TP La Finasse de Ciment [PDF]

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3 : MESURE DE LA FINESSE DE MOUTURE DES CIMENTS GENERALITES : La taille d'une particule de ciment a un effet important sur la vitesse à laquelle elle va s'hydrater lorsqu’elle est exposée à l'eau. En réagissant, une couche de produit d'hydratation se forme autour de l'extérieur de la particule, séparant le noyau n'ayant pas réagi de la particule de l'eau environnante. Comme cette couche devient plus épaisse, le taux d'hydratation ralentit. Par conséquent, une petite particule réagira beaucoup plus rapidement qu'une grosse particule. Une particule ayant un diamètre de 1μm réagira complètement en 1 jour, alors qu'une particule de 10μm de diamètre réagira complètement en 1 mois environ. Les particules d'une taille supérieure à environ 50μm ne réagiront probablement jamais complètement, même si la source d'eau est suffisante. Clairement, la distribution granulométrique est essentielle pour contrôler la vitesse à laquelle un ciment durcit et gagne en résistance. Il doit y avoir une certaine quantité de petites particules pour assurer que le ciment durcisse dans un délai raisonnable, mais s'il y a trop de petites particules, le ciment se durcira trop rapidement, ne laissant pas de temps pour le mélange et la mise en place. Heureusement, le processus de broyage a une tendance naturelle à produire une large gamme de tailles de particules, donc ce n'est pas un problème. PRINCIPE DE L’ESSAI : La finesse de broyage d'un ciment est exprimée en termes de surface spécifique (cm²/g) et mesurée par le test de Blaine, dit de perméabilité à l'air, utilisant la relation qui établit que la traversée d'un lit de granules par un fluide est affectée par la surface spécifique des granules. Ainsi, en calculant la durée que met un gaz sous pression à traverser un volume donné de granules, on en déduit la surface des granules avec un protocole expérimental bien définit selon la norme utilisée. Plus le broyage est fin, et plus la surface calculée est importante. MATERIEL NECESSAIRE 1. Balance 2. Perméabilimètre de Blaine 3. Poudre étalon et Mercure 4. Rondelles de papier filtre 5. Chronomètre

Perméabilimètre de Blaine 1

MODE OPERATOIRE I. Détermination du volume total de la cellule : 1. On nettoie soigneusement de la plaque perforée. 2. On insère le filtre sur la grille tout en s’assurant qu’il reste bien plat 3. On pèse la cellule M1=4. On remplit la cellule de mercure à température connue T=21°C en utilisant une plaque de verre pour égaliser la surface, puis on tapote pour enlever les bulles d’air. 5. On enlève toute trace de mercure sur l’extérieure de la cellule, puis, on pèse à nouveau M2. 6. Le volume de la cellule II. Préparation d’un lit de ciment pour en mesurer le volume comme suit : 1. On pèse une quantité de ciment 3g. 2. On nettoie la cellule et on place un papier filtre sur la plaque perforée. 3. On verse le ciment dans la cellule et on donne quelques coups, on place un deuxième filtre sue le ciment. 4. On nettoie le pilon, puis on l’insère dans la cellule et on l’enfonce lentement jusqu’à la butée. 5. On enlève le pilon délicatement. III. Détermination du volume restant au-dessus du ciment comme suit 1. On remplit le volume restant au-dessus du lit de ciment avec du mercure en utilisant à nouveau une plaque de verre pour obtenir une surface plane. 2. On enlève toute trace de mercure de l’extérieure de la cellule, puis on enlève la plaque de verre et on récupère et le mercure contenu dans la cellule. 3. On pèse le mercure récupéré M3 4. Le volume du ciment par calcul IV. Mesure de surface spécifique : 1. Suivant la norme NFP 15-442, en utilisant la méthode à porosité constante. 2. On détermine la constante K à partir de la formule de la surface spécifique de l’appareil avec une poudre étalon (ciment de référence), puis on détermine la surface spécifique du ciment CPJ35 et CPJ 45 V. Détermination de la constante K : 1. On prépare un lit de ciment de référence pour déterminer la valeur de la constante K 2. On choisit la porosité à utiliser=0.5 3. Et on calcule la masse de ciment de référence à utiliser avec la formule : 4. On nettoie et on prépare la cellule après l’usage précédent et on met un nouveau papier filtre, on pèse la masse de ciment de référence , ensuite on frappe légèrement et on recouvre d’un second papier filtre , on compacte à pression constante avec le pilon et on l’enlève ensuite délicatement , on vérifie si le niveau manométrique est au trait inférieur , on enduit les surfaces correspondantes de la cellule et du tube manométrique de graisse silicone , on ouvre le robinet d’arrêt pour éviter de comprimer l’air quand on monte la cellule et puis on ajuste la cellule sur l’ouverture supérieure du manomètre. 2

5. Après on applique une succession avec la poire aspirante (pomper légèrement avec la poire pour que le liquide monte au-dessus du trait A, en ouvrant légèrement le robinet, on contrôle facilement la montée du liquide, puis on ferme le robinet. 6. Ensuite, on mesure le temps pour un écoulement du niveau B au niveau C. 7. Puis, on calcule la constante K avec la formule : 8. On prépare maintenant un lit du ciment à essayer : 9. On calcule la masse de ciment requise pour obtenir une porosité de 0.5, en utilisant le poids spécifique qui a été prédéterminé et le volume V du lit : 10. On applique la dépression et on mesure le temps puis on calcule la surface spécifique par unité de masse du ciment : 11. Si le matériau soumis à l’essai à un poids spécifique différent de celui du ciment de référence, la formule devient CONCLUSION : Dans ce TP, nous nous sommes intéressés à la mesure du temps de début de prise et le temps de fin de prise, ceci nous a permis de tirer les conclusions suivantes : Les teneurs en eau et les quantités de ciment, de gypse influencent de manière considérable le temps de prise. La fabrication du ciment exige donc une préparation minutieuse et un contrôle constant de la composition des matières premières si l'on veut obtenir un produit qui convient aux plus hautes exigences. La méthode de mesure de l’enfoncement de l’aiguille de Vicat selon la norme comporte plusieurs points négatifs : Elle repose sur une mesure de de la distance au fond du moule jusqu’à la point de l’aiguille après un pas de temps de 10 s ,ce qui ne donne pas des mesures continues ,les courant s d’air qui peuvent transporter l’humidité ne sont pas aussi inclut et diffèrent de laboratoire à un autre Il serait intéressant de rechercher les possibilités utilisant l’évolution de la pression interstitielle et des propriétés rhéologiques pendant la prise. Ces méthodes devront permettre de détecter de manière précise l’évolution de la structuration de la pâte de ciment dès le malaxage à l’aide de grandeurs mécaniques et aussi l’humidité du milieu où l’on fait l’essai.

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