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RECHERCHE SCIENTIFIQUE

CENTRE UNIVERSITAIRE DE TISSEMSILT

INSTITUT DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Polycopié de:

MATERIAUX DE

CONSTRUCTION 01

Licence Génie CIVIL

-Mai 2017-

Réalisé par

Docteur

Toufik BOUBEKEUR

PREFACE

Dans la présent polycopié intitulé "Matériaux de Construction 01», qui aux étudiants de deuxième année LMD en Génie Civil. Il est rédigé de manière simplifiée et quelques exemples sont introduits après avoir donné des notions cours et son application dans la vie courante. Ce polycopié est divisé en quatre chapitres selon le programme de la deuxième année LMD. Le contenu du premier chapitre concerne une introduction générale sur les matériaux de construction, la classification et propriétés des matériaux de construction. granularité, la classification des granulats, les caractéristiques et les différents types de granulats. Au chapitre 3ème ) et les liants hydrauliques (les ciments portland) avec leurs constituants principaux et aussi on a abordé les additions minérales employées en cimenterie et leurs apports techniques. Enfin, en 4ème chapitre, on aborde la composition, les différents types de mortiers (mortier de chaux, mortier de ciment), les caractéristiques principales et leurs emplois dans les chantiers.

Tables des Matières

Chapitre 1 :

Généralités et Propriétés des matériaux de construction. Page

1.1. Définitions ...................................................................................................................................... 6

1.1. Classification des matériaux de construction ............................................................................ 6

1.2. Propriétés de matériaux ............................................................................................................... 6

1.3. Les propriétés physiques .............................................................................................................. 7

1.3.2. Les propriétés chimiques .................................................................................................... 10

Chapitre 2 :

Caractéristiques des granulats,

2.1. Définitions .................................................................................................................................... 12

2.2. Texture et forme des granulats ................................................................................................ 12

2.3. Les caractéristiques physiques des granulats ......................................................................... 13

2.4. Résistance mécanique des granulats ....................................................................................... 14

Chapitre 3 :

Les liants aériens et Les liants hydrauliques,

3.1 Introduction .................................................................................................................................. 22

3.2 Liants aériens (Chaux grasse) .................................................................................................... 22

3.2.1. Fabrication ............................................................................................................................ 23

3.2.2. Propriétés principales .......................................................................................................... 26

3.2.3 Utilisation dans le bâtiment ................................................................................................. 27

3.3 Liants hydraulique (ciment portland) ........................................................................................ 27

3.3.1 Fabrication du ciment ........................................................................................................... 27

3.3.2. Propriétés du ciment ........................................................................................................... 31

3.3.2.1 Propriétés physiques ............................................................................................... 31

3.3.2.2 Propriétés mécaniques ........................................................................................... 34

3.3.2.3 Classification des ciments ...................................................................................... 34

3.3.2.4 Spécifications physiques et mécaniques.............................................................. 36

3.4 Ajouts cimentaire ....................................................................................................................... 36

3.4.1 Avantages des ajouts cimentaires .......................................................................................... 37

3.4.2 Classification des ajouts cimentaires ..................................................................................... 37

Chapitre 4 :

Caractéristiques principales des mortiers,

4.1 Définition ....................................................................................................................................... 41

4.2 Composition .................................................................................................................................. 41

4.3 Les différents types de mortiers ................................................................................................ 42

4.4 Propriétés ...................................................................................................................................... 42

4.4.1. Mortier plastique ...................................................................................................................... 42

a) ............................................................................................ 43

4.4.2. Mortier durci ............................................................................................................................. 44

b) Essai de la résistance à la traction par flexion ........................................................................ 45

c) Essai de la résistance à la compression ................................................................................... 46

4.5. Emplois des mortiers .................................................................................................................. 47

Référence Bibliographiques ............................................................................................................... 49

Normalisation ....................................................................................................................................... 49

Chapitre 1 :

Généralités et Propriétés des

matériaux de construction.

Chapitre 1 : Généralités et Propriétés des matériaux de construction. 6

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01

1.1. Définitions

Les matériaux de construction sont considérés comme tous les matériaux utilisés pour la

réalisation des ouvrages en béton armé ou en constructions métallique, ainsi qui sont

largement utilisés etc.).

1.1. Classification des matériaux de construction

On distingue trois types de classification les plus couramment connus :

a) Classification scientifique : Dans la science des matériaux, selon la composition et la

structure, les matériaux sont classés comme suit : - Métaux et alliages - Polymères - Céramiques b) Matériaux de base et produits : - Matériaux de base ou matière première (Argiles, pierres, bois, calcaire, métaux). - Matériaux produits et composites (ciment (calcaire+argile), alliages, béton, .) c) Classification pratique : Dans la construction, les matériaux sont classés selon le domaine

- Les matériaux de résistance : Sont les matériaux qui ont la propriété de résister contre

des sollicitations (poids propre) : parmi les matériaux les plus fréquemment utilisées sont : Pierres, Terres cuites, Bois, Béton, Métaux, etc. - Les matériaux de protection : Sont les matériaux qui ont la propriété d'enrober et de protéger les matériaux de construction principaux contre les actions extérieurs, tels que : Enduits, Peintures, Bitumes, etc.

1.2. Propriétés de matériaux

Les propriétés principales des matériaux peuvent être divisées en plusieurs groupes tels

que:

Propriétés physiques:

température, l'humidité (la densité; la masse volumique, la porosité, l'absorption, la

perméabilité, le retrait (le gonflement) etc..) ;

Chapitre 1 : Généralités et Propriétés des matériaux de construction. 7

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 Propriétés chimiques: qui caractérisent le comportement des matériaux dans un environnement réactif. ...)

Propriétés mécaniques: qui reflètent le comportement des matériaux déformés par les

forces. (la résistance en compression, en traction, en flexion, torsion etc...) Propriétés thermiques: (la dilatation, la résistance et comportement au feu, etc...)

1.3. Les propriétés physiques

La densité

La densité est Elle

est calculée par le rapport de la masse volumique de ce matériau à celle de l'eau à une

température de 20°C. Elle est exprimée sans unité.

La masse volumique apparente

vides et les capillaires). Elle est exprimée en (gr/cm3; kg/m3; T/m3). On peut déterminer la h1 Ou :

Ms sèche.

Vap : volume apparent.

La masse volumique absolue

la matière pleine (volume de

matière seule sans tenir compte les vides et les pores). Elle est exprimée en (g/cm3, kg/m3 ou

Chapitre 1 : Généralités et Propriétés des matériaux de construction. 8

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 T/m3). La figure 1.1 explique la méthode de détermination de la masse volumique absolue matière.

Figure1.1 : Mesure de la masse volumique absolue.

Exemple :

15/25.

Sable

Gravier

Chapitre 1 : Généralités et Propriétés des matériaux de construction. 9

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01

Porosité et compacité

La porosité est le rapport du volume vide au volume total de la matière. La compacité est le rapport du volume solide au volume total de la matière. La porosité et la compacité sont liées par la relation suivante : p + c = 1 La porosité et la compacité sont souvent exprimées en pourcentage (%). La somme des deux est alors égale à 100%. de construction W quelconques en utilisant la formule suivante : Où Gs : Gh : eaucoup de facteurs, surtout de porosité du matériau.

Avec :

Chapitre 1 : Généralités et Propriétés des matériaux de construction. 10

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 Msec : masse sèche de échantillon sous une température de 105°C.

Msat : masse de (Après 24 heurs).

par la formule suivante:

Avec :

Gab : la masse absorbante.

Gs :

V0 : le volume apparent du matériau

1.3.2. Les propriétés chimiques

pouvoir

1.3.3. Les propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques des matériaux sont caractérisées par la capacité de résister à

toute sollicitation extérieure (compr.etc.). Elle est définie extérieur (force, . On distingue principalement : - La résistance en compression, - La résistance en traction (directe ou par flexion),

Chapitre 2 :

Caractéristiques des granulats,

Chapitre 2 : Les granulats, Classification, Caractéristiques et Différents types de granulats. 12

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01

2.1. Définitions

granulats

0 et 125 mm dont

- Les granulats naturelles: issus de roches meubles ou massives extraites in situ et ne subissant aucun traitement autre que mécanique. - Les granulats artificiels: qui proviennent de la transformation thermique des roches, de minerais, des sous produits industriels (laitiers, ....). - Les granulats recyclés: ce sont les matériaux proviennent de la démolition des ouvrages existants en béton.

2.2. Texture et forme des granulats

La forme des granulats a une incidence sur la maniabilité des bétons, la forme la plus souhaitable se rapprochant de la sphère; une mauvaise forme (aiguilles, plats) nécessite une . (Voir la figure 2.1)

Figure 2.1: La forme des granulats.

Sa longueur L,

Son épaisseur E ans tangents

parallèles.

Sa grosseur G.

Chapitre 2 : Les granulats, Classification, Caractéristiques et Différents types de granulats. 13

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 La forme des granulats influent sur la facilité de mise en t le compactage du

béton. Ainsi la compacité du mélange, donc le volume des vides à remplir par la pâte de

ciment. En plus l'état de surface des grains influent sur la compacité du mélange et

l'adhérence du granulat à la pâte de ciment.

2.3. Les caractéristiques physiques des granulats

On peut les classer en deux groupes:

Celles qui concernent le granulat lui-même;

Celles qui concernent la teneur en substances étrangères et nocives.

Premier groupe:

La masse volumique apparente.

La porosité.

L.

Deuxième groupe: (propreté)

Pour les sables, la propreté est contrôlée Equivalent de sable

(NF P 18-598). On agite une certaine quantité de sable dans une solution lavante (cette

solution contient 111 g de chlorure de calcium anhydre, 480 g de glycérine et 12 g de

formaldéhyde . On détermine la propreté en utilisant la méthode présentée sur la figure 2.2. Eau

Floculat

Sable ܵܧ

h2 h1 Figure 2.2 : Méthode de mesure de la propreté du sable.

Chapitre 2 : Les granulats, Classification, Caractéristiques et Différents types de granulats. 14

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 Les Valeurs préconisées par la norme (NF P 18-598) pour déterminer la nature et la qualité du sable sont illustrées dans le tableau 2.1. Tableau 2.1: Valeurs préconisées pour l'équivalent de sable. Equivalent du sable (ES) Nature Qualité du sable ES<60 Sable argileux Risque de retrait ou de gonflement, à rejeter pour des bétons de qualité Sable légèrement argileux

De propreté admissible pour le béton

de qualité

Sable propre Convenant parfaitement pour les

bétons de qualité

ES>80 Sable très

propre plasticité

Exemple :

Floculat

Sable h1=9 h2=14

Interprétation des résultats : Sable légèrement argileux; admissible pour les bétons de

qualité courante.

2.4. Résistance mécanique des granulats

-Deval -50

Chapitre 2 : Les granulats, Classification, Caractéristiques et Différents types de granulats. 15

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 e soit la nature matériau à se transformer dans la ition, à : Où p : poids en grammes des éléments inférieurs à 1,6 mm créés dans la machine Deval. micro-Deval micro- Deval frottements éléments les uns sur les autres, sur le cylindre de la machine en rotation et sur les boulets choisie parmi les classes granulaires : 4-6.3mm; 6.3-10 mm; 10-14 mm; 25-50 mm. Pour les essais effectués sur les gravillons entre 4 et 14 mm, une charge abrasive est utilisée.

La -Deval qui :

Ou M : . m : .

Chapitre 2 : Les granulats, Classification, Caractéristiques et Différents types de granulats. 16

Centre Universitaire de Tissemsilt Cours de Matériaux de Construction 01 c) combinées à la fragmentation par chocs aux granulats utilisés pour la constitution des assises de chaussée, y compris les couches de roulement. des boulets sur le part par frottement des éléments les uns sur les autres, sur le cylindre de la machine et sur les boulets. m : la masse des éléments inférieurs à 1,6 mm produits au . NB : Pour un bon béton une valeur max de LA=30 est demandée. d) Analyse granulométrique pondéraux respectifs des différentes L´essai consiste à fractionner le matériau en plusieurs

classes granulaires au moyen d´une série de tamis. Les tamis ayant des mailles carrées dont la

dimension intérieure est une progression géométrique de raison 1010

1.259 qui sont les suivants :

0.063 0.08 - 0.10 - 0.125 - 0.16 - 0.2 - 0.25 - 0.315 - 0.4 - 0.5 - 0.63 - 0.8 1 - 1.25 - 1.6 2

- 2.5 - 3.15 4 5 - 6.3 8 10 - 12.5 14 16 20 25 - 31.5 40 50 63 80 100 125.
Les masses des différents refus ou celles des différents tamisats sont rapportées à laquotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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