Présentation
INTRODUCTION
Élément constitutif du béton, les granulats ont pour objectif d’améliorer la résistance de la matrice. Aussi la dureté est-elle un paramètre important ; elle varie selon l’origine des granulats. Ces derniers sont dits « naturels » lorsqu’ils sont prélevés dans le milieu naturel : les roches utilisées (quartz, basalte, roches sédimentaires,…) proviennent des lits de rivière (granulats roulés) ou des carrières (granulats concassés). À cela s’ajoutent les granulats « artificiels » issus de l’industrie sidérurgique (mâchefer, laitier, granulats recyclés) ou bien encore fabriqués, comme l’argile expansée.
Choisir le type de granulats à utiliser est une étape importante qui nécessite de prendre en compte, dès ce moment, les performances attendues. En effet, suivant l’usage, les exigences concernant la résistance à l’usure ou aux frottements du granulat ne seront pas les mêmes. Les caractéristiques mécaniques ne sont pas les seules à intervenir, les caractéristiques physico-chimiques et géométriques sont également très importantes : par exemple, la porosité agit sur l’adhérence qui, elle-même, influence la résistance du béton à la compression et à la traction.
Après un récapitulatif de la normalisation en vigueur et une présentation des différents types de granulats, cet article expose les caractéristiques géométriques, physico-chimiques et mécaniques des granulats. Plusieurs tests sont proposés, comme le test « équivalent de sable » évaluant la propreté du sable, l’essai micro-Deval qui teste la résistance à l’usure du granulat et l’essai Los Angeles, pour la résistance au choc.
Le lecteur est invité à consulter l’article : Les granulats légers TBA1112 , pour plus de détails sur ce sujet.
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I - Granulats courants
Pour la composition des bétons, on utilise en général des matériaux naturels alluvionnaires : sables et graviers. Mais lorsque ces matériaux font défaut localement, on utilise des roches éruptives ou sédimentaires transformées en granulat par concassage : silex, calcaires durs, silico-calcaires ; ils constituent une grande partie des matériaux alluvionnaires. Les silex sont durs mais parfois fragiles ; les calcaires moins durs que les silex présentent, par contre, une meilleure adhérence.
La densité absolue de ces matériaux est de l’ordre de :
- 2,5 à 2,65 pour les calcaires selon leur dureté et leur compacité ;
- de 2,6 à 2,7 pour les silex ; on admet en général 2,6 comme valeur moyenne pour les silico-calcaires (matériaux courants du Bassin de la Seine par exemple).
Les granulats utilisés couramment pour la fabrication des mortiers et bétons sont les suivants.
Basalte
Le basalte est une roche volcanique ignée de couleur vert foncé ou noire.
Dureté de 5,0 à 5,5.
Masse volumique de 2,7 à 3,0 g/cm 3 .
Les grains composant la roche sont invisibles ; elle contient de 55 à 65 % de silice au total, c’est une roche basique.
Quartzites
Les quartzites sont des matériaux très durs. Il s’agit d’un grès métamorphisé, donc très riche en quartz. Ils peuvent contenir du mica, du feldspath ou du kaolin de couleur : blanc laiteux ou gris pâle, parfois teintée de brun, noire, rougeâtre ou verdâtre.
Dureté de 9.
Masse volumique de 2,6 à 2,7 g/cm 3 .
Composés de grains grossiers, de structure massive ou litée à cassure irrégulière. Ils constituent de bons granulats, mais sont utilisés comme source de silice pour la fabrication du verre, d’abrasif ou de pierres réfractaires.
Grès
Les grès sont formés de grains de sable plus ou moins bien cimentés par de l’argile, du calcaire ou de la silice de couleur jaune et brune.
Les grès durs et de bonne qualité peuvent être employés comme granulats.
Porphyre
Le...
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