Dalai Maniabilite Grave Ciment LCPC PDF [PDF]

Zitiervorschau

ISSN 0085-2643

MINISTËRE DE l'ENVIRONNEMENT ET DU CADRE DE VIE MINISTËRE DES TRANSPORTS LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSÉES

Rapport de recherche lPC N° 79

Propriétés générales des graves traitées par des ciments spéciaux et des retardateurs de prise J. ALEXANDRE A.BROCCOLI C.CIMPELLI J.-L. PAUTE

Juillet 1978

Propriétés générales des graves traitées par des ciments spéciaux et des retardateurs de prise J. ALEXANDRE Ingénieur Centre d'étude et de recherche des liants hydrauliques

A. BROCCOLI Technicien supérieur Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Bordeaux

C. CIMPELLI Ingénieur Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de l'Est Parisien

J.-L. PAUTE Ingénieur Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Saint-Brieuc

Ce rapport a été rédigé avec la collaboration de MM. GAUTIER, HORNAIN, VOLANT Ingénieurs au CERILH. Pour ce qui concerne les Laboratoires des Ponts et Chaussées, il s'appuie sur les études réalisées dans le cadre de : -- l'action de recherche pluriannuelle (AR) : 34 • Assises traitées aux liants hydrauliques - la fiche d'action élémentaire de recherche (FA ER) : 34064 • Traitement des graves par des ciments spéciaux pour assises de chaussées.

Sommaire Résumé Présentat io n

4 5

Chapitre 1

Objectifs de la recherche

7

Chapitre 2

Matériaux soumis à l'étude

8 8

Chapitre 3

Chapitre 4

Les gra nu lats Les ciments Les adjuvants Caractéristiques de compactage des différentes graves-ciment Relations entre poids et volumes dans une grave-ciment

9 10 10

Étude du délai de maniabilité des graves-ciment Ciments spéciaux et retardateurs de prise

13

9

Description des méthodes envisagées pour déterminer le délai de maniabilité d'une grave-ciment Mise au point de la méthode par auscultation dynamique Étude de la variation du délai de rnaniabilité en fonction de la nature du ciment, de la nature de la grave, de celle du retardateur de prise et de son dosage Influence du délai de compactage sur les performances mécaniques d'une grave-ciment Influence de la température sur le délai de maniabilité Comparaison des délais déterminés par mesure sonique et des courbes de chaleur d'hydratation obtenues sur grave-ciment Aspect microstructurel du délai de maniabilité de la grave-ciment (9 et 10) Conclusions générales

29 37 41

Étude des performances mécaniques des graves-ciment

46

13 18

22 27 29

1nfluence

Chapitre 5

de la nature du ciment, de son dosage, de la nature de la grave et du taux de compactage sur la résistance en traction directe Comparaison entre la résistance en traction directe sur grave-ciment et de la résistance en flexion (Rtf) sur mortier ISO Étude de la sensibilité des graves-ciment vis-à-vis des variations de teneur en eau Comportement des graves-ciment à la fatigue

54 55

Conclusions

58

Bibliographie Résumé en anglais, allemand, espagnol et russe

46 53

60 61

Les trois annexes: 1 - analyses chimiques des ciments et de leurs constituants, 2 - détermination du délai de maniabilité par auscultation dynamique, 3 - étude microstructurelle au microscope électronique à balayage (MEB), citées dans ce rapport peuvent être obtenues en s'adressant au Laboratoire des Ponts et Chaussées de Saint-Brieuc - 12, rue Sully, 22000 Saint-Brieuc.

MINISTERE DE L'ENVIRONNEMENT ET DU CADRE DE VIE - MINISTERE DES TRANSPORTS LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSÉES 58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15 Tél. : (1) 532-31-79 - Télex: LCPARI 200361 F JUI LLET 1978

résumé

.l'Vo.\ lecteurs étral/ger.\ Irouveront ce rf.\umé traduit en anglais, allemand, e.\pagnol et rusle en Jin de rapport. Our rl'aders willjind this ahstract al the el/d of the report. Unsae J,eserjillden difle :::y.\ammellfa\sul/f!, am Ende de.\ Berichln. JVuf.\lro.\ lertorn hallaràll este resumel/ al/inal del informe. !>.IIcr}n/ù

I/II'hCIl/ 1/llIllIlI/llll/1II 1l().\{l'lL!('1l li 1,()/Il!C IIIlI'll'l/lil.

L'étude présentée dans ce rapport de recherche avait pour objectif principal d'approfondir la connaissance de certaines caractéristiques générales des gravesciment : le déroulement de la prise et la mise au point d'une méthode permettant de définir le délai de maniabilité, l'influence de l'incor90ration de retardateurs de prise sur le délai de maniabilité et sur la résistance des araves-ciment ainsi adjuvantées, - les caractéristiques des graves traitées par des ciments spéciaux. On se proposait, également, d'examiner s'il existe des relations entre la résistance sur graves-ciment et sur mortier ISO. La prise et le durcissement d'un ciment constituant en réalité un phénomène continu, il apparaît que la définition du délai de maniabilité ne peut qu'être arbitraire. On s'est donc attaché à définir ce critère comme étant le temps pendant lequel on peut mettre en oeuvre une arave-ciment sans altérer sensiblement ses caractéristiques mécaniques. Trois p~océdés ont été expérimentés: l'auscultation dynamique, la calorimétrie et l'étude microstructurelle Dar des observations d'éclats de graves-ciment âgées de quelques heures au microscope électronique à balayage. L'emploi de retardateurs de prise apparaît un procédé efficace pour augmenter le délai de maniabilité des graves-ciment. Il apparaît que l'on peut distinguer du point de vue de l'hydratation, les ciments moulus finement (normalisés ou non) d'une part, et les ciments moulus grossièrement d'autre part. Du point de vue des performances mécaniques, on constate que la teneur en eau optimale coïncide 9ratiquement avec la teneur en eau de ressuage définie à l'essai Proctor modifié. On a pu également, pour cette teneur en eau, relier les performances mécaniques à un paramètre sans dimension, le dosage volumétrique en ciment (DVC) paramètre qui intègre le dosage en ciment et la compacité de la grave-ciment. L'étude en fatigue montre que la grave-ciment Drésente un comportement relativement peu dispersé. La limite d'endurance à un million de char~ements est légèrement supérieure à la moitié de la résistance statique.

MOTS CLES 33 - Raoport de Recherche - granulométrie continue - granulat - ciment prise - maniabilité - retardateur de prise - résistance (mater) - mécanique durée - teneur en eau - compacité - dosage (mélange) - fatigue (mater).

4

PRESENTATION J. BONNOT Chef du département des chaussées L.C.P.C.

J.-P. MÉRIC Directeur général du C.E.R.I.L.H.

Le. flappOM: de. fle.iéhe.fliéhe. de. MM. Me.xandJte., BflOiéiéOU, Cünpe.LU e): Paute. e;;,t fa l.>ynthè.J.>e. de. fle.iéhe.Jtiéhe;;, e.6 6e.duée;;, l.>Llfl fe;;, gflave;;, -cAme.nt, dan!.> fe. iéadJte. d'une. adJ.on généflale. me.née. pOLlfl pe.Jt6e.iétionne.Jt iéme. te.iéhlÙqUe. déjà anue.nne. et f(Ll pe/tme):t![e. iUvt!.>i de. mie.u.x ftépondJte. aux be;;,oin!.> e.n aMi!.>e;;, de.·~hau.!.>l.>ée.!.> pOLlfl tfla6iié fOLlfld. POM fe;;, Laboflatoifle;;, de;;, Pont!.> e): Chau.!.>l.>ée;;" iée;;, fle.iéhe.Jtiéhe;;, ont été alÙmée;;, pM M. PalLte., flappOflte.uJt de. f' o.iétion éR.éme.ntcUJte. de. fle.iéhe.Jtdle. iéo.'Vte;;,pondante. ; mai!.> iée. flappOM: e;;,t fe. 6flMt d'une. iéoffaboflation 6flUd:ue.u.!.>e. qui l.>' e;;,t étabUe. e.ntfle. fe;;, Laboflatoifle;;, de;;, Pont!.> e): Chau.!.>l.>ée.l.> e): fe. Ce.ntfle. d'étude. e): de. fle.iéhe.Jtiéhe. de. f' indu.!.>tflie. de;;, .[[ant!.> hydflalLUque;;, (C _E. R. r. L. H• ), fa pMtiupatio n de. ~e. de.JtlÙe.Jt témoignant de. f'intéftêÂ: que. pOf1Xe. f'indu.!.>tflie. ume.ntiè.fle. à ~e.tie. uJ:iü.J.,ation pMti~lLUè.fle. du ume.nt.

Le. flappOM: iéompfle.nd de.ux pMtie;;, tflè.l.> d.l66éfle.nte;;, : fa pwe. du ume.nt e.n miUe.u gflave.-ume.nt fe;;, pflOpftiété.l.> mé.iéalÙque;;, de;;, gflave;;,-ume.nt apflè.l.> dLlflwJ.>e.me.nt.

e):

Le;;, e;;,l.>ai!.> ont pOM:é, e.n gflande. pMtie., l.>Llfl de;;, ume.nt!.> fle.iéOn!.>tituél.> e.n fabOflatoifle. à paJttiJt d'un mê.me. c1inRe.Jt e): de. fcUtie.Jt, iée.ndJte;;,-vofante;;, ou Mne;;, iéaliéaifle;;" e.n dOMge. vafliabfe., de. 6açon à me):t![e e.n é.vide.niée. fe. pMamè.tfle. "natLlfle. de. f' aj olLt" .

Prise du ciment L'étude. de. fa pwe. du ume.nt e.n miUe.u. gflave.-ume.nt a été fle.ndue. né~e;;,l.>aifle. pOLlfl éc1aiflw fe. pflobfè.me. de. fa dé6ilÙtion d'un dé.fiU de. malÙabiUté.. Vu point de. vue. de f'appUiéation pflatiqUe., ~e.tie. notion l.>' intflodMt l.>impfeme.nt iéomme. fe. dé.fiU iéompté. à paJttiJt du malaxage. au bolLt duquef if n'e;;,t pfu.!.> pOMibfe. de. me):t![e. e.n Oe.uvfle. fa g.'tave.-ume.nt l.>an!.> que. l.>e;;, pflopftiétél.> méiéalÙque;;, e.n !.>Oient J.>e.n!.>ibfe.me.nt a66e.dé.e;;, ; iée;;, pflopftié.tél.>!.>Ont a66e.iétée;;" d'une. palU: pMiée. que. fa pwe. du. ument iéomme.nçant à fliUrilfl fe. matéftiau, if n' e.l.>t pfu.!.> pOMibfe de. fe iéompaiéte.Jt e.6 M~aiée.me.nt, e): d'autfle. palU: pMiée. que. fe;;, pfle.lm.è.fle;;, Uai!.>on5 de. pwe. !.>Ont flOmpue;;, pM fe;;, mouveme.nt!.> flefati6l.> de;;, é.fê.me.nt!.> de. fa gflave. au iéOu.fl!.> de;;, O'JéflatlOn!.> de. mi!.>e. e.n oe.uvfle.. Mai!.> ~e.tie. déMlÙtion ne. pe.flme.t pM d'e.n tifle.Jt rilfle.iéte.me.nt un e;;,l.>iU de. faboflatoifle. "dé.te.flmination du déR.iU de. malÙabiUté." e): on a iéhe.Jtiéhé. à déMnifl de;;, méthode;;, indifle.de;;, appU~abfe;;, pflatique.me.nt. Ce;;, mé.thode;;, inrilfle.de;;, uJ:iü.J., e.nt fa me;;,Llfle. d'une. iéMadé.wtique. méiéalÙque. qui évofue. !.>Ou.!.> l'e.66e.t de.!.> modibiiéation!.> du miUe.u aiéiéompagnant la pwe. e.t le. dLlfl~i!.>l.>e.me.nt du fiant : flél.>i!.>tan~e. à fa fluptLlfle. e.t l.>uJttolLt v-e. du l.>on. Le;;, di66iiéuité.l.> fle.niéontflée;;" qui pflovie.nne.nt notamne.nt du 6ait qu'on ne. pe.lLt dé.Mnifl un l.>elLU tflè..s ne): dan!.> le. pflOiée;;,l.>u.!.> iéontinu d' é.volu.t.lon de. fa pwe. e): du dLlflwJ.>e.me.nt du ume.nt au iéOu.fl!.> du te.mpl.>, ont iéonduit à é.tudie.Jt de. 6açon bine. .ta pwe. du ume.nt dan!.> iée. miUe.u. tflè.l.> pMtiiélLUe.Jt que. iéOn!.>WUe. une. gflave- cAme.nt, miUe.u. à 6iUble. dOl.>age. e): 60M:e. pOflO!.>-