MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES Sujet: Détermination des valeurs du module d’élasticité des bétons des granulats légers don’t f’c = 17- 35 MPa Professeur scientifique : THAI Khac Chien Vérificateur : DANG Thuy Chi Étudiant : MAI Van Trung Classe: Matériaux Avancés Promotion : 52 Code d’étudiant : 1122004 École Supérieure de Transport et de Communication Centre Internationale de l’éducation Filière: Matériaux Avancés MAI Van Trung 1
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MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDESSujet:Détermination des valeurs du module d’élasticité des bétons des granulats légers don’t f’c = 17-35 MPa
Professeur scientifique : THAI Khac ChienVérificateur : DANG Thuy Chi
Étudiant : MAI Van TrungClasse: Matériaux Avancés
Promotion : 52Code d’étudiant : 1122004
École Supérieure de Transport et de CommunicationCentre Internationale de l’éducationFilière: Matériaux Avancés
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Plan de l’exposition 1. Problématique et objectif
2. Généralité du béton de granulats légers 3. Conception et Calculation4. Les résultats et les analyses5. Conclusion
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1.1. Problématique Les granulats légers usuels sont l’argile expansée d’une masse
volumique variable entre 400 et 800 kg/m3.Ils permettent de réaliser aussi bien des bétons de structure.Les bétons de granulats légers ont une masse volumique comprise
entre 650 et 2000 kg/m3.On n’utilise pas beaucoup au Viet Nam et il est encore un des
nouveaux matériaux.
MAI Van Trung
1. Problématique et objectif
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1.2. Objectif1. Problématique et objectif
Obje
ctif:
1. Etudier la méthode de formation la composition du béton
2. Mesurer et déterminer les valeurs du module d’élasticité
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2.1. Introduction du béton de granulats légers (BGL)2.2. Avantages et désavantages du BGL2.3. Comportements mécaniques du BLG 2.3.1. La résistance à la compression 2.3.2. Le module d’élasticité
2. Généralité du béton de granulats légers
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2.1. Le béton de granulats légers (BGL)Le béton est un matériau composite : ciment, eau, granulats
(sable, gravillon…), adjuvants.Le béton de granulats légers est concrète que lors de la
production, il est possible de remplacer des granulats naturels qui ont grands poids par des granulats légers tels que du gravier, du sable ou des cendres volantes, la polystyrol mousse ou des billes, ... pour le béton fini auront une masse volumique beaucoup plus petit que le béton classique.
MAI Van Trung
2. Généralité du béton de granulats légers
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2.1. Le béton de granulats légers (BGL) Les bétons légers sont composés de granulats légers, à savoir de
l’argile expansé, de verre expansé ou de verre cellulaire. Pour ce projet, les granulats de l’argile expansé de la compagnie BEMES sont utilisé.
2. Généralité du béton de granulats légers
Fig 1.Granulats légers BEMES
Fig 2. Quelles tailles des grains de granulats légers
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2.2.1. Avantages- Le béton est résistant au gel et dégel- Le béton est résistant au produit chimique - Il a une faible conductibilité thermique- Il est résistance à la compression- Sa masse volumique est relativement basse (650 à 2000 kg/m3)- Sa résistance aux feux est meilleure qu’un béton normal)
2. Généralité du béton de granulats légers 2.2. Avantages et désavantages du béton léger
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2.2.2. Désavantages- Le prix est plus élevé à cause de l’unilisation de granulats légers,
malaxage du béton plus long- La mise en place est délicate car le béton est plus sensible- Il est difficile de le mettre en place avec une pompe à béton- Le module d’élasticité E est inférieur à celui du béton normal
2. Généralité du béton de granulats légers
MAI Van Trung
2.2. Avantages et désavantages du béton léger
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2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.1. La résistance à la compression
2.3. Comportements mécaniques du BLG
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Relation de contraite et déformation
2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.1. La résistance à la compression
Facteurs influant sur la résistance à la compression
Caractéristiques des
granulats légers
La masse volumique
des granulats
La résistance des grains
La taille des grains
L’aborption des
granulats
Composition des bétons
Le rapport Eau/Ciment
Le rapport volumique
Granulat/BétonLa teneur en ciment
La résistance du ciment
2.3. Comportements mécaniques du BLG
Les facteurs influent sur la résistance à la compressionMAI Van Trung 11
Le rapport Eau/Cimen
t
Le rapport volumique
Granulat/Béton
Le module d’élasticité E est la rigidité d’un matériau définie à partir des courbes de contrainte en fonction de la déformation.
Le module d’élasticité E est la résultante de la combinaison des modules particuliers des constituants, de leur proportion et de leurs liaisons.
Le module d’élasticité d’un béton léger atteint la proportion de ½ à ¾ de celui d’un béton traditionnel de même résistance.
2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.2. Le module d’élasticité statique 2.3. Comportements mécaniques du BLG
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2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.2. Le module d’élasticité statique 2.3. Comportements mécaniques du BLG
Facteurs influant sur le module d’élasticité
Le chargement et la teneur en humidité
Paramètres expérimentale
s
Le rapport Eau/Ciment
La matrice de la pâte de ciment
La porosité de la structure de la zone de
transition entre l’agrégat – la pâte de ciment
La zone de transition
Le module E
de granulat
La porosité
La fraction volumique
de granulat
Agrégats
MAI Van Trung13Les facteurs influent sur la résistance à la
compression
Le rapport Eau/Cimen
t
La fraction volumique
de granulat
2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.2. Le module d’élasticité statique
2.3. Comportements mécaniques du BLG
Méthodes ASTM C469 – 94La formule à calculer le module d’élasticité : E = (S2 – S1) / (ε2 – 0,00005)D’où :E = Module d’élasticité statique, GPaS2 = Contrainte à 40 % de la charge ultime,S1 = Contrainte à une déformation longitudinale, de 5.10-3 ‰ε2 = Déformation longitudinale à la contrainte S2
Fig 3. Équipements pour tester le module
d’élasticité MAI Van Trung14
2. Généralité du béton de granulats légers
2.3.2. Le module d’élasticité statique 2.3. Comportements mécaniques du BLG
4.3. Influence de la fraction volumique des granulats légers sur le module d’élasticité des bétons de granulats légers 4.4. Influence de résistance en compression sur le module d’élasticité des bétons des granulats légers4.5. Influence de la fraction des granulats légers sur la résistance à la rupture des bétons des granulats légers 4.6. Influence de la masse volumique sur le module d’élasticité et la résistance en compression des bétons légers
4.7. Confrontation des résultats expérimentaux avec les formules empiriques
4.7. Confrontation des résultats expérimentaux avec les formules empiriques
15000 20000 25000 3000015000
20000
25000
30000 ACI
E_exp (MPa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
15000 20000 25000 3000015000
20000
25000
30000 ZHA
E_exp (MPa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
15000 20000 25000 3000015000
20000
25000
30000 EN
E_exp (Mpa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
15000 20000 25000 3000015000
20000
25000
30000 SLA
E_exp (MPa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
0.4 0.5 0.6 0.710000.0
15000.0
20000.0
25000.0
E/C=0,26
ACI ZHAEN SLAExpérimental Linear (Expérimental)
La fraction volumique de granulat Le m
odul
e d'
élas
ticité
(M
pa)
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4. Résultats et Analyses
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4.7. Confrontation des résultats expérimentaux avec les formules empiriques
10000 15000 20000 2500010000
15000
20000
25000 ACI
E_exp (Mpa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
10000 15000 20000 2500010000
15000
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25000 ZHA
E_exp (Mpa)
E_Ca
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10000 15000 20000 2500010000
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E_exp (Mpa)
E_Ca
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10000 15000 20000 2500010000
15000
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25000 SLA
E_exp (Mpa)
E_Ca
lcul
(M
Pa)
0.4 0.5 0.6 0.75000
10000
15000
20000
25000E/C=0,3
ACI ZHAEN SLAExpérimental Linear (Expérimental)
La fraction volumique de granulat
Le M
odul
e d'
élas
ticité
(M
pa)
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4. Résultats et Analyses
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5. Conclusion
Pour le béton qui a le taux E/C=0,26, le module d’élasticité est de 21 à 26 GPa. Et il est de 11 à 19 GPa pour le béton qui a le taux E/C=0,3.
L’analyse du comportement mécanique des bétons des granulats légers montre que le module d’élasticité de ces bétons apparaît fortement lié au rapport eau sur ciment et au volume des granulats légers (argile expansé) utilisés dans la fabrication des bétons légers
La fraction volumique de granulats légers est inversement proportionnelle au module d’élasticité et la résistance en compression du béton.
Et quand la masse volumique des échantillons augmente, le module d’élasticité et la résistance en compression sont augmentés.