Calcul de l’Ouvrabilité du Béton
Comprendre le Calcul de l’Ouvrabilité du Béton
Vous êtes ingénieur en génie civil travaillant pour une entreprise de construction. Un nouveau projet nécessite la préparation de béton pour couler les fondations d’un petit bâtiment commercial. L’ouvrabilité du béton est cruciale pour assurer une bonne mise en œuvre et une qualité durable des structures. Vous êtes chargé de vérifier l’ouvrabilité du béton en utilisant le test d’affaissement, qui est un indicateur de la maniabilité du béton frais.
Pour comprendre le Calcul de l’affaissement du béton, cliquez sur le lien.
Données:
– Composition du béton par mètre cube:
- Ciment : 350 kg
- Eau : 175 litres
- Sable (humide) : 800 kg
- Gravier : 1200 kg
- Adjuvant réducteur d’eau : 2.1 kg (0.6% du poids du ciment)
– Conditions environnementales:
- Température : 20°C
- Humidité relative : 60%
Questions:
1. Calcul de la teneur en eau effective :
Déterminez la teneur en eau effective en prenant en compte l’humidité du sable. L’humidité du sable est de 5%, ce qui affecte la quantité d’eau libre disponible pour l’hydratation du ciment.
2. Calcul de l’affaissement :
Utilisez la formule simplifiée pour estimer l’affaissement du béton en fonction de la teneur en eau, du type de ciment, et de l’adjuvant utilisé. La formule de l’affaissement \( S \) est donnée par \( S = K \times (W/C) \), où \( K \) est une constante qui dépend des conditions de mélange et des matériaux (prendre \( K = 25 \) pour cet exercice), et \( W/C \) est le rapport eau sur ciment.
3. Analyse de l’ouvrabilité :
Selon le résultat de l’affaissement obtenu, déterminez si le béton préparé est dans une plage d’ouvrabilité acceptable pour le coulage des fondations. La plage acceptable pour des fondations standard est de 50 à 100 mm.
Correction : Calcul de l’Ouvrabilité du Béton
1. Calcul de la teneur en eau effective
Le béton est préparé avec une certaine quantité d’eau ajoutée (175 L) et du sable déjà humide. Le sable présente une humidité de 5 % par rapport à sa masse sèche. Cela signifie que le sable humide contient une quantité d’eau supplémentaire qui peut être prise en compte dans le calcul de la teneur totale en eau. Toutefois, dans la pratique du dosage, l’eau « libre » pour l’hydratation du ciment est souvent considérée comme l’eau apportée par le batteur moins l’eau « liée » aux agrégats.
Formule et données :
- Eau ajoutée : 175 L
- Masse de sable humide : 800 kg
- Humidité du sable : 5 %
- Eau contenue dans le sable = 5 % × 800 kg = 40 kg (≈ 40 L, car 1 L d’eau ≈ 1 kg)
Calcul :
Pour déterminer la teneur en eau effective (\(E_e\)), on soustrait la quantité d’eau incorporée dans le sable (considérée comme non libre) de l’eau ajoutée :
\[ E_e = \text{Eau ajoutée} – \text{Eau liée au sable} \] \[ E_e = 175\,\text{L} – 40\,\text{L} \] \[ E_e = \mathbf{135\,\text{L}} \]
2. Calcul de l’affaissement
L’affaissement (\(S\)) du béton est estimé par une formule simplifiée qui fait intervenir une constante \(K\) et le rapport eau/ciment (\(W/C\)). Ici, \(K\) est donné comme étant 25.
Formule :
\[ S = K \times \left(\frac{W}{C}\right) \]
Données :
- Teneur en eau effective (\(W\)) : 135 L (soit 135 kg)
- Masse de ciment (\(C\)) : 350 kg
- Constante \(K\) : 25
Calcul :
1. Calcul du rapport \(W/C\) :
\[ \frac{W}{C} = \frac{135}{350} \approx 0,386 \]
2. Calcul de l’affaissement :
\[ S = 25 \times 0,386 \approx \mathbf{9,65\,\text{mm}} \]
3. Analyse de l’ouvrabilité
L’ouvrabilité du béton, mesurée par l’affaissement, est un indicateur essentiel pour s’assurer que le béton peut être coulé et travaillé correctement. Pour des fondations standards, la plage acceptable d’affaissement se situe entre 50 et 100 mm.
Analyse :
- Résultat obtenu : environ 9,65 mm
- Plage acceptable : 50 à 100 mm
Conclusion :
L’affaissement calculé (≈ 9,65 mm) est bien en dessous de la plage recommandée. Cela indique que le béton préparé est trop « ferme » et manque d’ouvrabilité. Une telle consistance pourrait rendre le coulage des fondations difficile et compromettre la qualité finale de la mise en œuvre.
Recommandations éventuelles :
- Augmenter la quantité d’eau (en vérifiant bien le rapport eau/ciment afin de ne pas compromettre la résistance)
- Ajuster la proportion d’adjuvant pour améliorer la fluidité
- Revoir la proportion de sable humide ou envisager un séchage partiel afin de réduire l’effet de l’humidité déjà présente
Calcul de l’Ouvrabilité du Béton
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