivant sa consistance. Celle-ci est caractérisée par cet affaissement, noté A, mesuré grâce au portique et arrondi au centimètre le plus proche. La mesure doit être effectuée sur le point le plus haut du béton et dans la minute qui suit le démoulage.
Fig. 6.7.1: Mesure de l’affaissement au cône d’Abrams
Classe d’affaissement
La norme ENV 206 définit 4 classes de consistance, en fonction de l’affaissement mesuré. Elles sont indiquées sur la figure 6.7.2. Sur cette figure, les rectangles blancs représentent la variation possible d’affaissement correspondant à la classe considérée. Les classes sont notées S1, S2, S3,S4, et appelée classes d’affaissement. S rappelle ici l'initiale du nom de l’essai en anglais: slump test.
La norme NF P 18 – 305 définit les mêmes classes d’affaissement, mais les note F, P, TP et Fl ( Ferme, Plastique, Très Plastique et Fluide ).
Fig. 6.7.2: Classes de consistance mesurées au cône d’Abrams
Limites d’information de l’essai d’affaissement
Grâce aux superplastifiants, on peut réaliser aujourd’hui des bétons très fluides dont l’affaissement au cône dépasse les 25 cm. Le cône ne permet pas de caractériser de manière satisfaisante de telles consistance. Dans ce cas, il serait préférable d’utiliser l’essai d’étalement sur table.
D’autre part, l’affaissement ne dit pas tout. Supposons deux bétons dont la fluidité serait obtenue pour le premier par un dosage en eau important et pour le second par un dosage élevé de superplastifiant . Ces deux bétons peuvent présenter un même affaissement de 25 cm au cône comme représenté sur la figure 6.7.3; mais le premier présentera une forte ségrégabilité, alors que le second, grâce â son faible dosage en eau, gardera sa cohésion tout en ayant une grande fluidité. On pourra dire de ce béton qu’il présente une très bonne maniabilité; ce qui ne sera pas le cas du premier qui ne pourra pas être mis en place correctement.
Fig.6.7.3:Example d’un même affaissement ne signifiant pas la même maniabilité
D’une manière générale, il paraît difficile d’obtenir un affaissement supérieur de 15 cm avec des bétons non adjuvantés sans rencontrer des problèmes de ségrégation.
D’autre part, il n’est pas possible d’attribuer le même comportement à un béton non adjuvanté présentant un affaissement au cône de 10 cm et un béton très dosé en superplastifiant présentant un affaissement équivalent. Le premier béton sera facile à mettre en place, on dira qu’il est maniable, alors que le béton adjuvanté sera très visqueux et d’un maniement difficile. C’est pourquoi, pour des bétons très fortement dosés en superplastifiant, il paraît souhaitable de travailler avec des affaissement au moins égaux à 15 cm.
De tout cela il ressort que la consistance mesurée par l’essai d’affaissement au cône ne suffit pas pour caractériser la maniabilité d’un béton et qu’il faut toujours préciser la manière dont cet affaissement a été obtenu: notamment le dosage superplastifiant.
|
