TD-Materiaux-Construction - PDF Version 1 [PDF]

Zitiervorschau

Université Mohammed V - Agdal Faculté des sciences – Rabat

Master Mécanique & Energétique Module : Matériaux de construction TD - 2019 – Durée : 2 h

EXERCICE N°1 : Dans la chaine de fabrication du ciment, les matières premières utilisées sont le calcaire et l’argile. Une première transformation nous permet d’obtenir le cru. La cuisson de ce dernier nous donne le clinker. Le ciment est alors obtenu après ajout des matières secondaires (dosage). 1- Décrire la ligne de fabrication du cru ? 2- Le clinker est le résultat de la transformation du cru. De quoi se compose alors le clinker ? 3- Quel est le rôle joué par les matières secondaires utilisées pour finaliser la fabrication du ciment ?

EXERCICE N°2 : On considère les deux matières premières M1 et M2 dont les compositions chimiques sont rassemblées dans le tableau suivant :

Matière

Composition Chimique (% masse) CaO

SiO2

Al2O3

M1

80.8

7.5

11.7

M2

7.7

71.8

20.5

Les deux matières M1 et M2 sont destinées à produire un clinker qui doit être constitué des proportions en phases minéralogiques suivantes :

% masse

Ca3SiO5 C3S

Ca2SiO4 C2S

Ca3Al2O6 C3A

CaSiAl2O6 CSA

Clinker

65

25

10

6

1- Calculer le % total de l’oxyde CaO contenu dans ce clinker ? 2- Déterminer les rapports C/A et C/S des proportions de CaO combinées aux autres oxydes Al2O3 et SiO2 dans ce clinker ? 3- En considérant le mélange de : 1 part de M1 et X part de M2, trouver une relation représentant l'égalité de CaO présent dans les matières premières au CaO combiné dans les phases du clinker?

EXERCICE N°3 : On se propose de préparer un cru à partir de deux matières (calcaire (M1) et argile (M2)). Les matières premières utilisées ont les compositions chimiques et les granulométries suivantes : Composition Chimique (% masse) Matière

Granulométrie (% en diamètre)

CaO

SiO2

Al2O3

Fe2O3

20 m

100 m

500 m

Calcaire (M1)

80

10

06

04

10

20

70

Argile (M2)

06

60

20

14

50

30

20

1- Calculer la surface spécifique en m-1 de chaque matière, en supposant que celle-ci est constituée de grains sphériques ? 2- On procède au broyage de chaque matière par fragmentation en 15. Calculer les nouvelles surfaces spécifiques ? 3- Les deux matières premières M1 et M2 sont destinées à produire le clinker dont la composition en phase minéralogique est donnée dans le tableau suivant : % masse

Ca3SiO5

Ca2SiO4

Ca3Al2O6

Ca12Al14O33

Ca2AlFeO5

Clinker

50

30

08

07

05

Déterminer les rapports C/A; C/S et C/F des proportions de CaO combinées aux autres oxydes Al2O3 ; SiO2 et FeO3 dans ce clinker ? 4- On considère le mélange de 1 part de M1 et X part de M2, trouver une relation représentant l’égalité de CaO présent dans les matières premières au CaO combinée dans les phases du clinker ? 5- Calculer les proportions des deux matières premières M1 et M2 à mélanger pour constituer le cru ? 6- Donner la proportion de chaque oxyde composant ce cru ?

EXERCICE N°4 : La technique BET est utilisée pour déterminer la surface spécifique de la poudre du clinker broyé. A une température de 77K, l’azote est adsorbé sur la poudre du clinker, V étant le nombre de moles d’azote adsorbé à différentes pressions P, et P0 la pression de vapeur de l’azote liquide. A cette température (77K) la méthode BET est régie par l’équation : ( (

)

)

Vm : nombre de moles d’azote adsorbé dans une monocouche complète. Les mesures enregistrées sont rapportées sur le tableau suivant : P/P0 Vads (10-3 mol.g-1)

0.0152

0.0304

0.0403

0.0652

0.0905

0.1159

0.1415

0.1640

0.1888

17.65

20.79

21.78

24.16

26.24

28.15

29.84

31.69

33.48

P/P0 Vads -3 (10 mol.g-1)

0.2145

0.2398

0.2853

0.2906

0.3424

0.3908

0.4394

0.4877

35.29

37.11

38.85

40.72

44.37

47.99

51.97

56.41

1- Tracer le graphe de 1/V((P0/P)-1) en fonction de (P/P0) ? 2- Calculer la constante C ? 3- Déterminer la surface spécifique de la poudre du clinker utilisé en considérant que l’air couverte par une molécule d’azote est de 16,2Å2 ?

EXERCICE N°5 : Le béton est matériau composite constitué de plusieurs composants. 123456-

Quels sont les constituants du béton et quelle est leurs proportion ? Citer les phases formant le cycle de vie du béton ? Quels sont les groupes de béton classés selon leur masse volumique ? Comment déterminer la composition du béton ? Quelle est l’influence du dosage de l’eau sur la porosité du béton ? Quelles sont les caractéristiques d’un béton à hautes performances ?