LES BETONS - Académie de Nancy-Metz

5.10 EFFET GRANULAIRE - EFFET POUZZOLANIQUE
Intuitivement, on imagine que les grains fins se logent entre les grains les plus gros (ceux du sable par exemple), qu'ils
augmentent ainsi la compacité et, par conséquent, la résistance. Si les grains participent à l'optimisation de la granularité par
une augmentation de la compacité : c'est l'effet granulaire.
On sait que la porosité du béton frais (e+v) est une caractéristique importante. Aussi, si l'on fait varier le dosage en éléments
fins du béton (tous les grains inférieurs à 63 µm), qu'ils appartiennent au ciment, à l'addition, aux granulats), on a observé
l'existence d'un dosage optimal pour lequel la porosité du béton frais est minimale. Pour un béton par exemple, dont la
dimension maximale du plus gros grain est D = 20 mm, le dosage optimal en éléments fins est de l'ordre de 350 kg/m 3 . Si on
considère maintenant, un béton dont le dosage en ciment est 250 kg/m 3 et donc manquant d'éléments fins; et si on lui en ajoute
(sous la forme d'addition par exemple), la quantité d'eau nécessaire pour avoir une consistance donnée diminue et de même
que la porosité du béton frais. Si, en outre, le dosage en ciment est maintenu constant, il s'en suit une augmentation de la
résistance résultant directement de la diminution du rapport E/C.
La présentation qui vient d'être faite sur l'effet filler montre qu'il faut 2 conditions pour l'observer :
- d'une part, comparer les bétons à consistance constante,
- d'autre part, à partir d'un béton qui manque d'élément fins.
L'une de ces conditions au moins n'est pas satisfaite lorsqu'on détermine la valeur de l'indice d'activité. La comparaison
entre les mortiers n'est pas faite à consistance constante, mais à quantité d'eau constante (et donc pratiquement à porosité du
mortier frais sensiblement constante). C'est pourquoi une activité caractérisée par une valeur de l'indice significativement
supérieure à 0.67 ne peut pas être attribué à l'effet granulaire.
Le dosage en fines dépend de l'étendue granulaire du mélange,
c'est à dire en fonction de d/D, soit, en proportion volumique telle que
d
l'a montré A. Caquot : [ fines]
opt D
=
⎛ ⎞
β. ⎜ ⎟
⎝ ⎠
Cette formule exprime la règle granulométrique suivante : le
dosage optimal en fines est proportionnel à la porosité laissée par
l'assemblage des grains de dimension supérieure. Le coefficient β
dépend de la forme des grains et de leur nature minéralogique. On
adopte généralement une valeur β = 0.60. Lorsqu'on n'utilise pas
d'ultrafines telle que la fumée de silice, l'ensemble des fines (ciment,
cendres volantes, ...) peut être représenté par une seule valeur (d ≈ 6
µm), ce qui conduit en arrondissant à un dosage en proportion
0. 220
volumique à : [ fines]
= (D exprimé en mm).
opt 02 .
D
C'est ainsi que l'ancienne norme BPE, le dosage minimal en
ciment (ρ = 3100 kg/m 3 ) était de : Cmin
=
.
D
700
02
02 .
échelle proportionnelle : 1/D 0.2
100 mm
1 mm
On appelle réaction pouzzolanique la réaction chimique en solution entre la silice de la dissolution d'une poudre siliceuse et
l'hydroxide de calcium (Ca5OH)2) produit par l'hydratation du ciment; cette réaction donne du silicate de calcium hydraté (CHS)
qui précipite. Cependant, cette réaction est lente et se manifeste pour l'essentiel qu'après 28 jours dans l'emploi de cendres
volantes notamment. Ainsi, la norme NF EN 450 définie 2 échéances pour l'indice d'activité à 28 jours (i 28) et 90 jours (i90).
F. Gabrysiak - Matériaux - Les Bétons - Chapitre 4 28
proportion de fines
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.20
D