Calcul de l’Affaissement du Béton (Slump Test)
Comprendre l'Affaissement du Béton
L'essai d'affaissement au cône d'Abrams (ou "Slump Test") est une méthode empirique largement utilisée pour mesurer la consistance et la maniabilité (ouvrabilité) du béton frais. Il consiste à remplir un moule tronconique normalisé avec du béton frais, puis à démouler et à mesurer la différence de hauteur entre le haut du moule et le haut du béton affaissé. Cette valeur, appelée "affaissement" ou "slump", donne une indication de la fluidité du béton. Un affaissement élevé indique un béton plus fluide, tandis qu'un affaissement faible caractérise un béton plus ferme. La valeur d'affaissement est utilisée pour classer le béton selon des classes de consistance (S1 à S5 selon la norme NF EN 206-1) et pour vérifier la conformité du béton livré sur chantier par rapport aux spécifications du projet.
Données de l'étude
- Affaissement mesuré (\(S\)) : \(75 \, \text{mm}\)
- Dimensions du cône d'Abrams (selon NF EN 12350-2) :
- Hauteur du cône : \(300 \, \text{mm}\)
- Diamètre de la base inférieure : \(200 \, \text{mm}\)
- Diamètre de la base supérieure : \(100 \, \text{mm}\)
- Classes de consistance par affaissement (selon NF EN 206-1) :
Classe de Consistance Affaissement (mm) S1 (Ferme) 10 à 40 S2 (Plastique) 50 à 90 S3 (Très plastique) 100 à 150 S4 (Fluide) 160 à 210 S5 (Très fluide) ≥ 220
Schéma : Essai d'Affaissement au Cône d'Abrams
Illustration du principe de mesure de l'affaissement du béton.
Questions à traiter
- Quelle est la valeur de l'affaissement mesuré pour cet échantillon de béton ?
- En utilisant le tableau des classes de consistance, déterminer la classe de consistance (S1, S2, S3, S4 ou S5) de ce béton.
- Décrire brièvement le type de maniabilité associé à cette classe de consistance.
- Si le rapport Eau/Ciment de ce béton était augmenté de manière significative, quel effet cela aurait-il typiquement sur la valeur de l'affaissement ? Expliquer pourquoi.
- Pour quel(s) type(s) d'ouvrages ou de mise en œuvre un béton de cette classe de consistance (déterminée à la question 2) serait-il généralement adapté ? Donner un ou deux exemples.
Correction : Calcul de l’Affaissement du Béton
Question 1 : Valeur de l'Affaissement Mesuré
Principe :
La valeur de l'affaissement est directement donnée dans l'énoncé de l'étude.
Données spécifiques :
- Affaissement mesuré (\(S\)) : \(75 \, \text{mm}\)
Question 2 : Classe de Consistance du Béton
Principe :
On compare la valeur de l'affaissement mesuré aux plages définies pour chaque classe de consistance dans la norme NF EN 206-1.
Données spécifiques :
- Affaissement mesuré (\(S\)) : \(75 \, \text{mm}\)
- Classes de consistance (extrait de NF EN 206-1) :
- S1 : 10 à 40 mm
- S2 : 50 à 90 mm
- S3 : 100 à 150 mm
- S4 : 160 à 210 mm
- S5 : ≥ 220 mm
Analyse :
L'affaissement mesuré est de \(75 \, \text{mm}\).
En comparant cette valeur aux plages :
Question 3 : Description de la Maniabilité Associée
Principe :
Chaque classe de consistance correspond à un niveau de maniabilité.
Analyse :
La classe S2 est qualifiée de "Plastique". Un béton de consistance plastique :
Quiz Intermédiaire 1 : Un affaissement très faible (ex: classe S1) indique un béton :
Question 4 : Effet d'une Augmentation du Rapport E/C sur l'Affaissement
Explication :
Si le rapport Eau/Ciment (E/C) est augmenté de manière significative (c'est-à-dire si on ajoute plus d'eau pour la même quantité de ciment, ou si on réduit le ciment pour la même quantité d'eau), la fluidité du béton frais augmente.
L'eau agit comme un lubrifiant entre les particules de ciment et les granulats. Une plus grande quantité d'eau réduit les forces de frottement internes du mélange, le rendant moins visqueux et plus apte à s'écouler et à se déformer sous son propre poids.
Par conséquent, une augmentation du rapport E/C entraînerait typiquement une **augmentation de la valeur de l'affaissement**. Le béton s'étalerait davantage après le retrait du cône.
Question 5 : Applications pour un Béton de Classe S2
Analyse :
Un béton de classe de consistance S2 (affaissement de 50 à 90 mm), qualifié de "plastique", est polyvalent et couramment utilisé dans de nombreuses applications du bâtiment et du génie civil. Sa maniabilité permet une mise en œuvre relativement aisée avec des moyens de vibration standards.
Exemples d'applications typiques pour un béton S2 :
Il offre un bon compromis entre facilité de mise en œuvre et maintien de la cohésion, limitant les risques de ségrégation par rapport à des bétons plus fluides (S3, S4, S5) si ceux-ci ne sont pas spécifiquement formulés (par exemple, avec des adjuvants).
Quiz Intermédiaire 2 : Pour couler du béton dans des coffrages très denses en ferraillage ou pour des éléments de faible épaisseur, on préférera généralement un béton de classe :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Le test d'affaissement au cône d'Abrams est principalement utilisé pour évaluer :
2. Un affaissement de \(120 \, \text{mm}\) correspond à quelle classe de consistance selon NF EN 206-1 ?
3. Lequel des facteurs suivants a l'influence la plus directe et la plus significative sur l'augmentation de l'affaissement du béton (pour des granulats et un ciment donnés) ?
Glossaire
- Affaissement (Slump)
- Mesure de la consistance du béton frais, déterminée par l'essai au cône d'Abrams. C'est la différence de hauteur entre le haut du moule et le haut du béton affaissé après démoulage.
- Cône d'Abrams
- Moule tronconique normalisé utilisé pour réaliser l'essai d'affaissement du béton.
- Maniabilité (Ouvrabilité)
- Facilité avec laquelle un béton frais peut être mélangé, transporté, mis en place, compacté et fini sans ségrégation ni ressuage excessifs.
- Consistance du Béton
- Propriété du béton frais qui décrit sa fluidité ou sa rigidité. Elle est souvent caractérisée par l'affaissement.
- NF EN 206-1
- Norme européenne (reprise en France) qui spécifie les exigences, les performances, la production et la conformité du béton.
- Classe de Consistance (S1-S5)
- Classification du béton frais selon sa valeur d'affaissement, définie par la norme NF EN 206-1. S1 correspond à un béton ferme, S5 à un béton très fluide (voire auto-plaçant).
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