Mesure du dosage en eau dans le malaxeur Bogdan CAZACLIU Eric CHÂTEAU Jack OUDIN Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -1

Maîtrise de la teneur en eau LORS DU DOSAGE type de granulat sables roulé et broyé avec fines gravillons 2/4 et 10/14 type de sonde capacitive micro-ondes position de la sonde trémie jetée des matériaux DANS LE MALAXEUR type de sonde fixe micro-ondes tournante résistive (wattmètre) séquences de malaxage « à sec » introduction partielle de l’eau introduction partielle du SP à la formule nominale Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -2

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -3 Contexte industriel Centrale BPE malaxage en une phase (à la formule nominale) pas de mesure de teneur en eau dans le malaxeur Centrale à béton pour préfabriqués malaxage en plusieurs phases (généralement 2) introduction partielle de l’eau mesure de la teneur en eau ajout du complément d’eau pour la formule nominale Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -3

Déroulement des essais préparation de la gâchée (¼ m3) mesure de la teneur en eau sable et gravillon - four µondes remplissage du malaxeur - constituants solides démarrage de l’acquisition teneur en eau - sonde µondes fixe, sonde résistive tournante puissance de malaxage - wattmètre différentiel température béton introduction des constituants liquides introduction en une, trois ou plusieurs étapes Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -4

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -5 formule nominale eau efficace 175 l/m3 B1, B2, B3 introduction en une étape malaxage « à sec » eau + SP palier à 175 l/m3, AV après 15 sec. étalement 63cm (après 4 mn de malaxage) B0 introduction en trois étapes eau jusqu’à 80 l/m3, puis jusqu’à 90 l/m3 eau +SP(+AV) jusqu’à 175 l/m3, puis 5 fois +10 l/m3 étalement 45cm (après 4 mn de malaxage) Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -5

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -6 stabilisation bruit sensibilité Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -6

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -7 introduction de la phase liquide par palier de +10 l/m3 E1, E2, E3, E4 eau 15 - 185 l/m3 S1, S2, S3 eau 15 - 25 l/m3 eau + SP 35 - 135 l/m3 A1 eau 15 - 25 l/m3 eau + SP 35 - 55 l/m3 eau + SP + AV 65 - 135 l/m3 Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -7

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Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -9 répétabilité sensibilité influence de séquences d’introd. Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -9

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Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -12 Influence des séquences d ’introd. Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -12

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -13 Conclusions sonde tournante résistive  précision entre 5 et 10 l/m3 plage de mesures de 15 à 65 l/m3 (eau efficace) mais la répétabilité n’est pas confirmée par les essais B0 à B3 sonde fixe micro-ondes  précision insuffisante mais un traitement du signal pourrait sans doute améliorer la précision (filtrage) wattmètre (malaxage à sec)  précision entre 7 et 10 l/m3 plage de mesures de 15 à 35 l/m3 (eau efficace) wattmètre (malaxage béton)mauvaise sensibilité répétabilité mais séquences d ’introduction très défavorables Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -13

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -14 Conclusions Seule solution actuelle dans les conditions de nos essais malaxage « à sec » mesure de la teneur en eau par une sonde tournante résistive ajout de l’eau pour la formule nominale estimation de la précision optimiste ! Séquences d’introduction (eau, adjuvants): très influentes sur l’ensemble des mesures Mouillage initial des granulats: également influent Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -14

Bogdan CAZACLIU Michel DAUVERGNE Malaxage des BAP Bogdan CAZACLIU Michel DAUVERGNE Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -15

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -16 Contexte de l’étude Thèse de David Chopin: malaxage des BHP et BAP influence de la taille du malaxeur influence de la formulation influence du temps de malaxage éléments d’analyse sur l’influence du type de malaxeur Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -16

OBJECTIF propriétés Vs. type de malaxeur et temps de malaxage 1 formule (RMC) 4 temps de malaxage (20s, 38s, 70s, 5mn) 2 malaxeurs annulaire Pataud (1m3) à double tourbillon Liebherr (1m3) Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -17

pour chaque fabrication enregistrement wattmètre 6 étalements 15 essais de compression (éprouvettes Ø11x22) 2 (3) essais de perméabilité (IUT St Nazaire) boite en L, stabilité au tamis, rhéomètre masse volumique, teneur en air, température béton teneur en eau sur béton Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -18

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -19 Conditions d’essais centrale de malaxage du LCPC (échelle 1:1) maîtrise de la quantité d’eau dans le béton évaluation des erreurs commises humidité naturelle des granulats peu variable protocole de fabrication figé séquences d’introduction des constituants niveau de remplissage du malaxeur prélèvement automatisé autres conditions d’essais peu différentes conditions atmosphériques et propriétés des constituants Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -19

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -20 Fabrication Liebherr -12 l/m3 Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -20

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -21 Fabrication Pataud + 2 à 3 l/m3 Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -21

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -22 Résultats d’essais Malaxeur Liebherr Malaxeur Pataud DT Temps de malaxage 20 s 38 s 70 s 300 s 20 s 38 s 70 s 300 s 70 s Eau totale visée 212 l/m3 212 l/m3 200 l/m3 Ecart eau fabrication (l/m3) ±0 -1/0 -1/+2 ±0 -1/+1 +1/+4 0/+2 +1/+2 ±0 Température béton 13 °C 13 °C 12 °C 12 °C 8 °C 9 °C 7 °C 8 °C 9 °C Seuil (Pa) 190 300 170 240 225 170 290 285 180 Rhéomètre Viscosité (Pa.s) 65 75 80 70 90 80 105 85 90 Teneur en air 1,7% 1,4% 1,5% 2,0% 2,0% 2,3% 2,5% 3,2% 1,6% Masse volumique (kg/m3) 2370 2380 2350 2350 2360 2370 2350 2320 2400 Teneur en eau béton (9,9%) 9,3% 9,3% 9,3% 9,8% 9,7% 9,5% 9,1% 10% 9,4% Boite en L - H1 (cm) 11 11 10 11 11 11 12 10 14 Stabilité au tamis - laitance 2,1% 2,0% 4,3% 7,8% 1,9% 0,8% 1,8% 6,6% 0,8% Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -22

Etalement moyen (sur 6 points) temps malaxage industriel Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -23

Homogénéité - étalement Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -24

Wattmètre Vs. Etalement 20, 38 et 70s -12 l/m3, 70s 5mn 20s 70s +2 à 3 l/m3, 38s Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -25

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -26 gain Rc (référence 20 s) Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -26

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -27 comparaisons Pour la formule et les séquences d’introduction utilisées: Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -27

Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -28 Conclusions Cohérence des résultats Répétabilité des fabrications Relations linéaires: puissance à la vidange - étalement Pour la formule et les séquences d’introduction utilisées: temps de malaxage industriel bien choisi si on utilise un malaxeur traditionnel on pourrait réduire le temps de malaxage en utilisant un malaxeur à tourbillons Axe 3-1 :Fabrication et transport des BAP -28