7 Test de laboratoire sur les granulats que nous utilisons dans la construction en béton! – Expertise en batiment

De nos jours, avec l'urbanisation rapide et la croissance démographique, l'industrie de la construction est en plein essor, ce qui a entraîné une augmentation de la demande d'immeubles de grande hauteur. Ce développement dans la construction a entraîné une augmentation de la demande de matériaux de construction plus performants tels que le béton à haute résistance et ses composants, à savoir le ciment, le sable et les granulats. Pour des performances durables, chaque matériau de construction doit être vérifié pour ses propriétés souhaitées pour la durabilité de la structure. Ici, dans cet article, nous discutons de l’agrégat – de sa propriété et de son test sur des agrégats. L'agrégat est l'un des matériaux de construction principaux et constitue du béton. Les granulats utilisés dans la construction comprennent le sable, le gravier, la pierre concassée, les scories, le béton recyclé, etc.

L'agrégat doit subir plusieurs essais et réussir des résultats satisfaisants avant de pouvoir être utilisé dans le béton. Cet article fournit des informations détaillées sur sept tests différents normalement effectués sur les agrégats..

Selon «Dr. B. Bhattacharjee ’(professeur à l’Institut indien de technologie de Delhi), l’agrégat est le deuxième élément le plus important constituant le squelette du béton. Les agrégats peuvent être naturels ou fabriqués. Les agrégats naturels sont généralement extraits de formations rocheuses plus importantes par le biais d'une excavation à ciel ouvert. La roche extraite plus tard est généralement réduite à des tailles utilisables par broyage mécanique. Ces agrégats sont nécessaires à la fabrication du béton.

Lire aussi: Les granulats de béton recyclé: leurs propriétés et leurs utilisations

Pourquoi est-il nécessaire de tester des agrégats?

Le granulat est le matériau de construction essentiel et joue un rôle important dans la construction. L'agrégat est un matériau inerte, ce qui signifie qu'il ne participe à aucune réaction chimique dans le béton. Il contient 70 à 80% du volume du béton. Par conséquent, si vous voulez connaître le béton, il est essentiel de connaître les agrégats, qui constituent un volume important du même. En outre, l'agrégat est le matériau de base de la construction de la chaussée, car la majeure partie de la chaussée est composée d'agrégats.

Les granulats influencent dans une plus grande mesure la capacité de transfert de charge des chaussées et des dalles. Par conséquent, avant de les utiliser pour la construction, il est nécessaire de les tester complètement. Non seulement les agrégats doivent être solides et durables, mais ils doivent également avoir une forme et une taille appropriées pour que l’élément dalle / la chaussée devienne un allié monolithique. Par conséquent, il est important d'effectuer le test sur les agrégats pour assurer la qualité des agrégats et vérifier les propriétés de l'agrégat.

Les agrégats sont testés pour déterminer leurs propriétés telles que la résistance, la ténacité, la dureté, la forme et l’absorption d’eau. Différents types d’essais, c’est-à-dire l’essai au choc, l’essai à l’abrasion, l’essai de la valeur de broyage, l’essai d’intégrité, etc., sont effectués pour vérifier l’adéquation du granulat.

Image d'appareil d'essai d'agrégat

Les propriétés importantes des agrégats

01. Force de l'agrégat

Les gros granulats à utiliser dans la construction doivent être suffisamment solides pour supporter les charges, car: c'est le matériau de construction principal dans le bâtiment ainsi que le pavé. Selon «A. M. Neville ’(membre honoraire de l’American Concrete Institute et auteur de Properties of Concrete), la résistance et l’élasticité de l’agrégat dépendent de sa composition, de sa densité, de sa texture et de sa structure. Pour une chaussée de haute qualité, le granulat doit posséder une résistance élevée à l'écrasement et aux contraintes dues à la charge de la circulation.

02. Dureté de l'agrégat

Lorsque les granulats sont utilisés en surface, ils sont constamment soumis à un frottement ou à une abrasion en raison des mouvements constants du trafic sur la chaussée. Par conséquent, ils doivent être suffisamment durs pour résister à l'usure due à l'action abrasive de la charge de trafic. L'action abrasive est grave sur les agrégats exposés sur la surface supérieure. Pas beaucoup mais une certaine quantité d’abrasion peut être induite en raison du frottement entre les particules de agrégat Concrètement.

03. Robustesse de l'agrégat

Selon «M.S. Shetty ’(auteur de la théorie et de la pratique de la technologie du béton), la ténacité est la résistance des granulats à l’impact. Les granulats utilisés dans la construction de bâtiments et de chaussées sont également soumis aux chocs dus à une charge soudaine dans les bâtiments et au déplacement de charges de roues sur les chaussées. Par conséquent, la résistance à l'impact est la propriété souhaitable des granulats.

04. Durabilité de l'agrégat

La propriété des granulats de résister à l'action défavorable des intempéries et à d'autres réactions chimiques peut être qualifiée de solidité. Les granulats utilisés dans la construction des bâtiments et des chaussées doivent être durables, c’est-à-dire qu’ils doivent avoir une longue durée de vie et résister à la désintégration due aux intempéries. Les agrégats sont soumis à diverses réactions physiques et chimiques de l'eau de pluie, du sol, de l'eau percolée dans le sol et de nombreuses autres impuretés. Par conséquent, l'agrégat doit être suffisamment solide pour résister à de telles réactions, ainsi qu'à l'action des intempéries.

Lire aussi: Durabilité du béton | Quels sont les facteurs qui l’affectent?

Selon Zongjin Li (auteur de la technologie avancée pour le béton), la forme de l’agrégat affecte la maniabilité du béton frais. En raison des différences de surface engendrées par différentes formes, nous déterminerons la pâte de ciment nécessaire pour recouvrir les agrégats, assurer la lubrification et augmenter la capacité de travail. Outre la maniabilité du béton, la forme de l'agrégat est également une propriété essentielle de l'agrégat, car il joue également un rôle important dans le renforcement, le nivellement et l'enchevêtrement des agrégats, ce qui est finalement responsable de la ténacité et de la fermeté. Les agrégats tombent sous différentes formes, à savoir ronde, angulaire, cubique, feuilletée ou allongée. Il est évident que les agrégats aux formes rondes, angulaires et cubiques sont plus durables que les composés feuilletés et allongés.

Lire aussi:

Classification selon la forme de l'agrégat
Classification selon la taille de l'agrégat

06. Réaction alcali-agrégat

Selon Fournier, B & Berube, M '(2011) (publié dans: Réaction alcali-agrégat dans le béton: examen des concepts de base et implications techniques), la réaction alcali-agrégat est la réaction chimique qui se produit dans le béton. qui peut produire la détresse prématurée et la perte de service, affectant ainsi les structures en béton. En d’autres termes, la réaction alcali-agrégat est la réaction expansive qui se produit entre l’alcali et les éléments d’un agrégat, ce qui peut provoquer une fissuration du motif, un éclatement superficiel et une fragmentation si elle est suffisamment sévère. Il existe deux types de réaction alcalino-agrégat,

  • Réaction alcali-silice (ASR)
  • Réaction alcaline-carbonate (ACR)

Généralement, les agrégats sont le matériau chimiquement inerte, mais si la silice ou le carbonate actif est présent dans l’agrégat, il réagit avec les alcalis présents dans la pâte de ciment, provoquant une expansion et une fissuration sur une période donnée.

07. Densité de l'agrégat

La densité et l'absorption d'eau des granulats sont des propriétés importantes pour la conception de mélanges de béton et de bitume. La densité d'un agrégat est le rapport entre le poids d'un volume donné d'agrégat et le poids d'un volume égal d'eau. C'est une mesure de qualité qui détermine la force de l'agrégat.

08. Adhésion au bitume

Les granulats utilisés dans les chaussées bitumineuses doivent avoir moins d’affection pour l’eau que pour les matériaux bitumineux; sinon l'enrobage bitumineux des granulats sera décapé en présence d'eau. En l'absence d'eau ou d'humidité, il n'y a pas de problème de construction bitumineuse.

Différents types d'essais sur des agrégats

Afin de décider de l'adéquation de l'agrégat pour une utilisation dans la construction en béton / chaussée, les tests suivants sont effectués:

01. Essai d'écrasement sur les agrégats

L'essai de concassage sur granulats donne une mesure relative de la résistance d'un concasseur de granulats soumis à une charge de compression appliquée progressivement. Si la valeur de broyage globale est inférieure à 10, cela signifie un agrégat exceptionnellement fort. Alors que, si la valeur de broyage est égale ou supérieure à 35, elle sera normalement considérée comme un agrégat faible.

a) Utilisation du test d'écrasement:

Le test de la valeur de broyage globale indique la résistance de l'agrégat, propriété essentielle des agrégats grossiers. La résistance des agrégats grossiers est évaluée par un test de broyage des agrégats. La valeur de broyage globale fournit une mesure relative de la résistance au broyage sous une charge de compression appliquée progressivement. Pour obtenir une chaussée de haute qualité, il convient de privilégier un agrégat à faible valeur de broyage. Par conséquent, une valeur d'écrasement inférieure signifie une résistance supérieure, car elle indique une fraction broyée inférieure sous charge. Cela donne une durée de vie plus longue et une performance plus économique.

(b) Résultat recommandé de l'essai d'écrasement:

Après avoir effectué le test, les matériaux concassés sont séparés et calculés en pourcentage du poids initial pris dans le moule. Ce pourcentage est appelé valeur de compression des agrégats. Ce pourcentage ne doit pas dépasser 30% du poids total d'agrégat pris pour l'essai. Le résultat du test de la valeur de broyage globale ne doit pas dépasser 30% pour le béton utilisé pour les routes et les chaussées et, dans le cas d'autres structures; il peut être autorisé jusqu'à 45%.

c) Directives standard pour l'essai d'écrasement:

Vous trouverez ci-dessous les différentes directives pour l’essai de broyage sur les agrégats:

  • IS 2386 (partie 4): 1963
  • BS 812110: 1990
Broyage du moule pour les granulats Image du test

Broyage du moule pour les granulats Image du test

d) Appareil d’essai d’écrasement:

02. Essai d'abrasion sur les granulats

Cet essai est effectué pour déterminer la valeur d'abrasion de l'agrégat grossier. Le principe du test d’abrasion de Los Angeles consiste à déterminer le pourcentage d’usure dû au frottement relatif entre l’agrégat et les billes d’acier utilisées comme charge abrasive.

L'essai d'abrasion sur l'agrégat indique la dureté de l'agrégat. Il montre la capacité des granulats à résister à l'usure.

(b) Résultat recommandé du test d'abrasion:

La valeur d'abrasion de l'agrégat ne devrait pas dépasser 30% pour l'agrégat utilisé pour la couche de roulement en surface et ne devrait pas dépasser 45% pour la surface autre que la couche de roulement.

c) Directives standard pour les essais d'abrasion:

Vous trouverez ci-dessous diverses directives pour l’essai d’abrasion sur les agrégats:

  • IS 2386 (partie 4): 1963
  • BS 812-113: 1990

03. Test d'impact sur les granulats

Les granulats peuvent être soumis à un choc ou à un choc soudain pendant et après la construction. Ces charges sont différentes de la charge de compression appliquée progressivement. En raison de ce type de charge, l'agrégat se décompose en morceaux plus petits. Afin d’évaluer la résistance à l’impact de l’agrégat, l’essai d’impact global est réalisé. La valeur d'impact globale donne une idée de la charge d'impact pouvant être combattue par l'ensemble. Ainsi, les granulats doivent être suffisamment résistants pour résister à leur désintégration due aux chocs. Cette propriété distinctive est mesurée par un test de valeur d'impact.

L'essai d'impact sur les agrégats indique la ténacité de l'agrégat. Il montre la capacité du granulat à résister au choc ou à l'impact soudain.

(b) Résultat recommandé de l’essai d’impact:

La valeur d'impact globale est identique au résultat du test d'abrasion. La valeur d'impact du granulat ne doit pas dépasser 30% pour le granulat utilisé pour la couche d'usure de la surface et ne doit pas dépasser 45% pour la surface autre que la couche de roulement.

(c) Directive standard pour l'essai d'impact:

Les points suivants sont importants pour l’essai d’impact sur les granulats:

Image de l'appareil de test d'impact

Image de l'appareil de test d'impact

(d) Appareil d'essai d'impact:

  • Appareil d'impact global
  • Tamis IS (12,5 mm, 10,0 mm et 2,36 mm)
  • Mesure cylindrique et coupelle cylindrique
  • Balance de pesée
  • Tige de bourrage
Lire aussi: Test d'impact sur les agrégats

04. Test de solidité sur les agrégats

Un test de solidité sur agrégat est réalisé pour comprendre la résistance des agrégats à l'action des intempéries. Les agrégats sont soumis à l'action physique et chimique des eaux de pluie, des eaux souterraines et des autres impuretés de l'atmosphère. En raison de quoi l'agrégat change son volume, ce qui n'est pas bon et insalubre pour la durabilité de la construction. La propriété des granulats de résister aux effets néfastes des intempéries est connue sous le nom de solidité des granulats.

(a) Utilisation du test de solidité:

L'essai de solidité sur les agrégats indique la durabilité de l'agrégat. Il montre la capacité des agrégats à résister aux effets néfastes des conditions météorologiques. Le test de solidité est effectué pour connaître la résistance des granulats aux intempéries, telles que décongélation, congélation, mouillage alterné et séchage dans des conditions normales. Et, la variation de température dans l'eau salée. Quand les agrégats ne résistent pas à de telles choses, alors ils se disent douteux.

(b) Résultat recommandé du test de solidité:

Les résultats recommandés de l’essai de stabilité ne devraient pas dépasser 12% et 18% après 10 cycles lorsqu’ils sont respectivement testés avec du sulfate de sodium et du sulfate de magnésium.

c) Directive standard relative au test de solidité:

Vous trouverez ci-dessous diverses directives pour l’essai de stabilité sur les agrégats:

  • IS 2386 (partie 5): 1963
  • BS 812-121: 1989

(d) Test d'appareil de contrôle:

05. Test de forme sur les agrégats

Les agrégats sont disponibles en différentes tailles et formes, c'est-à-dire arrondis, cubiques et anguleux, feuilletés ou allongés. Il est prouvé que les particules feuilletées et allongées ont moins de force, moins de liaison, moins de solidité et de durabilité par rapport aux particules cubiques, angulaires ou arrondies du même agrégat. Vous pouvez dire que les agrégats sont feuilletés lorsque les agrégats sont trop minces par rapport à leur taille moyenne (dimension moyenne). Et les agrégats allongés signifient que les agrégats sont trop longs par rapport à leur valeur moyenne (dimension moyenne). Le test d’indice de flakiness et le test d’indice d’élongation sont effectués pour trouver des agrégats feuilletés et allongés.

Le test d’indice de flakiness et le test d’indice d’élongation servent à déterminer la forme de l’agrégat. Il est défini en pourcentage en poids d'agrégats par rapport à la dimension moyenne de l'épaisseur et de la longueur.

(b) Résultat recommandé du test de forme:

Le résultat recommandé du test de forme sur les agrégats doit être compris entre 15% et 30%, en fonction de la zone d'utilisation.

(c) Directive standard pour le test de forme:

Vous trouverez ci-dessous diverses instructions pour le test de forme sur des agrégats:

  • IS 2386 (partie 1): 1963
  • BS 812-105.1: 1989
Appareil d'essai d'indice de forme / floconnage pour les agrégats Image d'essai

Appareil d'essai d'indice de forme / floconnage pour les agrégats Image d'essai

(d) Appareil de test de forme:

06. Test de densité et d'absorption d'eau sur des granulats

La densité des granulats est définie comme le rapport entre le poids des granulats et le poids d'un volume égal d'eau. Il montre la force de l'agrégat. Les agrégats ayant une densité faible sont généralement plus faibles que ceux ayant une densité élevée.

L'absorption d'eau d'agrégat donne une idée de la structure interne de l'agrégat. Si les agrégats ont une plus grande capacité d'absorption, ils sont appelés de nature poreuse. De tels agrégats ne conviennent pas et ne sont généralement pas préférés pour la construction.

L'essai de densité et d'absorption d'eau sur les agrégats mesure la résistance ou la qualité de l'agrégat. Cette propriété aide à l'identification générale des agrégats.

(b) Résultat recommandé de l’essai d’impact:

La densité des granulats généralement utilisés dans la construction varie de 2,5 à 3,0 environ et l’absorption de l’eau de 0,1% à 2,0%.

(c) Résultat de test recommandé:

Vous trouverez ci-dessous les différentes directives pour l’essai de densité et d’absorption d’eau sur les agrégats:

  • IS 2386 (partie 3): 1963
  • BS 812-2: 1995
  • Panier de densité
  • Balance de pesée
  • Réservoir d'eau
  • Plateau
  • Tamis IS – 10mm et 20mm

07. Test d'adhérence du bitume sur les agrégats

Le bitume adhère bien à tous les types normaux de granulats routiers fournis, ils sont secs et exempts de poussière. En l'absence d'eau, il n'y a pas de problème d'adhérence dans les constructions bitumineuses. Un problème d'adhérence peut survenir lorsque l'agrégat est humide et froid. Ce problème peut être résolu en éliminant l'humidité des granulats en séchant et en augmentant la température de mélange.

Pour déterminer l'adhérence du bitume, le test de la valeur de décapage est effectué. La valeur de découverture des agrégats est déterminée par le rapport de la surface non couverte observée visuellement à la surface totale des agrégats, qui est finalement exprimé en pourcentage.

Le test d'adhérence du bitume sur les granulats détermine l'adhérence du liant bitumineux au granulat en présence d'eau.

(b) Résultat recommandé du test d'adhérence du bitume:

Le résultat recommandé (valeur de décapage) du test d'adhérence du bitume ne doit pas dépasser 5% pour les granulats à utiliser dans la construction bitumineuse.

c) Directive standard relative au test d'adhérence du bitume:

Vous trouverez ci-dessous les différentes directives pour l’essai d’adhérence du bitume sur les granulats:

  • Bain d'eau
  • Four
  • Tamis
  • Mélangeur pour mélanger le granulat et le bitume

Raisons de l'échec des tests sur les agrégats (tous les tests mentionnés ci-dessus) et suggestions de traitement

Si les résultats des tests agrégés ne figurent pas dans la plage de recommandations, il peut y avoir plusieurs raisons telles que des agrégats faibles, une erreur dans la procédure de test, une erreur dans le dispositif de test, etc. Si l'un des tests sur les agrégats échoue, vérifiez tout d'abord qu'il n'y a pas d'erreur. dans l'appareil de test ou la procédure. Si cela semble être la raison probable, retester alors. Cependant, même si les appareils de test sont en ordre, les procédures de test sont suivies religieusement et le résultat du test a échoué; il est conseillé de ne pas utiliser ces agrégats à des fins structurelles ou non structurelles.

Ainsi, nous espérons, les informations que nous avons fournies concernant les propriétés des agrégats et les tests sur les agrégats devraient vous aider à faire une sélection judicieuse et rationnelle des agrégats. Cet article met en évidence les différentes qualités des granulats, vous aidant ainsi à choisir vous-même et à vous inspirer confiance pour la longévité de votre maison. Cet article explique également pourquoi et quand effectuer des tests sur des agrégats, quels tests vous devez effectuer et pourquoi? Il souligne dans quelles circonstances les agrégats devraient être rejetés et certaines suggestions pour résoudre le problème. La meilleure recommandation que nous puissions formuler est la suivante: les agrégats sont importants pour la résistance et la longévité de votre structure. Par conséquent, n'ignorez pas ces tests.

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