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Les granulats ou matières d’agrégation EL KHADARY MOHAMED

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Les granulats ou matires dagrgationEL KHADARY MOHAMED

Plan: I - Gnralits. II - Graviers.

III - Pierrailles de pierres naturelles. IV - Briquaillon. V - Sables naturels.

VI - Sables artificiels. VII - Bims. VIII - Perlite.

IX - Vermiculite. X - Argile expose.

CONSOMMATION MOYENNE DE GRANULAT PAR NATURE DOUVRAGE

Dfinition de granulats Les granulats sont des roches qui ont t

naturellement casses et roules dans le lit des cours

deau ou mcaniquement concasses. Ils serviront, avecles liants la composition des mortiers et btons, donc ce sont des matriaux inertes, de formes et de dimensions quelconques, appeles aussi par des agrgats.

Types de granulats traditionnels: il faut distinguer trois catgories : Le granulat dit "Roul", obtenu par criblage et

lavage des matriaux alluvionnaires, gnralement de forme arrondie.Le granulat dit "Concass" obtenu par concassage de roches ruptives ou sdimentaires, gnralement de forme plus ou moins anguleuse.

Le granulat dit "Mixte" comporte la fois des lments rouls et concasss.

Granulats non traditionnels Ils sont d'origines diverses et destins des emplois bien particuliers. Les granulats lgers sont des matriaux naturels ou artificiels de faible masse volumique apparente (en gnral 1000 kg/m3), utiliss dans la fabrication des btons lgers : il faut citer : Granulats naturels d'origine volcanique tels : la pierre ponce, la pouzzolane. Granulats artificiels sont des produits industriels tels : mchefer laitier expans, cendres volantes frittes... Granulats artificiels fabriqus spcialement : argile et schiste expanss, polystyrne expans, verre expans, etc...

Classification des granulats : Le classement des granulats s'effectue en les passant travers des tamis mailles carres dont les dimensions sont exprimes en mm.

Classification des granulats :

Un dispositif de tamisage est

compos

de

plusieurs

tamis

standardiss qui s'embotent. Le tamis ayant la plus grande

ouverture de maille est plac audessus, celui ayant la plus petite ouverture de maille en dessous.

Sous ce dispositif ou place un bacou une boite ayant un fond.

Classification des granulats :

L'intrt de la courbe granulomtrique est de pouvoir juger :

Si le granulat est rgulier (courbe continue) ou irrgulier (courbediscontinue). Des dimensions extrmes de d et D. Du pourcentage d'lments fins dans le sable.

REFUS sur un tamis : la quantit de matriau qui est retenue sur le tamis. TAMISAT (ou passant) : la quantit de matriau qui passe travers le tamis.

CLASSES GRANULAIRES :

Un granulat est caractris du point de vue granulaire par sa classe d/D. Le premier dsigne le diamtre minimum des grains d et le deuxime le diamtre maximum D.

Lorsque d est infrieur 0.5 mm, le granulat est dsign 0/D. Si un seul chiffre est donn, c'est celui du diamtre maximum D exprim en mm.

Il existe cinq classes granulaires principales caractrises par les dimensions extrmes d et D des granulats rencontres : Les fines 0/D avec D 0,08 mm,

Les sables 0/D avec D 6,3 mm, Les gravillons d/D avec d 2 mm et D 31,5 mm, Les cailloux d/D avec d 20 mm et D 80mm,

Les graves d/D avec d 6,3 mm et D 80 mm,

Classification des granulats :

BON

Classification des granulats :

MAUVAIS

Classification des granulats :

MAUVAIS

Courbe granulomtrique Peser le refus du tamis ayant la plus grande maille : soit R1 la masse de ce refus. Poursuivre la mme opration avec tous les tamis de la colonne pour obtenir les masses des diffrents refus cumuls Les masses des diffrents refus cumuls Ri sont rapportes la masse totale de l'chantillon m1.

Les pourcentages de refus cumuls ainsi obtenus, sont inscrits sur la feuille d'essai. Le pourcentage des tamist cumuls sera dduit.

Courbe granulomtrique TRAC DE LA COURBE GRANULOMTRIQUE

Il suffit de porter les divers pourcentages des tamist cumuls sur une feuille semi-logarithmique : en abscisse : les dimensions des mailles, chelle logarithmique en ordonne : les pourcentages sur une chelle arithmtique.

La courbe doit tre trace de manire continue.

Les sables doivent prsenter une granulomtrie telle que les lments fins ne soient ni en excs, ni en trop faible proportion.

Si il y a trop de grains fins, il sera ncessaire d'augmenter le dosage en eau du bton tandis que si le sable est trop gros, la plasticit du mlange sera insuffisante et rendra la mise en place difficile

Le caractre plus ou moins fin d'un sable peut tre quantifi par le calcul du module de finesse (MF).

6 - Module de finesse Il permet d'apprcier la qualit d'lments fins dans un granulat. Le module de finesse d'un granulat est gal au 1/100 de somme des refus , exprims en pourcentage des granulats sur une srie spcifie de tamis : 0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 - 2,5 - 5 - mm.

Exemple: calculer le MF de ce sable:

Il faut retenir : Plus le grain est fin, plus le module de finesse est petit.

Plus le grain est gros, plus le module de finesse est grand.

7 - Poids volumtriques absolu et apparent

7.1 - Poids volumique absolu est le poids dun m3 de roche compacte de laquelle on extrait lagrgat en question. Le poids volumique absolu des granulats courants varie de 2.600 2.700 Kg/m3.

7.2 - Poids volumtriques apparent est le poids d'un m3 d'un agrgat naturel ou en vrac.

Plus l'agrgat est gros et plus il y a des dimensions diffrentes de grains, plus le poids volumtrique apparent sera grand et moins il y aura de vides dans la masse du matriau,

ceci pourra tre contrler en versant de l'eau d'un rcipient gradu sur l'agrgat sch jusqu'au moment ou tous ces vides sont remplis.

La pierraille (lments irrguliers) contient plus de vides que le gravier (grains arrondis se tassent mieux).

8 - Importance de la teneur en eau des agrgats : La teneur en eau des agrgats gros et moyens a peu d'importances par contre celle du sable peut avoir des consquences graves car le sable foisonne sous l'action de l'eau c..d. le volume du sable varie selon la quantit d'eau qu'il contient.

Afin d'obtenir la quantit de sable prvue, quand ce dernier est humide, il faut : Pour le dosage en volume : multiplier le volume du sable prvu par le facteur de correction. voir graphique.

Pour le dosage en poids :augmenter le poids de sable humide du mme pourcentage que celui de la teneur en eau.

Exemple : Un sable contient 5 % d'eau et le mlange doit contenir 600 kg de sable, il faut donc employer 630 kg de sable humide.

II - Graviers : 1- Dfinition : Le gravier est un agrgat pierreux d'origine naturelle et dont la dimension des grains est gnralement comprise entre 2 et 80 mm

Le gravier provient soit du dragage des rivires, soit de l'extraction de carrire de gravier. Le gravier de rivire est essentiellement compos de grains arrondis provenant des roches tombes dans la rivire et tant entranes par le courant.

2 - Qualits exiges : Le gravier doit rpondre aux exigences suivantes : Il ne doit pas contenir d'impurets : Le gravier provenant du dragage des rivires est en gnral pur, ne contenant ni particules d'argile, ni particules de limon ; mais lors du transport ces impurets peuvent subsister le gravier, et sur chantier, il faut prvoir un lieu de dcharge propre, prs de la btonnire.

Le grain doit tre suffisamment dur et rsistant : la rsistance la compression du gravier pour btonnage doit tre au moins gale celle du ciment employ aprs durcissement de ce dernier ; un moyen de contrle simple peut se faire :

Un gravier de 0,5 cm 1 cm, plac entre deux plaquettes d'acier de 5 mm d'paisseur, doit pouvoir rsister une pression statique de 16 kg. Un gravier de 1 cm 2 cm de doit rsister une pression de 26 kg. Des graviers de plus de 2 cm de doit rsister au moins une pression de 34 kg.

Le gravier doit pouvoir rsister aux intempries : si le gravier est poreux, il pourra absorber de l'eau et se dtriorer par la gele.

La dimension des grains doit tre adapte au travail : le gravier de rivire provenant du dragage peut contenir des grains de dimensions variables

Et pour obtenir du gravier avec des grains de mme dimension, il est donc ncessaire de le tamiser.

Quelquefois une couleur dfinie est exige : pour certains emplois, o le gravier restera visible, il est exig une couleur rsistante la lumire et aux intempries.

3 - Utilisation : Le gravier peut s'employer :

Lors de la fabrication ou la composition du bton et du bton arm. Lors de la fabrication de plaque de gravier lvig.

En tant que matriau dcoratif par exemple bacs de gravier pour dcorer.

III - Pierrailles de pierres naturelles

1- Dfinition : La pierraille est un agrgat compos de pierres naturelles concasses et dont les grains sont gnralement des dimensions de 2 80 mm.

Le concassage se fait par d'normes concasseurs, prs des carrires, qui broient les rochers naturels, et les grands dispositifs de tamisage tiennent les diffrentes dimensions de grains.

Le poids volumtrique apparent (dvers en vrac et non tass) varie de 1300 1550 kg/m3 d'aprs le degr d'humidit et la dimension des grains, parfois ce poids peut attendre 1800 kg/m3 quand le matriau est tass.

2- Qualits exiges : Elle ne peut pas contenir d'impurets

Le grains doivent tre suffisamment durs La pierraille doit pouvoir rsister aux intempries La dimension des grains doit tre adapte au travail

La forme des grains doit se situer dans certaines limites Quelquefois une couleur dfinie est exige

3- Utilisation : La pierraille s'utilise surtout pour la fabrication du bton et du bton arm mais aussi lors de la construction de routes et comme ballast sous les voies de chemin de fer.

IV - Briquaillon : 1- Dfinition :

Le briquaillon s'obtient en morcelant des briques provenant en gnral de la dmolition ou d'une mauvaise cuisson de briques, le morcellement peut se faire par des concasseurs ou au marteau.

2- Qualits exiges : Le briquaillon concass doit rpondre aux exigences qui suivent : La matire doit tre suffisamment dur Les grains doivent tre purs et sans corps trangers

Les grains ne peuvent dpasser environ 5 cm

3- Utilisation : Le briquaillon s'emploie lors de la fabrication du bton dam (bton non arm) ncessaire aux fondations massives, fondations de murs et soubassements ainsi que lors de la fabrication du bton de remplissage.

V - Sables naturels : 1- Le sable : C'est un produit provenant de la dsagrgation naturelle de la pierre siliceuse (quartz) et/ou du silex (silicium), Il se compose de grains meubles n'ayant aucune cohsion.

La dimension des grains peut varier de 0,15 4,76 mm

si le grain est plus petit que 0,6 mm , on parle de "sable fin" ; s'il atteint presque 1,2 mm "sable moyen"

et s'il atteint enfin presque 4,76 mm, c'est le "gros sable" ; ce dernier ayant des grains de plus de 2 mm ressemble du gravier fin, appel alors "sable graveleux".

2- Les diffrents types de sable Dans certaines rivires, o on le drague, ce sable s'appelle : sable de rivire ou sable fluvial, il est constitu de grains durs et arrondis ayant tous les calibres, il est trs pur (lav par l'eau). Dans les sablonnires, d'o il faut l'extraire, ce sable s'appelle "sable de carrire" ; il a t entran par les cours d'eau aux temps primitifs, contenant des particules d'argile, le limon et des restes organiques.

En mer, o on le drague, ce sable s'appelle "sable de mer", il provient des roches sous-marines ; il est prfrable de rincer ce sable l'eau douce car il contient des sels qui ne sont pas nfastes mais peuvent occasionner des efflorescences.

Dans les montagnes, le sable s'appelle "sable de feuilles", il a t emport par le vent et s'est dpos contre les flancs des montagnes et des collines Le grain de ce sable est trs fin et de dimension rgulire, ce qui donne lieu un grand pourcentage de vides par consquent, il ne pourra tre utilis qu'avec un mlange d'autres sortes de sable.

3- Qualits exiges : Le sable soit rpondre aux exigences suivantes :

Il ne peut pas contenir d'impurets La dimension et la composition des grains doivent tre adaptes au travail : le sable est d'autant meilleur qu'il est compos de grains de dimension diffrentes

Sable pour bton pour constructions : entre 3,40 et 1,40 Sable pour bton maigre pour fondations : entre 3,40 et 0,90 Sable pour mortier de maonnerie : entre 1,70 et 0,90

Sable pour mortier de carrelage : entre 1,70 et 0,90 Sable pour plafonnage : entre 3,40 et 0,90 Sable pour couche de fondation pour dallage : entre 2,50 et 0,90

5 - Utilisation : Le sable d'employ lors de la prparation des mortiers, du bton et du bton arm. Son utilit est de rduire ce retrait et la fragilit du mortier caus par le liant.

Lors de la prparation du bton, il amliore la densit et en facilit le travail ; de plus le sable est l'lment conomique du mortier et du bton.

VI - Sables artificiels : Le sable artificiel s'obtient en brayant mcaniquement de la pierre naturelle ou du laitier de haut fourneau. Il est constitu de grains meubles n'ayant aucune cohsion. La dimension des grains peut varier de 0,15 4,7 mm et, comme le sable naturel, le sable artificiel peut tre fin, moyen ou gros suivant que la dimension des grains est infrieure 0,6 mm ; 1,2 mm et 4,7 mm

1 - Types du sable artificiel : on distingue : Le poussier de pierre naturelle : c'est le produit du concassage de roche saine et dure de porphyre, de quartzite, de grs et de calcaire. Le poussier de laitier : c'est le produit du concassage de bloc de laitier basique de haut fourneau texture deux pierreuse non vitreux, qu'ont t refroidis l'air en couches de moins de 0,25 m.

Le sable concass : c'est du poussier de laitier dont on a limin le filler (le filler est de la fine poudre dont le grain est infrieur 0,074 mm).

Le laitier granul : c'est le produit rsultant du refroidissement soudain du laitier basique s'coulant du haut fourneau.

Le laitier broy : tant le produit obtenu par monture du laitier granul.

2 - Qualits exiges et utilisation : Les qualits exiges sont les mmes que pour le sable naturel, aussi pour l'utilisation sauf pour le sable artificiel provenant du laitier, il faut prendre des prcautions pour certaines applications afin d'viter des influences nocives sur les liants.

VII-Bims Le bims ou la pierre ponce est une roche volcanique qui, sche a un poids volumtrique apparent n'excdant pas 700 kg/m3

La dimension du grain varie de 0 20 mm et il est tri en calibres de 2/12 ; 2/15 et 5/20 mm ; de plus il a un grand pouvoir d'isolation thermique.

Le bims s'emploie pour la prparation du bton lger, soit en massifs de maonnerie ou en hourdis, soit en masses monolithes (exemple : bton de pente sur les toits plats). Le bton lger a un retrait assez important pendant les premires semaines de durcissement, c'est pourquoi les blocs de bims doivent tre vieux de quelques mois avant de les employer.

VIII - Perlite : La perlite est une roche volcanique concasse qui a subi un

traitement thermique (chauffement). Ce traitement dilate la roche en prenant la forme de grains

creux remplis d'air allg et non humide et dont l'extrieur est en verre. C'est un matriau ayant une grande isolation thermique

avec un poids volumtrique apparent variable de 70 130 kg/m3 La perlite s'ajoute au bton lger (planchers et toits plats)

et entre dans la composition de certains mortiers de pltre prpars et de plaques isolantes.

IX - Vermiculite : La vermiculite est une roche ressemblant au mica et

l'amiante, sa stratification est paisse. expanser (dilater) et se fissurer

On l'chauffe et on la laisse ensuite refroidir, ce qui la fait Les grains de vermiculite sont trs lgers (poids

volumtrique apparent : 60 100 kg/m3) et ont un excellent pouvoir d'isolation thermique.

La vermiculite rsiste une trs haute temprature et

l'humidit.

La dimension des grains varie de 0 15 mm.

La vermiculite s'ajoute au bton lger (isolation de plancher, plaques isolantes) et entre dans la composition de certains mortiers de pltres prpars, appropris au pltrage de hourdages non absorbants tels btons, mtaux, pierres naturelles. ......

Elle s'emploie aussi comme matriau de protection contre l'incendie.

X - Argile expanse : L'argile expanse est constitue de grains d'argile qui ont t cuits dans un four rotatif grce une temprature augmentant rapidement. C'est un matriau se prsentant sous forme de grains creux, lgers et ayant de bonnes caractristiques thermiques isolantes avec un poids volumtrique apparent variant de 400 600 kg/m3. L'argile expanse s'ajoute au bton lger et au bton thermique isolant