par Ollivier, Jean-Pierre (1946-....)
Hermès science publications-Lavoisier
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Disponible - 624.4 OLL
Niveau 3 - Techniques
Propriétés physique du béton et de ses constituants
| Auteur(s) : |
Ollivier, Jean-Pierre (1946-....)
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Date
- DL 2012
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Notes
- Notes bibliogr. Index
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (304 p.) : ill. ; 24 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-2-7462-3833-6 ;
- 9782746238336
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Indice
- 624.4 Béton, béton armé
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Quatrième de couverture
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A l'état durci, le béton est un matériau poreux complexe. Ses propriétés d'usage (performances mécaniques ou thermiques, durabilité...) sont liées à sa structure poreuse qui elle-même dépend de l'arrangement des grains à l'état frais.
Etudiant les propriétés des matériaux granulaires et celles de leurs mélanges, cet ouvrage propose différents outils permettant au formulateur de concevoir des bétons de façon innovante. Afin de décrire les méthodes de caractérisation des matériaux, il analyse les propriétés physiques sur lesquelles elles reposent et établit ainsi leurs limites. Il développe également les notions de porosité et de surface spécifique et présente les propriétés de transport des bétons (diffusion et perméation).
Chaque chapitre se termine par plusieurs exercices permettant d'assimiler les connaissances théoriques présentées et de les appliquer à des problèmes concrets de génie civil.
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Tables des matières
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Propriétés physiques du béton et de ses constituants
Jean-Pierre Ollivier
Jean-Michel Torrenti
Myriam Carcassès
Hermes science
Lavoisier
- Introduction11
- Chapitre 1. Présentation des matériaux granulaires, définitions13
- 1.1. Introduction13
- 1.2. Masses volumiques14
- 1.2.1. A l'échelle des grains14
- 1.2.2. A l'échelle du matériau granulaire16
- 1.3. Porosité du matériau granulaire16
- 1.4. Compacité16
- 1.5. Indice des vides16
- 1.6. Compacité relative17
- 1.7. Degré de saturation18
- 1.8. Teneur en eau18
- 1.8.1. Mesure de la teneur en eau19
- 1.8.1.1. Méthode gravimétrique19
- 1.8.1.2. Méthode chimique20
- 1.8.1.3. Méthodes électriques20
- 1.8.1.4. Méthode basée sur l'absorption des neutrons lents20
- 1.8.1.5. Méthode basée sur la réflexion d'un rayon infrarouge21
- 1.8.2. Comparaison des méthodes de mesure22
- 1.9. Relation entre les différentes masses volumiques22
- 1.10. Absorption d'eau25
- 1.11. Bibliographie25
- 1.12. Exercices25
- Chapitre 2. Granulométrie31
- 2.1. Introduction31
- 2.2. Caractérisation de la forme des grains33
- 2.3. Méthodes d'analyses granulométriques34
- 2.3.1. Le tamisage34
- 2.3.1.1. Principe du tamisage34
- 2.3.1.2. Présentation des résultats du tamisage36
- 2.3.1.3. Efficacité du tamisage37
- 2.3.2. Les méthodes granulométriques basées sur la sédimentation40
- 2.3.2.1. Principe du tri granulométrique par sédimentation40
- 2.3.2.2. Pipette d'Andreasen43
- 2.3.2.3. Densimètre (ou hydromètre) de Bouyoucos44
- 2.3.2.4. Balance de sédimentation45
- 2.3.2.5. Autres méthodes basées sur la sédimentation46
- 2.3.3. Le compter Coulter46
- 2.3.4. Le granulomètre à laser (NF ISO 13320-1)48
- 2.3.5. L'analyse d'images couplée aux observations microscopiques49
- 2.4. La granularité, présentation des résultats49
- 2.4.1. Les courbes granulaires cumulatives49
- 2.4.1.1. Diamètre efficace50
- 2.4.1.2. Forme des courbes granulaires cumulatives51
- 2.4.2. Les courbes de fréquence granulaires52
- 2.4.3. Les autres présentations de la granularité53
- 2.4.3.1. Module de finesse d'un sable à béton53
- 2.5. Granularité d'un mélange de granulat55
- 2.6. Bibliographie56
- 2.7. Exercices56
- Chapitre 3. Surface spécifique des matériaux63
- 3.1. Définition63
- 3.1.1. Intérêt d'une telle grandeur : cas de l'hydratation du ciment Portland64
- 3.2. Méthode de calcul de la surface spécifique d'un matériau granulaire65
- 3.2.1. Poudre formée de grains identiques de forme déterminée65
- 3.2.2. Poudre homogène de dimensions non uniformes66
- 3.3. Méthodes basées sur les mesures de perméabilité et de porosité67
- 3.3.1. Equation de Carman-Kozeny67
- 3.3.2. Appareil de Lea et Nurse72
- 3.3.3. Appareil de Blaine73
- 3.4. Méthode basée sur l'adsorption d'un gaz76
- 3.4.1. Cinétique de l'adsorption76
- 3.4.2. Les isothermes d'adsorption77
- 3.4.3. Détermination de la surface spécifique à partir de l'isotherme d'adsorption80
- 3.4.4. Détermination de la surface spécifique à partir d'un point de l'isotherme83
- 3.4.5. Comparaison des techniques83
- 3.5. Essai au bleu de méthylène pour la caractérisation des fines83
- 3.6. Bibliographie84
- 3.7. Exercices84
- Chapitre 4. Les vides dans les matériaux granulaires et les arrangements de grains91
- 4.1. Introduction91
- 4.2. Empilements de sphères (monodimensionnelles : (...) = 2R), approche théorique et données expérimentales92
- 4.2.1. Empilements 3D à base de couches carrées92
- 4.2.2. Empilements 3D à base de couches rhombiques93
- 4.2.3. Porosité des empilements de sphères identiques94
- 4.2.3.1. Calcul de la porosité par une méthode directe94
- 4.2.3.2. Calcul de la porosité basé sur l'étude de la variation de la section des vides97
- 4.2.3.3. Bilan des résultats98
- 4.3. Données expérimentales99
- 4.4. Influence de la forme des grains101
- 4.5. Recherche d'une compacité maximale101
- 4.5.1. Mélanges de deux granulats monodimensionnels103
- 4.5.2. Analyse théorique de la variation de la compacité avec les fractions volumiques de grains de tailles différentes105
- 4.5.2.1. Cas des gros dominants : l'empilement des gros grains n'est pas perturbé par les petits105
- 4.5.2.2. Cas des petits dominants : l'empilement des petits grains n'est pas perturbé par les gros106
- 4.5.2.3. Généralisation du modèle linéaire sans interaction107
- 4.5.3. Modèle avec interaction108
- 4.5.3.1. Cas des petits dominants108
- 4.5.3.2. Cas des gros dominants109
- 4.5.4. Prise en compte de la vibration, modèle d'empilement compressible (d'après de Larrard)111
- 4.5.4.1. Application au mélange R8R1113
- 4.5.5. Mélanges de trois granulats monodimensionnels114
- 4.5.5.1. Mélanges de granulats élémentaires, résultats de Caquot115
- 4.5.5.2. Influence de l'eau sur la porosité des mélanges granulaires116
- 4.5.5.3. Intérêt de la défloculation des grains de ciment, vers les bétons de hautes et très hautes performances119
- 4.6. Bibliographie121
- 4.7. Exercices121
- Chapitre 5. Les vides dans les bétons127
- 5.1. Définitions127
- 5.2. La caractérisation des matériaux hétérogènes130
- 5.3. La surface spécifique des solides poreux133
- 5.4. Mesures de la porosité des matériaux consolidés136
- 5.4.1. Mesure de la porosité totale136
- 5.4.1.1. Première méthode : par broyage136
- 5.4.1.2. Deuxième méthode : par analyse d'images136
- 5.4.2. Mesure de la porosité ouverte138
- 5.4.2.1. Méthode d'imprégnation par l'eau : porosité accessible à l'eau138
- 5.4.2.2. Pycnomètre à gaz139
- 5.4.2.3. Méthode par intrusion de mercure140
- 5.4.3. Détermination de la porosité fermée141
- 5.5. Porométrie141
- 5.5.1. Le porosimètre au mercure (ou porosimètre Purcell)141
- 5.5.1.1. Les bases de la capillarité142
- 5.5.1.2. Loi de Laplace144
- 5.5.1.3. Equilibre d'une arête de raccordement. Loi de Young, mouillage des surfaces145
- 5.5.1.4. Ascension et descente capillaire : lois de Jurin148
- 5.5.1.5. Imbibition et drainage151
- 5.5.1.6. Principe du porosimètre à mercure152
- 5.5.2. L'analyse d'images157
- 5.5.3. Méthode basée sur l'adsorption d'un gaz158
- 5.5.3.1. Loi de Kelvin159
- 5.5.3.2. Loi de Kelvin-Laplace160
- 5.5.3.3. Méthode BJH (Barret, Joyner et Halenda)161
- 5.5.4. Porosimètre dynamique, porosimètre de Brémond163
- 5.5.5. Thermoporométrie164
- 5.5.6. SAXS, SANS166
- 5.5.7. Techniques innovantes en cours de développement166
- 5.6. Bibliographie167
- 5.7. Exercices169
- Chapitre 6. La diffusion185
- 6.1. Les bases de la diffusion185
- 6.1.1. Approche microscopique de la diffusion185
- 6.1.1.1. Cas des fluides186
- 6.1.1.2. Cas des métaux189
- 6.1.2. Diffusion et transport de matière à l'échelle macroscopique, première loi de Fick190
- 6.1.3. Approche thermodynamique de la diffusion moléculaire192
- 6.1.4. La diffusion des ions en solution193
- 6.1.4.1. Relation de Nernst-Planck193
- 6.1.4.2. Relation de Nernst-Einstein196
- 6.1.5. La deuxième loi de Fick197
- 6.1.6. Profil de concentration des espèces diffusantes198
- 6.1.6.1. Méthode de réflexion et superposition198
- 6.1.6.2. Méthode de séparation des variables200
- 6.1.6.3. Méthode utilisant la transformée de Laplace202
- 6.2. La diffusion en milieu poreux205
- 6.2.1. Diffusion moléculaire206
- 6.2.2. La diffusion ionique207
- 6.2.3. La cinétique de pénétration d'une espèce par diffusion, deuxième loi de Fick208
- 6.3. La mesure de coefficient de diffusion effectif dans les matériaux poreux213
- 6.3.1. Méthode de la cellule de diffusion213
- 6.3.2. Essais de migration sous champ électrique218
- 6.3.3. Mesure de coefficient de diffusion apparent par immersion224
- 6.3.4. Principe des méthodes de mesure du coefficient de diffusion effectif basées sur des mesures de conductivité225
- 6.3.5. Ordres de grandeur du coefficient de diffusion dans les bétons226
- 6.4. Relation entre le coefficient de diffusion effectif et la structure poreuse228
- 6.4.1. Les modèles empiriques229
- 6.4.1.1. La loi d'Archie229
- 6.4.1.2. Autres relations231
- 6.4.2. Les modèles polyphasiques232
- 6.4.2.1. Modèles série et parallèle232
- 6.4.2.2. Technique d'homogénéisation (modèle à trois phases)233
- 6.4.2.3. Modèles issus de la théorie des milieux effectifs234
- 6.4.2.4. Modèle de Garboczi236
- 6.5. La diffusion gazeuse237
- 6.5.1. La diffusion d'un gaz en milieu infini238
- 6.5.2. La diffusion d'un gaz dans un pore239
- 6.5.3. La diffusion d'un gaz dans un matériau poreux240
- 6.5.4. La diffusion d'un gaz dans un milieu poreux réactif242
- 6.6. Bibliographie243
- 6.7. Exercices246
- Chapitre 7. La perméabilité257
- 7.1. Introduction257
- 7.2. Définition de la perméabilité d'un matériau258
- 7.3. Mesure de la perméabilité260
- 7.3.1. Perméamètres à charge constante260
- 7.3.2. Analyse des résultats, validité de la loi de Darcy263
- 7.3.3. Méthodes de mesure de la perméabilité au gaz270
- 7.3.4. Perméamètres à charge variable270
- 7.4. Relation entre la perméabilité et la structure poreuse272
- 7.4.1. Les modèles empiriques272
- 7.4.2. Les modèles physiques273
- 7.4.2.1. Modèle de Carman-Kozeny273
- 7.4.2.2. Modèles statistiques simples274
- 7.4.2.3. Modèles basés sur la théorie de la percolation274
- 7.4.2.4. Modèles statistiques introduisant le concept de percolation275
- 7.5. Le séchage des bétons276
- 7.5.1. Les mécanismes physiques277
- 7.5.2. Modélisation simplifiée du séchage278
- 7.6. Paramètres physiques et approche performantielle280
- 7.7. Bibliographie281
- 7.8. Exercices284
- Index303
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Origine de la notice:
- FR-751131015
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Disponible - 624.4 OLL
Niveau 3 - Techniques
