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Les.Propriétés.Physiques.Des.Matériaux.De.Construction

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1-Généralités

2-Paramètres volumétriques

3-Propriétés des matériaux de construction

4-Propriétés physiques :

4-1-La masse volumique apparente

      a)Pour les matériaux solides
       Essai pour déterminer la masse volumique apparente en place :

    b) Pour les matériaux incohérents

    c)Pour les matériaux de construction qui n’ont pas de forme géométrique

4-2-La masse volumique absolue d'un sable ou d'un gravier

       Essai de détermination de la masse absolue d’un sable ou d’un gravier

4-4-Paramètres massiques

4-5-densité

4-6-La porosité et compacité (les granulats)

4-7-Humidité

4-8-L’absorption de l’eau

4-9- Degré de saturation (teneur en eau)
    a-Mode opératoire pour déterminé le degré de saturation :
       Détermination de poids spécifiques des grains solides
       Détermination de l’indice de vide


4-10-L’eau et les matériaux pierreux (Divers états de l’eau dans un matériau poreux)

4-11-L’eau dans les granulats destiné à la confection des bétons
 -12-annexe :
1-Généralités
        De point de vue de la géotechnique, les sols peuvent être classes-en :
               - roches – qui sont les terrains qui ne subissent pas de modifications
                   notables en présence de l’eau. Ce sont en général des matériaux compacts,
                   durs et résistants, qui ne peuvent être réduits en morceaux qu’à la suite de
                   très gros efforts mécaniques ; comme supports des fondations ils sont
                   pratiquement indéformables.
               - sols meubles – sont résultants de l’altercation physico-chimique des
                   roches en place, leur compacité naturelle est en générale très faible. Ces
                   terrains sont transformés en se décomposant en petites particules friables et
                   ils sont susceptibles de déformation sous les fondations.
        De point de vue de leur cohésion, les sols peuvent être :
                - sols cohérents – comme : argiles, marnes, etc.
                - sols pulvérulents – comme : sables, graviers, etc.

2-Paramètres volumétriques
         Dans un sol on peut rencontre les trois états des matières :
                - solide – dans les grains auxquels l’eau peut être fixée chimiquement,
                - liquide – eau libre pouvant être expulsée relativement facile par
                    application d’une pression,
                - gazeux – l’air, dont le poids est admis à 0.
         Dans ce cas, le volume total d’un sol est :

        Volume total = volume des grains + volume de l’eau + volume de l’air


3-Propriétés des matériaux de construction

 Les propriétés principales des matériaux peuvent être divisées en plusieurs groupes tels
que:
      Propriétés physiques: (la dimension; la densité; la masse volumique de différentes
      conditions; la porosité; l'humidité etc..),
      Propriétés mécaniques: (la résistance en compression, en traction, en torsion etc.)
      Propriétés chimiques: (l’alcalinité, l’acide etc.)
      Propriétés physico-chimiques: (l'absorption, la perméabilité, le retrait et le gonflement
      etc.)
      Propriétés thermiques: (la dilatation, la résistance et comportement au feu, etc.)
  Quelques caractéristiques et propriétés physiques courantes des matériaux de construction
sont:
        Propriétés liées à la masse et au volume:
       •   Masse spécifique
       •   Masse volumique
       •   Porosité, densité
           Propriétés liées à l’eau:
       •   Humidité
       •   Perméabilité
       •   Degré d'absorption d’eau
       •   Variation de dimension en fonction de la teneur en eau
           Propriétés thermiques:
       Résistance et comportement au feu
       •
   • Chaleur spécifique
   • Coefficient d’expansion thermique
  Les caractéristiques et propriétés mécaniques principales d’un matériau sont: la résistance
à la compression, la résistance à la traction, le module de formation, le module d’électricité,
etc.
  Les matériaux de construction doivent:
                             1. posséder certaines propriétés techniques
                             2. pouvoir facilement être travaillés
                             3. être économiques.
  La science des matériaux s’efforce de relier les propriétés macroscopiques des matériaux à
leur structure microscopique. La technologie des matériaux s’occupe des domaines
d’application de la science des matériaux à l’art de construire (à savoir: choix des matériaux,
détermination de leurs caractéristiques, connaissance de leurs propriétés, techniques de mise
en œuvre, méthodes d’essais, développement de nouveaux matériaux ou systèmes de
matériaux).
On va présenter quelques propriétés physiques:

4-Propriétés physiques :

4-1-La masse volumique apparente


               Définition: C’est la masse d’un corps par unité de volume
               apparent en état naturel, après passage à l’étuve à 105 ±5 °C, notée
                                         3       3     3
                0 et exprimée en (gr/cm ; kg/m ; T/m ).




 Détermination :
Il existe plusieurs méthodes pour déterminer la masse volumique apparente des matériaux de
construction selon leur dimension et leur dispersion:

            a) Pour les matériaux solides : les roches naturelles, le béton, le bois .., on peut
               faire des échantillons de forme géométrique (cubique, cylindrique, ..).




       Essai pour déterminer la masse volumique apparente en place :

     1. Objectif visé : la détermination de la masse volumique apparente d’un sol en place,
                             qui représente la masse de l’unité de volume constitué par la
                             matière du corps et les vides qu'elle contient. Cet essai est
                             réglementé par la norme française : NF P 94 – 061 – 2.

      . Matériel nécessaire :

             a) Equipement :
        -   un densitomètre à membrane comme sur la figure suivante :




        -   balance précise au 1/1000 de la masse pesée ;
        -     une plaque de base suffisamment rigide pour supporter sans déformation le poids
              de l’opérateur ; cette plaque est percée en son centre d’un orifice muni d’une
              collerette destinée à recevoir l’embase du corps d’appareil ;
        -     une plaque de transport – pour la protection de la membrane ;
        -     quatre piquets d’ancrage au moins (des valets) ;
        -     matériel de creusement (pelle, piochons, burin, couteau, marteau, etc.) ;
        -     matériel de prélèvement (sacs, main écope, feuille plastique, pinceau) ;
3. Description du TP :

L’essai consiste à creuser une cavité, à recueillir et peser la totalité du matériau extrait, puis à
mesurer le volume de la cavité à l’aide d’un densitomètre à membrane.
   ♦ L’appareil est doté d’un piston qui sous l’action de l’opérateur, refoule un volume d’eau
     dans une membrane souple, étanche, qui épouse la forme de la cavité.
   ♦ Une tige graduée permet de lire directement le volume.
   ♦ Le principe de l’essai peut être illustré sur la figure suivante :




     4. Déroulement du TP :

         a) Préparation de l’appareil – contient les suivantes opérations :
        - fixer la membrane sur l’embase du cylindre ;
        - remplir l’appareil d’eau et s’assurer qu’aucune bulle d’air ne subsiste dans le
           cylindre ;
        - purger éventuellement selon le mode opératoire prescrit par le constructeur ;
        - vérifier l’étanchéité du dispositif ;

            b) Réalisation de l’essai – a trois étapes composantes :

            Mesure du volume initial (V0)

            c) préparer, par arasement une surface sensiblement horizontale au moins égale à
               celle de la plaque d’appui ;
            d) fixer la plaque d’appui avec les piquets d’ancrage (valets) ou en cas
               d’impossibilité, lester la plaque ;
            e) solidariser l’appareil à la plaque d’appui ;
            f) appuyer sur le piston jusqu’à obtenir de la pression désirée (supérieure ou égale
               à 5 kPa) ;
            g) mesurer le volume (V0) sur le système de lecture ;
Creusement de la cavité et détermination de la masse humide (mh)

       -   pratiquer l’excavation du trou à travers l’orifice de la plaque ;
       -   la profondeur doit être égale au diamètre de l’orifice à plus ou moins un demi
           rayon ;
       -   la forme de la cavité doit être régulière et on évitera les anfractuosités et les
           aspérités ;
       -   le volume minimal de la cavité est fonction du (Dmax) matériau et il doit être tel
           que la masse du matériau extrait soit supérieure à 200 Dmax et jamais inférieure à
           1.500 g ;
       -   recueillir la totalité du matériau extrait de l’excavation, sans perte et le mettre
           dans un sac hermétique ;
       -   peser le matériau humide (mh) et si nécessaire effectuer la mesure de sa teneur en
           eau ;



Détermination du volume total (Vt)


       -   fixer à nouveau l’appareil sur la plaque d’appui ;
       -   actionner le piston jusqu’à obtenir de la pression désirée (la pression de l’eau doit
           être égale ou supérieure à 5 kPa, mais ne doit pas déformer le matériau) ;
       -   mesurer le volume (Vt) sur le système de lecture ;
       -   on vérifiera visuellement, pendant toutes les opérations que la plaque ne s’est à
           aucun moment désolidarisé du sol ;
         h) Expression des résultats

   ♦   La masse volumique du matériau humide est déterminée par la formule :

                             mh
                     ρh = ------------- ;          où on trouve :
                           Vt – V0

                 ρh – la masse volumique du matériau humide en (g/cm3) ;
                  mh – la masse humide déterminée en (g) ;
                  V0 – le volume initial déterminé en (cm3) ;
                  Vt - le volume totale déterminé en (cm3) ;

La masse volumique du matériau sec s’obtient par la formule suivante :

                             ρh
                    ρd = ----------- ;          où on trouve :
                          1+w

                   ρd – la masse volumique du matériau sec en (g/cm3) ;
                   w – teneur en eau qui est déterminée avec la relation :

                         mh – md
                    w = ---------------- ;       où on trouve :
                            md

                   md – la masse de matériau sec ;


         i)   Procès-verbal d’essai

Le procès-verbal d’essai doit contenir les informations suivantes :
   • la référence au présent document – NF P 94-061-2 ;
   • l’identification de l’affaire ou du chantier ;
   • le nom de l’organisme qui a effectué l’essai ;
   • la date de l’essai ;
   • la situation de l’essai ;
   • la masse volumique du matériau ;
   • la masse volumique du matériau sec ;
   • éventuellement la teneur en eau ;

       A départ de ça on peut déterminer l’indice des vides (e), avec la relation :

                           Volume des vides
                     e = ------------------------------ ;
                         Volume des grains secs
      b) Pour les matériaux incohérents (ensemble de grains – sable ou gravier).
La détermination de la masse volumique apparente peut se faire en utilisant un récipient
standard (de volume connu).




  La masse volumique d’un ensemble de grains est fortement influencée par la composition
granulométrique, la forme des grains, le degré de tassement ainsi que la teneur en eau lorsque
les grains sont petits. La masse volumique apparente des sables ou des graviers peuvent
varier entre 1400 à 1650 kg/m3.

   c)Pour les matériaux de construction qui n’ont pas de forme géométrique (forme de
patate).
 La détermination de la masse volumique apparente des matériaux avec cette forme peut se
faire de façon indirecte. Dans ce cas, les échantillons étudiés doivent être enrobés de parafine
afin d'être protégés de la pénétration de l’eau, ensuite on va les peser dans l’eau.
 Pour déterminer la masse volumique des matériaux de ce type on a:
MS - Masse sèche d’échantillon (g)
MS+P - Masse sèche d’échantillon après avoir enrober une parafine (g).
M(S+P)L - Masse sèche d’échantillon après avoir enrobé de parafine et pesé dans l’eau (g).
gP – Masse de la parafine ayant enrobé de l’échantillon et    p   – masse volumique absolue de
parafine.
4-2-La masse volumique absolue d'un sable ou d'un gravier

               Définition: C'est la masse d’un corps par unité de volume absolu
               de matière pleine (volume de matière seule, pores à l'intérieur des
               grains exclus), après passage à l’étuve à 105 °C, notée et
               exprimée en (g/cm3, kg/m3 ou T/m3).

          Essai de détermination de la masse absolue d’un sable ou d’un gravier

a-But de l'essai :
Cet essai a pour but de permettre de connaître la masse d'une fraction granulaire lorsque par
exemple on élabore une composition de bétons. Ce paramètre permet, en particulier, de
déterminer la masse ou le volume des différentes classes granulaires malaxées pour
l'obtention d'un béton dont les caractéristiques sont imposées.

b-Détermination de la masse volumique absolue :
La masse volumique absolue       s   est la masse par unité de volume de la matière qui constitue le
granulat, sans tenir compte des vides pouvant exister dans ou entre des grains. Il ne faut pas confondre
 s   avec la masse volumique qui est la masse de matériau par unité de volume, celui-ci intégrant à la
fois les grains et les vides. Les masses volumiques s'expriment en t/m3, en kg/dm3, ou en g/cm3. La
masse volumique absolue moyenne des granulats silico-calcaires est prise égale, en première
approximation, a 2,65 t/m3 ou 2,65 g/cm3.

c-Méthode de l'éprouvette graduée :
Cette méthode est très simple et très rapide. Elle utilise du matériel très courant de laboratoire.
Toutefois sa précision est faible.
1. Remplir une éprouvette graduée avec un volume V1 d'eau.
2. Peser un échantillon sec M de granulats (environ 300 g) et l'introduire dans l'éprouvette en prenant
soin d'éliminer toutes les bulles d'air.
3. Le liquide monte dans l'éprouvette. Lire le nouveau volume V2.
La masse volumique est alors:




Pour opérer dans de bonnes conditions, utiliser une éprouvette graduée en verre de 500 cm3 de
volume. La lecture des niveaux V1 et V2 doit se faire en bas du ménisque formé par l'eau. En effet,
celle-ci a tendance à remonter sur les bords de l'éprouvette sur une hauteur de 1 à 2 mm, ce qui fausse
bien sûr la lecture des volumes si la lecture est effectuée en haut du ménisque.

Si les matériaux étudiés sont poreux, on doit les concasser et les broyer jusqu’à ce que la
dimension des grains de matériaux (l’échantillon) devienne inférieure à 0,2 mm. Ceci afin
d'éliminer les pores et les vides existants dans les matériaux. Ensuite, on verse l’échantillon
dans un récipient, qui contient de l'eau pour pouvoir déterminer la masse volumique absolue
(Voir la figure 1.3.1)




Fig. 1.3.1: Détermination de la masse volumique absolue d'un matériau
  D'abord on va remplir le voluménomètre d’eau (N1), ensuite on verse l’échantillon sec dans
le voluménomètre et le niveau de l’eau va augmenter (N2). La différence entre le niveau N1 et
N2 est le volume absolu de l’échantillon. La masse volumique absolue peut se calculer:




Si les grains ne sont pas poreux, la masse spécifique absolue et apparente est identique



                                          ρ                      =0.26 à 0.27 (en moyenne 2.68)
                                              Granulats usuels


 A la place de la masse spécifique et de la masse volumique, on utilise aussi les anciennes
dénominations de poids spécifique et de poids volumique ainsi que les notions de densité
apparente qui sont des nombres sans dimension égaux au rapport de la masse spécifique ou
de la masse volumique à la masse d’un volume égal absolu ou apparent d’eau à 4° C.
4-4-Paramètres massiques
Le poids spécifique des grains (γs) est le poids par unité de volume des grains du sol. Les
principaux éléments qui peuvent être trouvé dans un sol
               -   silice - Si O2 - à une densité de 2,65 t/m3 ;
               -   alumine – Al2 O3 – à une densité de 4.00 t/m3 ;
               -   carbonate – Ca CO3 – à une densité de 2,71 t/m3 ;


4-5-La densité :
C’est la quantité adimensionnelle (c.à.d. sans unité) définie comme étant le rapport d’une
masse de substance sur la masse du même volume d’eau à la température de 4° C .donc, par
la densité de l’eau est 1.la définition de la densité permet sa mesure dans un laboratoire .on
peut aussi calculer la densité d’une substance en divisant sa masse volumique par la masse
volumique d’eau.
Plus grande est la densité, plus grande est la masse par volume.
Les proportions de ces éléments variant relativement peu, et on admet en première
approximation un poids spécifique moyen de 2,7 t/m3.

4-6-La porosité et compacité (les granulats)
          a-Porosité:
La porosité est le rapport du volume vide apporté à l’unité de volume de matière (volume
total).




                               Fig. 1.2: Volume quelconque
On peut aussi définir la porosité comme le volume de vide par unité de volume apparent.


                                                 en pourcentage
Les granulats comportent, dans une proportion plus ou moins importante, des petits vides ou
des fissures appelés porosité interne, dans lesquelles l’eau va s’infiltre.
                                      Porosité fermée
                                       Porosité ouverte


*porosité fermée : si les vides sont isolés.
*porosité ouverte : lorsque les vides communiquent avec l’extérieur.
Lorsque des granulats présentent une porosité ouverte importante, l’eau pénètre dans les
pores et entraine des conséquences nuisibles pour la qualité du béton réalisé :
  Le béton est gélif, c.à.d. que le granulat est vulnérable vis-à-vis du gel car l’eau absorbée
provoque en gelant des pressions qui peuvent le fissurer et le faire éclater, ou transmettre à la
pate liante des pressions dommageables.




   Gravillon poreux           le gel de l’eau contenue                le gonflement du granulat provoque
                             dans la porosité ouverte                son éclatement et celui du mortier
                             du granulat entraine sa dilatation       d’enrobage.
                             et des pressions sur le mortier environnant.
  Une porosité élevée des granulats est défavorable pour la durabilité des bétons car elle
facilite la pénétration de l’eau chargée d’argents agressifs (chlorures par exemple) et permet
le développement de la carbonatation.
  Une porosité élevée des granulats diminue le module d’élasticité et accroit le fluage du
béton.
  La porosité des granulats nuit au maintien de la maniabilité du béton frais, car une partie de
l’eau de gâchage se trouve absorbée après malaxage. Cette perte d’ouvrabilité peut être
compensée par un prémouillage des granulats.


 b- Compacité: densité du matériau et sa résistance mécanique,
La compacité est le rapport du volume des pleins au volume total.
                                        Fig. 1.3: Volume unitaire




Ou volume des pleins par unité de volume apparent.




La porosité et la compacité sont liées par relation:
                           p+c=1




c-Porosité et compacité:
La porosité et la compacité sont souvent exprimées en %. La somme des deux est alors égale
à 100%. En effet:




Si l’on connaît la masse volumique     et la masse spécifique   0   d’un matériau, il est aisé de
calculer sa compacité et porosité.
4-7-L’humidité
L’humidité est une des propriétés importante des matériaux de construction. Elle est un indice
pour déterminer la teneur en eau réelle des matériaux au moment de l'expérience. En général
l’humidité est notée W et s’exprime en pourcentage (%). On peut déterminer l’humidité de
matériaux quelconques en utilisant la formule suivante:




                          Où
Gs – est la masse sèche d’échantillon (après passage à l’étuve)
Gh – est la masse humide d’échantillon.
Le degré de l’humidité des matériaux dépend de beaucoup de facteurs, surtout de
l’atmosphère où ils sont stockés, le vent, la température et de la porosité du matériau.

4-8-L’absorption de l’eau
L’absorption de l’eau du matériau est la capacité de conserver des échantillons quand ils sont
immergés au sein de l’eau à température de 20,5 °C et à la pression atmosphérique. A cette
condition l’eau peut pénétrer dans la plupart des vides interstitiels du matériau. Si la porosité
du matériau est importante, l’absorption de l’eau est plus grande, mais l’absorption est
toujours inférieure à la porosité du matériau.
On peut déterminer le degré d’absorption de deux manières:

      a) L’absorption calculée suivant la masse du volume apparent d’échantillon notée Hv
(%)




                          Où
Gab – est la masse absorbante.
Gs – est la masse sèche d’échantillon.
V0 – est le volume apparent du matériau.

   b) L’absorption calculée suivant la masse de l’échantillon notée Hp (%)
                          Où
Gab – est la masse absorbante.
Gs – est la masse sèche d’échantillon.
V0 – est le volume apparent du matériau.

4-9-Degré de Saturation (Teneur en eau)
La résistance mécanique des matériaux dépend de plusieurs facteurs. Un des plus importants
facteurs influençant la résistance est le degré de saturation. On a remarqué que les matériaux
absorbants de l’eau, ont une résistance certainement diminuée. C’est pourquoi on doit
déterminer le degré de saturation de matériaux.
Lorsque tous les vides d’un corps sont remplis d’eau, on dit qu’il est saturé. Le degré de
saturation est le rapport du volume de vide rempli d’eau au volume total de vide. Il joue un
grand rôle dans les phénomènes de destruction des matériaux poreux par le gel. En se
transformant en gel, l’eau augmente de 9% en volume environ.
Le degré de saturation est l’absorption maximale de matériaux sous les conditions de pression
et de température. Il y a deux moyens pour réaliser la saturation dans les échantillons de
matériaux: l’immersion des échantillons dans l’eau bouillante et à la saturation en pression
d’air.
a-Mode opératoire pour déterminé le degré de saturation :
Pour déterminer le degré de saturation en pression d’air, on a la démarche suivante:
                               •  Immerger les échantillons dans l‘eau.
                              • Donner la pression de base de 20 mm Hg jusqu’au moment
                                  où on peut éliminer toutes les bulles d’air.
                              • Ensuite on fait baisser la pression de base de 20 mm Hg à la
                                  pression atmosphérique. À ce moment là, presque tout le
                                  vide est rempli d’eau et dans ce cas-là on dit que les
                                  échantillons sont saturés.
Le degré de saturation peut se calculer par la formule suivante:




                          Où
BH – est le degré de saturation (%)
Gsat – est la masse d’échantillon au moment de saturation.
Gs – est la masse sèche d’échantillon.
V0 – est le volume apparent du matériau.
Le poids spécifique apparent humide, est le poids de tous éléments du sol y compris l’eau, par
unité de volume. Etant donné que tous les sols fin ont un dégrée de saturation proche de
100%, il est possible de classer ces sols en fonction de leur poids spécifique apparent humide
(γ), comme ça :
 γ
                                γ < 1,80 t/m3 – très mauvais sols ;
                        1,80 < γ < 1,95 t/m3 – mauvais sols ;
                        1,95 < γ < 2,05 t/m3 – sols moyens ;
                        2,05 < γ < 2,15 t/m3 – bons sols ;
                                γ > 2,15 t/m3 – très bons sols ;
        Détermination du poids volumique des grains solides s :
Cette mesure se fait à l’aide d’un pycnomètre. Un poids connu de sol Ws, sèche par passage à
l’étuve à 105° C jusqu’a poids constant (w = 0 ) est introduit dans un flacon (pycnomètre)
contenant de l’eau distillée. On en déduit par pesée le volume d’eau déplacée par le sol Vs.
L’ou l’on tire :
 s = Ws / Vs.




On a vu que l’on obtient en général 26 KN / m3 < s < 28 KN / m3.
Toutefois, si le sol a une teneur élevée en matières organique on peut obtenir des valeurs plus
faibles pour s exemple vase de Martrou s = 18 KN / m3.
Détermination de la teneur en eau :
Elle se fait par deux pesées. L’une à la teneur en eau naturelle qui donne le poids W de
l’échantillon humide, l’autre à état sec après passage à l’étuve à 105° C. jusqu'à poids
constant qui donne le poids sec Wd de l’échantillon.
On en tire W = (w-wd ) / wd.
       Détermination de l’indice des vides e :
C’est une mesure délicate. Elle nécessite la détermination du poids du poids Ws du sol séché à
l’étuve, et du volume total V de l’échantillon. Ce dernier se détermine généralement en
mesurant la longueur d’une carotte de diamètre connu (diamètre du carottier). On peut aussi
opérer par déplacement de liquide à la balance hydrostatique après avoir paraffine
l’échantillon.
On en tire : e = [ V / (Wd / s ) ] -1.




Mais de toutes façons, on ne peut pas remplir entièrement les vides de l’échantillon d’eau,
c’est pourquoi il est obligatoire de présenter cette valeur en une autre solution: "coefficient de
saturation", notée CBH et exprimée en %. Ce coefficient peut être calculé avec la formule
suivante:




                           Où
 – est le degré de porosité.
BH – est le degré de saturation.
Pour connaître la diminution de la résistance de matériaux en présence d’eau, on utilise
l’indice molle:




                           Où
Km – Indice molle
RBH – Résistance d’échantillon au moment de saturation.
Rk – Résistance d’échantillon sec.
A la place de la saturation, on utilise aussi la teneur en eau d’un matériau. Elle est le rapport
du poids d’eau contenu dans ce matériau au poids du même matériau sec. On peut aussi
définir la teneur en eau comme le poids d’eau W contenu par unité de poids de matériau sec.




                           Où
E – Poids d’eau dans le matériau.
Ps – Poids du matériau sec.
Ph – Poids matériau humide
Si W est exprimé en % :




W est généralement exprimé en % et peut dépasser 100% (théoriquement il peut varier de 0 à
∞). D’après l’ordre de grandeur on trouve :
                                      W > 45% - très mauvais sols ;
                                      30 < W < 45% - mauvais sols,
                                      20 < W < 30% - sols moyens ;
                                      12 < W < 20% - bons sols ;
                                      W < 12% - très bons sols


A partir des définitions données plus haut, on peut écrire les relations :




4-10-L’eau et les matériaux pierreux (Divers états de l’eau dans un matériau poreux)
On distingue trois grandes catégories d’eau:
                                •   L’eau absorbée: qui se trouve dans le vide entre les
                                    particules de matière solide;
                                •   L’eau adsorbée: qui se trouve à la surface des particules
                                    solides; Plus les particules sont petites, plus cette eau joue
                                    un rôle important. La première couche moléculaire est
                                  orientée et présente des propriétés voisines de celles de
                                  l’état solide;
                              • L’eau chimiquement liée: qui fait partie des particules
                                  solides.
Ces distinctions ne sont pas toujours absolument claires.
Par exemple, dans le gypse CaSO4.2H2O et dans le plâtre CaSO4.½H2O, l’eau intervient dans
l’édifice cristallin, mais tout en conservant son identité. Dans un spectre infrarouge du gypse
et du plâtre, il apparaît les bandes anhydrite CaSO4 et eau H2O juxtaposées. On parle d’eau
d’hydratation ou de cristallisation.
Par contre, dans la réaction MgO + H2O -> Mg(OH)2, l’eau se combine chimiquement en
perdant son identité.

3-11-L’eau dans les granulats destinés à la confection des bétons
En général, les granulats naturels utilisés pour la confection du béton sont peu poreux et
n’absorbent pratiquement pas d’eau lorsqu’ils sont gâchés avec le ciment et l’eau. Par contre,
des granulats artificiels, tels le LECA (Light expanded clay aggregate = agrégats légers
expansés d’argile), sont poreux. Il faut alors tenir compte de l’absorption de l’eau par les
granulats lorsque l’on détermine la quantité d’eau requise pour fabriquer le béton.

								
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