La granulométrie

Définition

On appelle granulats les matériaux d’origine minérale tels que les gravillons, les sables, les sablons et les fillers, qui entrent dans la composition des bétons. Ils sont spécifiés dans la norme XP P 18-545.
La norme prohibe les impuretés telles que le charbon, les scories, le mâchefer, les déchets de bois, les brindilles, les feuilles mortes, les débris végétaux, les débris de plastique, les algues, dont le pourcentage doit être inférieur à 0,1 %. De même, les granulats ne doivent pas contenir d’hydrocarbures, d’huiles végétales ou de matières organiques.
Pour la propreté des gravillons, il convient d’éviter surtout la présence de gangue argileuse ou de poussières, qui risquent de compromettre l’adhérence du mortier sur les graviers et, par conséquent, de diminuer la résistance.

Nature des granulats

L’essai de propreté

L’essai de propreté consiste donc à déterminer le pourcentage d’éléments inférieur à 0,5 mm, conformément à la norme P 18-591, que ces éléments soient simplement mélangés ou adhérents à la surface des grains. La masse volumique réelle de ces granulats est comprise entre 2,5 et 2,9 g/cm³.

Lorsque le rapport est égal à 100 c’est-a-dire que , le sable est pur.
Pour déterminer la propreté du sable, il faut mesurer les hauteurs et . La formule donne la valeur de propreté du sable.

• Calcul pour la première éprouvette : , la valeur de d’où le sable est très propre.
• Calcul pour la deuxième éprouvette : , la valeur de d’où le sable est propre.
• Calcul pour la troisième éprouvette : , la valeur de d’où le sable est pollué.

Module de finesse

L’analyse granulométrique par tamisage

La courbe granulométrique

• Sable Fin : MF = 2,2 ;
• Sable Normal : MF = 2,8 ;
• Sable Grossier : MF = 3,6.

Un exemple de lecture et d’interprétation de la courbe

Le module de finesse s’applique plus particulièrement aux sables, car il en est une caractéristique importante. Par exemple, le sable dont la courbe est tracée sur la figure a un module de finesse Mf = 2,66, calculé ainsi.

Le module de finesse : il correspond à un coefficient près à la courbe en rouge.
La courbe montre qu’il y a 20 % de sable fin, 60 % de sable moyen et 20 % de gros sable.

Le module de finesse est donné par la formule , avec la valeur en pourcentage des refus pour chaque diamètre de tamis.

DIAMETRE DE TAMIS	REFUS[%]
5	0%
2,5	8%
1,25	27%
0,63	57%
0,315	81%
016	93%
	266%

La comparaison de trois sables

La forme des courbes granulométriques apporte les renseignements suivants :

• Les limites d et 0 du granulat en question.
• La plus ou moins grande proportion d’éléments fins ; par exemple, la courbe située au-dessus de celle du sable normal correspond à un sable à majorité de grains fins et c’est l’inverse pour celle située en dessous. En effet, ces trois sables sont des sables 0,15 mm, mais les proportions de grains fins (0,5 mm) sont pour chacun d’eux : 25 %, 45 % et 60 %.

La continuité ou la discontinuité de la granulométrie

Les courbes de sable sont continues, mais la courbe du gravier 5/31,5 présente une discontinuité ; en effet, le palier s’étendant de 10 à 20 mm signifie que le granulat en question ne contient pas de grains compris entre 10 et 20 mm.

Influence du rapport massique G/S (dans la formulation des bétons courants)

G étant le pourcentage de gravillons inférieur à 4 mm et S le pourcentage de sable passant à 4 mm.
Le rapport G/S influe sur :

• Compacité : légèrement plus élevée pour G/S supérieure à 1,2.
• Résistance à la compression : meilleure pour G/S supérieure à 1,2.
• Ouvrabilité : un peu moins bonne pour G/S supérieure à 1,2

Dans une formule de composition du béton pour un mètre cube, il [...]