Études de cas pratique

EGC

Classe de Résistance d’un Ciment

Classe de Résistance d’un Ciment

Classe de Résistance d’un Ciment

Comprendre la Classe de Résistance du Ciment

La classe de résistance d'un ciment est une caractéristique normalisée qui indique sa performance mécanique, principalement sa résistance à la compression mesurée sur des éprouvettes de mortier normalisé à des échéances définies (généralement 2, 7 et 28 jours). Selon la norme européenne EN 197-1, les ciments courants sont classés en trois classes principales de résistance à 28 jours : 32,5 MPa, 42,5 MPa, et 52,5 MPa. Chaque classe est également subdivisée en fonction de la vitesse de développement de la résistance à court terme : 'N' pour une résistance initiale normale, et 'R' pour une résistance initiale élevée (Rapide). La connaissance de la classe de résistance est essentielle pour le dimensionnement des bétons, car elle permet d'anticiper les performances du béton qui sera fabriqué avec ce ciment.

Données de l'étude

Des essais de résistance à la compression ont été réalisés sur des éprouvettes de mortier normalisé confectionnées avec deux échantillons de ciment différents (Ciment A et Ciment B). Les résultats obtenus sont les suivants :

Résultats des Essais :

Échantillon de Ciment Résistance à la compression à 2 jours (MPa) Résistance à la compression à 28 jours (MPa)
Ciment A 12.5 45.0
Ciment B 8.0 38.5

Extrait des exigences de la norme EN 197-1 pour les classes de résistance :

Classe de Résistance Résistance à la compression à court terme (MPa) Résistance à la compression à 28 jours (MPa)
à 2 jours à 7 jours
32,5 N ≥ 10.0 - ≥ 32.5 et ≤ 52.5
32,5 R ≥ 10.0 -
42,5 N ≥ 10.0 - ≥ 42.5 et ≤ 62.5
42,5 R ≥ 20.0 -
52,5 N ≥ 20.0 - ≥ 52.5
52,5 R ≥ 30.0 -

Note : Pour la classe 32,5 R, la résistance à 2 jours doit être ≥ 10.0 MPa. Pour la classe 32,5 N, la résistance à 2 jours n'est pas normativement imposée comme critère de distinction avec la 32,5 R, mais une résistance à 7 jours ≥ 16.0 MPa est requise pour la 32,5 N. Pour simplifier cet exercice, nous nous baserons principalement sur les seuils de 2 jours pour distinguer N et R lorsque cela est pertinent pour les classes supérieures.

Questions à traiter

  1. Pour le Ciment A :
    1. Déterminer sa classe de résistance principale (32,5, 42,5 ou 52,5) en se basant sur sa résistance à 28 jours.
    2. Déterminer si ce ciment est de type N (résistance initiale normale) ou R (résistance initiale élevée) en se basant sur sa résistance à 2 jours.
    3. Donner la désignation normalisée complète du Ciment A.
  2. Pour le Ciment B :
    1. Déterminer sa classe de résistance principale (32,5, 42,5 ou 52,5) en se basant sur sa résistance à 28 jours.
    2. Déterminer si ce ciment est de type N (résistance initiale normale) ou R (résistance initiale élevée) en se basant sur sa résistance à 2 jours.
    3. Donner la désignation normalisée complète du Ciment B.
  3. Si l'on souhaite réaliser un béton pour un décoffrage rapide (par exemple, pour des éléments préfabriqués), lequel de ces deux ciments serait le plus approprié et pourquoi ?
  4. Si l'on souhaite réaliser un béton pour une fondation massive où un dégagement de chaleur modéré est souhaité, quel type de développement de résistance (N ou R) serait généralement préférable ?

Correction : Classe de Résistance d’un Ciment

Question 1 : Classification du Ciment A

Question 1a : Classe de Résistance Principale du Ciment A
Principe :

La classe de résistance principale est déterminée par la valeur minimale de résistance à la compression à 28 jours que le ciment atteint, conformément aux plages définies par la norme.

Données spécifiques :
  • Résistance à 28 jours du Ciment A : \(45.0 \, \text{MPa}\)
Analyse :

On compare \(45.0 \, \text{MPa}\) aux plages de la norme :

  • Classe 32,5 : \( \ge 32.5 \, \text{MPa} \) et \( \le 52.5 \, \text{MPa} \)
  • Classe 42,5 : \( \ge 42.5 \, \text{MPa} \) et \( \le 62.5 \, \text{MPa} \)
  • Classe 52,5 : \( \ge 52.5 \, \text{MPa} \)

La valeur de \(45.0 \, \text{MPa}\) se situe dans la plage de la classe 42,5 (car \(42.5 \le 45.0 \le 62.5\)). Elle est également dans la plage de la classe 32,5, mais on choisit la classe la plus élevée pour laquelle la condition est remplie.

Résultat Question 1a : La classe de résistance principale du Ciment A est 42,5.
Question 1b : Type de Résistance Initiale (N ou R) du Ciment A
Principe :

Pour une classe 42,5, le type N requiert une résistance à 2 jours \(\ge 10.0 \, \text{MPa}\), et le type R requiert une résistance à 2 jours \(\ge 20.0 \, \text{MPa}\).

Données spécifiques :
  • Résistance à 2 jours du Ciment A : \(12.5 \, \text{MPa}\)
  • Classe principale déterminée : 42,5
Analyse :

La résistance à 2 jours est de \(12.5 \, \text{MPa}\).

  • Pour 42,5 R : il faut \( \ge 20.0 \, \text{MPa} \). \(12.5 \, \text{MPa}\) n'est pas \( \ge 20.0 \, \text{MPa} \).
  • Pour 42,5 N : il faut \( \ge 10.0 \, \text{MPa} \). \(12.5 \, \text{MPa}\) est bien \( \ge 10.0 \, \text{MPa} \).

Le Ciment A satisfait donc le critère pour un développement de résistance initiale normale (N).

Résultat Question 1b : Le Ciment A est de type N (résistance initiale normale).
Question 1c : Désignation Normalisée Complète du Ciment A
Principe :

La désignation combine la classe de résistance principale et le type de résistance initiale.

Résultat Question 1c : La désignation normalisée complète du Ciment A est 42,5 N.

Question 2 : Classification du Ciment B

Question 2a : Classe de Résistance Principale du Ciment B
Principe :

Similaire à la question 1a.

Données spécifiques :
  • Résistance à 28 jours du Ciment B : \(38.5 \, \text{MPa}\)
Analyse :

On compare \(38.5 \, \text{MPa}\) aux plages de la norme :

  • Classe 32,5 : \( \ge 32.5 \, \text{MPa} \) et \( \le 52.5 \, \text{MPa} \)

La valeur de \(38.5 \, \text{MPa}\) se situe dans la plage de la classe 32,5 (car \(32.5 \le 38.5 \le 52.5\)).

Résultat Question 2a : La classe de résistance principale du Ciment B est 32,5.
Question 2b : Type de Résistance Initiale (N ou R) du Ciment B
Principe :

Pour une classe 32,5, le type R requiert une résistance à 2 jours \(\ge 10.0 \, \text{MPa}\). Le type N a une exigence à 7 jours (\(\ge 16.0 \, \text{MPa}\)), mais la distinction se fait souvent par le critère à 2 jours pour R. Si le critère pour R n'est pas atteint, il est N (en supposant que le critère à 7 jours pour N serait atteint).

Données spécifiques :
  • Résistance à 2 jours du Ciment B : \(8.0 \, \text{MPa}\)
  • Classe principale déterminée : 32,5
Analyse :

La résistance à 2 jours est de \(8.0 \, \text{MPa}\).

  • Pour 32,5 R : il faut \( \ge 10.0 \, \text{MPa} \). \(8.0 \, \text{MPa}\) n'est pas \( \ge 10.0 \, \text{MPa} \).

Le Ciment B ne satisfait pas le critère pour un développement de résistance initiale rapide (R). Il est donc classé comme N (en supposant qu'il satisferait le critère à 7 jours pour 32,5 N, qui n'est pas donné ici mais est l'alternative).

Résultat Question 2b : Le Ciment B est de type N (résistance initiale normale).
Question 2c : Désignation Normalisée Complète du Ciment B
Principe :

La désignation combine la classe de résistance principale et le type de résistance initiale.

Résultat Question 2c : La désignation normalisée complète du Ciment B est 32,5 N.

Quiz Intermédiaire 1 : La lettre "R" dans la désignation d'un ciment (ex: 42,5 R) signifie :

Question 3 : Choix du Ciment pour Décoffrage Rapide

Analyse :

Pour un décoffrage rapide, il est nécessaire que le béton atteigne une résistance suffisante à court terme (par exemple, à 1, 2 ou 3 jours). Les ciments de type R (Résistance initiale Élevée) sont spécifiquement conçus pour cela.

  • Ciment A (42,5 N) : Résistance à 2 jours = \(12.5 \, \text{MPa}\).
  • Ciment B (32,5 N) : Résistance à 2 jours = \(8.0 \, \text{MPa}\).

Le Ciment A (42,5 N) a une résistance à 2 jours plus élevée que le Ciment B. Si un ciment de type R était disponible (par exemple un 42,5 R avec une résistance à 2 jours \(\ge 20 \, \text{MPa}\)), il serait encore plus approprié. Entre les deux ciments proposés, le Ciment A est préférable car il développe sa résistance plus rapidement au jeune âge que le Ciment B, même s'il est de type N pour sa classe. Sa classe de résistance supérieure (42,5 vs 32,5) contribue également à une meilleure résistance initiale.

Résultat Question 3 : Pour un décoffrage rapide, le Ciment A (42,5 N) serait plus approprié que le Ciment B (32,5 N) en raison de sa résistance à 2 jours plus élevée. Idéalement, un ciment de type R serait encore meilleur.

Question 4 : Choix du Type de Résistance pour Fondation Massive

Analyse :

Pour les fondations massives ou les grandes coulées de béton, un dégagement de chaleur excessif pendant l'hydratation du ciment peut entraîner des problèmes de fissuration thermique. L'hydratation du ciment est une réaction exothermique. Les ciments à développement de résistance rapide (type R) ont tendance à dégager plus de chaleur plus rapidement que les ciments à développement de résistance normale (type N) ou les ciments à faible chaleur d'hydratation (LH).

Par conséquent, pour une fondation massive où un dégagement de chaleur modéré est souhaité pour minimiser les risques de fissuration, un ciment à développement de résistance normale (type N) est généralement préférable à un ciment de type R. Des ciments spécifiquement conçus pour un faible dégagement de chaleur (par exemple, CEM III/C ou CEM V/A (S-V) avec la mention LH) seraient encore plus adaptés si le risque de fissuration thermique est élevé.

Résultat Question 4 : Pour une fondation massive où un dégagement de chaleur modéré est souhaité, un ciment à développement de résistance normale (type N) est généralement préférable à un ciment de type R.

Quiz Intermédiaire 2 : Un ciment de classe 52,5 R par rapport à un 32,5 N aura typiquement :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. La classe de résistance principale d'un ciment (ex: 32,5, 42,5) est définie par sa résistance à la compression minimale à :

2. Un ciment de type "R" (par rapport à "N" de même classe principale) :

3. La norme européenne principale pour la spécification des ciments courants est :

Glossaire

Ciment
Liant hydraulique qui, mélangé avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et de processus d'hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité même sous l'eau.
Classe de Résistance du Ciment
Classification des ciments basée sur leur résistance à la compression mesurée sur mortier normalisé à 28 jours (ex: 32,5, 42,5, 52,5 MPa).
Résistance Initiale (N ou R)
Indication de la vitesse de développement de la résistance du ciment au jeune âge. 'N' pour normale, 'R' pour rapide (élevée).
EN 197-1
Norme européenne qui spécifie la composition, les spécifications et les critères de conformité des ciments courants.
Mortier Normalisé
Mélange de ciment, de sable normalisé et d'eau, dans des proportions définies par une norme, utilisé pour déterminer la résistance à la compression du ciment.
MPa (Mégapascal)
Unité de mesure de la contrainte (pression ou résistance), équivalente à un Newton par millimètre carré (N/mm²).
Classe de Résistance d’un Ciment - Exercice d'Application

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