TP 4 Les Liants Minéraux Aériens (Plâtre) [PDF]

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TP 4 Les liants minéraux aériens (Plâtre)

1. But : Déterminer la qualité du plâtre en agissant sur sa résistance à la flexion et à la compression, sa finesse de mouture, son délais de prise, ainsi que sa consistance normale.

2. Etude théorique : 3. Définition : Le plâtre de construction est le produit finement broyé obtenu par la cuisson du gypse CaSO4.2H2O à une température comprise entre 110 et 170 °C. CaS O 4 . 2 H 2 O→ CaSO 4 .

1 3 H 2 O+ H 2 O 2 2

La poudre de plâtre mélangée à l'eau, forme une pâte plastique qui durcie avec le temps et sous l'effet des processus physiques et chimiques. L'hydratation s'effectue suivant la réaction : 1 3 CaS O 4 . H 2 O+ H 2 O →CaS O 4 . 2 H 2 O 2 2

Le plâtre est un liant aérien qui durcie uniquement à l'air. Sa qualité dépend, comme règle générale, de finesse de mouture, des impuretés contenues dans le gypse, des délais de prise et de sa résistance.

4. Normalisation : Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

4.1.1.

Normalisation en fonction de résistance : Résistance des poutres (40x40x160mm) à l’âge de deux heures (MPa, kgf/cm2) à la compressio à la flexion n 2 (20) 1,2 (12) 3 (30) 1,3 (13) 4 (40) 2,0 (20) 5 (50) 2,5 (25) 6 (60) 3,0 (30) 7 (70) 3,5 (35) 10 (100) 4,5 (45) 13 (130) 5,5 (55) 16 (160) 6,0 (60) 19 (190) 6,5 (65) 22 (220) 7,0 (70) 25 (250) 8,0 (80)

Plâtre

Г–2 Г–3 Г–4 Г–5 Г–6 Г–7 Г – 10 Г – 13 Г – 16 Г – 19 Г – 22 Г – 25

Tab 4.1. Normalisation en fonction de résistance.

4.1.2.

Normalisation en fonction de délais de prise : Index des délais de prise Durcissemen t rapide Durcissemen t moyen Durcissemen t lent

Délai de prise (min) Début

Fin

А

2

15

Б

6

30

С

20

---

Tab 4.2. Normalisation en fonction de délais de prise.

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

4.1.3.

Normalisation en fonction de la finesse de mouture :

Mouture basse Mouture moyenne Mouture fine

Index de degré de mouture I II III

Refus du plâtre sur le tamis 0,2 en % 23 14 2

Tab 4.3. Normalisation en fonction de la finesse de mouture.

4.1.4.

Exigences supplémentaires : Certains usages du plâtre exigent des conditions de qualité supplémentaires. Propriétés

Liant pour la fabrication des articles

Marque du liant, pas inférieure Refus sur le tamis 0,2 Additions

Г–5 12 ---

Tab 4.4. Exigences supplémentaires.

5. Expériences : 6. Détermination de la finesse de mouture de plâtre de construction : 6.1.1.

Kerdi Ziyed

Equipements et matériaux :  Etuve de séchage,  Tamis № 02,  Balance technique,  Dessiccateur,

groupe 408

AEGCAD

 Plâtre de construction.

6.1.2.

Réalisation d’expérience :  Sécher le plâtre pendant 1 heure à une température de 105 à 110⁰C.  Mettre le plâtre sec dans un dessiccateur et le laisser refroidir jusqu’à la température ambiante.  Peser 50 g du plâtre sec avec une précision de 0,1 g.  Cribler l’échantillon à l’aide du tamis № 02.  Peser le refus avec une précision de 0,1 g.  Calculer la finesse de mouture du plâtre de construction par la formule: F=

m1 × 100 % m

Où m1 – masse du refus du plâtre sur le tamis en g, m – masse de l’échantillon en g (m = 50 g).  Effectuer deux essais et calculer la finesse de mouture moyenne.

6.1.3.

Résultats d’expérience : E s s a i

m 1

(g )

m (g )

F (% )

Fm oy

( % )

M a r q u e

1 2 Tab 4.5. Détermination de la finesse de mouture.

7. Détermination de la consistance normale du plâtre:

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

7.1.1.

Equipements et matériaux :       

7.1.2.

Viscosimètre de Soutard, Balance technique, Tasse en porcelaine, Couteau métallique, Spatule métallique, Plâtre de construction, Eau potable.

Réalisation d’expérience :  Préparer le viscosimètre de Soutard. Il se compose d’un cylindre de diamètre 50 mm et de hauteur 100 mm et d’un verre carré de dimension 200x200 mm sur lequel sont imprimées des cercles de diamètre de 6 à 20 cm.  Mouiller avec de l’eau la surface intérieure du cylindre et le placer au centre du verre.  Peser 300 g du plâtre avec une précision de 1 g.  Verser le plâtre dans une tasse en porcelaine ou se trouve un volume connu d’eau potable (50 % près de la masse de l’échantillon) et les mélanger soigneusement et rapidement pendant 30 secondes.  Laisser reposer la pâte pendant 60 secondes.  Mélanger la pâte deux fois à l’aide d’une spatule métallique et la verser dans le cylindre du viscosimètre; enlever la pâte qui déborde à l’aide d’un couteau; la durée de ces deux opérations ne doit pas dépasser 30 secondes.  Soulever rapidement et verticalement le cylindre; la pâte s’affaisse et forme sur le verre une galette.  Mesurer le diamètre de la galette. 1. Si le diamètre est égal à 12 cm, la consistance est normale.

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

2. Si le diamètre est inférieur à 12 cm, il faut refaire l’essai en augmentant la quantité d’eau de 5 % près. 3. Si le diamètre est supérieur à 12 cm, il faut refaire l’essai en diminuant la quantité d’eau de 5 % près.



Pour la quantité d’eau optimale exprimer la consistance normale en pourcentage par la formule: CN =

7.1.3.

Masse d ' eau ×100 % Masse du plât ℜ

Résultats d’expérience :

M as se d’ ea u (g)

M as s e d u pl ât re (g )

Dia mè tre de la gal ett e (c m)

Consi stanc e norm ale (%)

M a r q u e

1 2 3 Tab 4.6. Détermination de la consistance normale du plâtre.

8. Détermination des délais de prise du plâtre: 8.1.1.

Equipements et matériaux :  Appareil de Vicat (fig. 4.1.),

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

      

Balance technique, Tasse en porcelaine, Spatule métallique, Couteau métallique, Chronomètre, Plâtre de construction, Eau potable.

Fig. 4.1. Appareil de Vicat.

8.1.2.

Réalisation d’expérience :  Graisser la surface intérieure du moule tronconique.  Préparer dans une tasse en porcelaine la quantité d’eau correspondante à la consistance normale de 200 g du plâtre.  Verser 200 g du plâtre à vitesse constante dans l’eau et mélanger pendant 30 secondes.  Verser la pâte dans le moule tronconique et araser sa surface par le couteau métallique; la durée de cette opération ne doit pas dépasser 30 secondes.

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

 Placer le moule sur l’appareil de Vicat et mettre l’aiguille en contact avec la surface de la pâte en la fixant avec la vis.  Libérer l’aiguille en la laissant s’enfoncer par son propre poids dans la pâte; remarquer la distance entre l’extrémité de l’aiguille et la surface de l’appareil de Vicat; répéter cette opération toutes les 30 secondes en changeant chaque fois le lieu de chute de l’aiguille.  Déterminer les délais de prise d’après les conditions suivantes: 1. Début de prise: c’est l’intervalle de temps qui s’écoule entre l’instant du gâchage et celui où l’aiguille ne pénètre plus jusqu’au fond du moule; 2. Fin de prise: c’est l’intervalle qui sépare l’instant du gâchage et celui où l’aiguille ne pénètre plus dans la pâte.

8.1.3.

Résultats d’expérience : Début de prise (s)

Fin de prise (s)

Mar que

1 2 3 Tab 4.7. Absorption d’eau.

9. Détermination de la résistance mécanique du plâtre: 9.1.1.

Equipements et matériaux :  Machine d’essai à la rupture par flexion et par compression,

 Moule normalisé 4x4x16 cm, Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

      

9.1.2.

Balance technique, Tasse en porcelaine, Spatule métallique, Couteau métallique, Chronomètre, Plâtre de construction, Eau potable.

Réalisation d’expérience :  Graisser le moule métallique.  Peser 1200 g du plâtre avec une précision de 1 g.  Mettre le volume d’eau correspondant à la consistance normale dans une tasse en porcelaine.  Verser le plâtre dans l’eau avec une vitesse constante et malaxer le mélange pendant 60 secondes.  Remplir d’une façon homogène le moule pendant 30 secondes  Araser la pâte sur les bords du moule.  Après 1 heure démonter le moule et extraire les échantillons; laisser les durcir à l’air pendant 30 min.  Déterminer la résistance à la rupture par flexion des échantillons à l’âge de 1,5 heure et inscrire les résultats dans le tableau.  Déterminer la résistance à la rupture par compression des demi – échantillons obtenus après essai de flexion et inscrire les résultats dans le tableau ; la vitesse de chargement du presse hydraulique doit être 20 ± 5 kgf/cm² par sec.

9.1.3.

Résultats d’expérience : Résistance à

Kerdi Ziyed

groupe 408

Résistance à la

Marque

AEGCAD

la flexion (MPa)

compression (MPa)

Tab 4.3. Détermination de la résistance mécanique du plâtre.

10.

Obtention du plâtre au laboratoire: 10.1.1. Equipements et matériaux :  Four,  Tasse en porcelaine,  Mortier avec pilon,  Tamis № 02,  Balance technique,  Chronomètre,  Gypse naturel. 10.1.2. Réalisation d’expérience :  Broyer et tamiser 100 g du gypse naturel.  Etaler le gypse dans une tasse en porcelaine et la peser.  Sécher le gypse dans une étuve de séchage (t = 50-60° C) jusqu’à l’obtention d’une masse constante.  Peser le gypse et le mettre dans le four; la température de cuisson varie de 160 à 180°C.  Après 90 min retirer le gypse et le mettre dans un dessiccateur.

Kerdi Ziyed

groupe 408

AEGCAD

 Peser le plâtre obtenu et déterminer par calcul le pourcentage d’hémihydrate.

11.

Kerdi Ziyed

Conclusion :

groupe 408

AEGCAD