Méthodes pour Estimer et Améliorer les Paramètres de Pompage des Bétons Fluides Présentateur : NGO Tien-Tung Maître de Conférences

Technique de pompage Problématique Pompe Automotrice Définition C’est une technique de mise en place du béton. Utiliser des pompes pour transporter le béton via une conduite vers un coffrage sans avoir recours à une benne ou à une bande transporteuse. Flèche Flèche Flèche Flèche Flèche Flèche Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Pompe Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Tuyaux Pompe Automotrice Pompe stationnaire 1

Avantages et inconvénients 1. Avantages de la technique de pompage Rapidité de mise en œuvre ; Coulage dans des endroits peu accessibles ; Amené continue d’un matériau homogène dans les coffrages ; Réduction des durées de déchargement du béton ; Amélioration des conditions de sécurité sur les chantiers. 2. Inconvénients de la technique de pompage Bétons forment des bouchons lors du pompage; Types des bouchons [Thèse de Kaplan] - bouchons au démarrage (95%) ; - bouchons en cours de pompage ; - bouchons en phase de redémarrage ; - bouchons en phase de nettoyage. 2

L’importance de la couche limite Béton dans le bouchon concentration des gravillons, absence du sable et de la couche limite. Béton s’écoulant répartition homogène des gravillons et du sable, existence d’une couche limite. [Thèse de Kaplan] B B A A Propriétés de la couche limite et son épaisseur Frottements à l’interface Pompabilité du béton Avancement du béton dans les tuyaux de pompage 3

Tribomètres existants pour mesurer les frottements Tribomètre de Kaplan (2000) Tribomètre de Chapdelaine (2006) 4

Méthodes existants pour prévenir la pompabilité du béton Mesurer les frottements avec les tribomètres pour prévenir la pompabilité. Si on ne connaît que la composition du béton : l’abaque de Putzmeister se basant sur l’affaissement. Abaque de Putzmeister pour déterminer les paramètres de pompage. 5

Nos objectifs de recherche Mesurer les paramètres d’interface avec une bonne précision ; Être apte à une utilisation mobile sur les chantiers de construction ; Présenter un coût raisonnable. Composition de la couche limite ; Influence des paramètres de composition du béton sur la pompabilité. Proposer et valider un modèle pour calculer la constante visqueuse Développer un tribomètre Utiliser le tribomètre pour les études expérimentales 6

1er objectif : Développement du tribomètre Agitateur Récipient Cylindre Photo du Tribomètre développé pour mesurer les frottements Problématique Agitateur piloté par un logiciel spécifique, Cylindre en acier lisse: DxH = 10,7 x 10 cm, Récipients : D x H = 30 x 20 cm Avancement du béton dans les tuyaux de pompage 7

Mode opératoire du tribomètre 1. Mesurer les frottements au fond du cylindre ; 2. Mesurer les frottements totale (au fond+à la paroi) ; 3. Déterminer les frottements à la paroi du cylindre ; 4. Calculer les paramètres d’interface. (paramètres de pompage) 8

Calculs des paramètres d’interface * Résultat brut du tribomètre (1) * Comportement de l’interface h (2) h k k k * Paramètres de l’interface (3) 0 seuil d’interface (Pa)  constante visqueuse (Pa.s/m) Résultat brut du tribomètre 9

2ème objectif : Influence de la composition des bétons sur les frottements Paramètres étudiés : Volume de pâte ; 2. Rapport eau/ciment (E/C) ; 3. Dosage en adjuvant et sa nature ; 4. Introduction de particules fines (sablon, fillers, fumée silice) ; 5. Épaisseur maximale de la pâte; 6. Rapport graviers/sable (G/S) ; 7. Diamètre des granulats. 10

2ème objectif : Influence de la composition des bétons sur les frottements (a) (b) Variation des couples de frottement en fonction de la vitesse des bétons testés : (a) série 1 – influence du volume de pâte ; (b) série 2 – influence du rapport E/C. 11 12

Influence de la composition des bétons sur la constante visqueuse (a) (b) Variation de la constante visqueuse en fonction des paramètres de composition : (a) série 1 – variation du volume de pâte ; (b) série 2 – variation du rapport E/C. 12 13

3ème objectif : Proposition d’un modèle pour calculer la constante visqueuse Composition des bétons et paramètres de pompage Augmenter Vpâte; E/C; dosage en Sp Favoriser la pompabilité dosage en Sablon, Fumée silice Défavoriser Proposer un modèle de h Valider le modèle Étude sur la couche limite C.L) Composition de la C.L : ciment + eau + sable fin (Dmax ≤ 0,25 mm); La composition de la C.L est liée à la composition du béton. 13

Conclusions Pompabilité 1er objectif : Développer un tribomètre 2ème objectif : Résultats des études expérimentales ont montré : La composition de la couche limite (ciment+eau+sable Ø ≤ 0.25 mm) ; Le relation entre la composition de la couche limite et celle du béton ; La pompabilité d’un béton dépend des paramètres de composition du béton : Pompabilité 14

Conclusions 3ème objectif : Modèle de calcul de la constante visqueuse (h) Champ d’application : * Bétons ordinaires fluides ; * Bétons avec superplastifiant ; * Bétons avec sablon ; * Bétons avec fillers calcaires ; * Le modèle ne s’applique pas à des bétons avec fumée de silice. 15

Merci de votre attention !

2. Programme expérimental et procédure des analyses Séries de bétons expérimentés 1) variation du volume de pâte ; 2) variation du rapport E/C ; 3) variation du dosage en adjuvant 4) variation du dosage en sable remplacée par du sablon. Sable humide restant après lavage du mortier Mortier frais Mortier sec 51

Validation du modèle avec les mesures expériementales 52

Superplastifiant 53

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