Cours Gratuit
Généralités
Définition
Les matériaux de construction trouvent leur origine dans le sol, en premier lieu les pierres qui sont depuis les temps les plus anciens sont des éléments de construction résultent du refroidissement progressif de la masse de la terre passant dans sa première phase de formation de l’état gazeux à l’état liquide (le magma) puis, au contact de l’atmosphère, à l’état solide (l’écorce terrestre).
D’autres pierres naturelles résultent de celles-ci par désagrégation, sédimentation et altération. Les pierres naturelles possèdent des formes et dimensions très variées.
Classification Générale
Les roches se classent en trois grandes familles suivant leur origine
Roches ignées
Les roches ignées ou éruptives résultent des refroidissements du magma injecté dans les fissures de l’écorce terrestre. Certaines de ces intrusions sont restées en profondeur, d’autres ont crevé la surface pour former des volcans. Suivant leur composition et leur vitesse de refroidissement, ces roches ont donnés lieu aux principaux types de texture.
Texture granitique (granit) : Ce type de roche se présente sous forme de gros cristaux dus à leur vitesse de refroidissement extrêmement lente.
Texture porphyrique (porphyre):
La vitesse de refroidissement est moins lente que celle des granits, ce porphyre est présenté par de gros cristaux entourés d’une pâte microcristalline.
Texture vitreuse (laves et ponces) : Sont obtenues par une vitesse de refroidissement très rapide, de ce fait la cristallisation n’a pas pu se faire.
Marbre : formé par cristallisation de calcaire
Caractéristiques :
Peut être poli
Dureté et résistante aux agents atmosphériques.
Changement de couleur peut se produire sous l’influence de l’atmosphère et de lumière.
Utilisation : principalement pour les travaux d’intérieur tels les parements d’escalier et de sol, appuis de fenêtre, lambris, …
Exploitation de la pierre naturelle
La pierre naturelle extraite de carrières, cette extraction peut se faire par tirage d’explosifs, par sciage au fil hélicoïdal.
Tirage d’explosifs
De nombreux trous profonds et étroits sont forés dans la roche. Au fond de ces trous, on dispose l’explosif (TNT), relié par des fils ou par des mèches à un déclencheur, pour la mise à feu. Ce procédé ne convient qu’à l’extraction des moellons à utiliser bruts ou tout-venant, et destinés :
Extraction aux coins d’acier ou spigots
On creuse d’abord des trous suivant la ligne de séparation que l’on a choisie, puis on enfonce des coins (spigots) en acier au moyen d’un marteau d’une vingtaine de kilos.
Travail de la pierre
Les grands blocs extraits sont ensuite débités par clivage ou par sciage à l’aide des scies groupées sur un même châssis (armure) ou de la scie à disque (le disque est recouvert de poussière de diamant). La pierre naturelle peut alors être taillée en fonction de sa nature et de son emploi. C’est ainsi qu’un bloc de pierre peut être travaillé à la boucharde, à la gradine, au ciseau plat, ….etc La surface de la pierre peut également être ravalée, égrisée, adoucie, polie mate ou polie brillante.
Forme commerciale de la pierre naturelle
En général, la pierre naturelle est débitée ou sciée en gros blocs, soit à la carrière soit à l’atelier ; elle est sciée en plaques ou tranches, principalement dans les épaisseurs de 2, 3 et 4cm pour les pierres à polir ; de 5, 6, 8, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 22, 25, 28 et 30 pour les pierres à tailler. Dans les commerces, le m3 est utilisé comme unité pour les pierres de construction et le m2 pour le nombre et les pierres polies.
Granulats non traditionnels
Ils sont d’origines diverses et destinés à des emplois bien particuliers.
Les granulats légers sont des matériaux naturels ou artificiels de faible masse volumique apparente (en général 1000 kg/m3
), utilisés dans la fabrication des bétons légers : il faut citer :
Granulats naturels d’origine volcanique tels : la pierre ponce, la pouzzolane.
Granulats artificiels sont des produits industriels tels : mâchefer laitier expansé, cendres volantes frittées…
Granulats artificiels fabriqués spécialement : argile et schiste expansés, polystyrène expansé, verre expansé, etc…
Essai : Analyse granulométrique
Un granulat est défini pour deux nombres d/D caractérisant le plus petit et le plus grand des diamètres de ses graines ; la proportion des grains comprise entre les dimensions d et D pouvant être très variable. En effet l’analyse granulométriques traduit la distribution pondérale des granulats élémentaires dans les matériaux étudiés.
L’intérêt de la courbe granulométrique est de pouvoir juger :
Si le granulat est régulier (courbe continue) ou irrégulier (courbe discontinue).
Des dimensions extrêmes de d et D.
Du pourcentage d’éléments fins dans le sable.
Appareillage
Un dispositif de tamisage est composé de plusieurs tamis standardisés qui s’emboîtent.
Le tamis ayant la plus grande ouverture de maille est placé au dessus, celui ayant la plus petite ouverture de maille en dessous. Sous ce dispositif ou place un bac ou une boite ayant un fond.
Poids volumétriques apparent : est le poids d’un m3 d’un agrégat naturel ou en vrac
Plus l’agrégat est gros et plus il y a des dimensions différentes de grains, plus le poids volumétrique apparent sera grand et moins il y aura de vides dans la masse du matériau, ceci pourra être contrôler en versant de l’eau d’un récipient gradué sur l’agrégat séché jusqu’au moment ou tous ces vides sont remplis.
La pierraille (éléments irréguliers) contient plus de vides que le gravier (grains arrondis se tassant mieux).
Importance de la teneur en eau des agrégats
La teneur en eau des agrégats gros et moyens a peu d’importances par contre celle du sable peut avoir des conséquences graves car le sable foisonne sous l’action de l’eau c.à.d le volume du sable varie selon la quantité d’eau qu’il contient.
Graviers
Définition
Le gravier est un agrégat pierreux d’origine naturelle et dont la dimension des grains est généralement comprise entre 2 et 80 mm ; le gravier provient soit du dragage des rivières, soit de l’extraction de carrière de gravier. Le gravier de rivière est essentiellement composé de grains arrondis provenant des roches tombées dans la rivière et étant entraînées par le courant.
Qualités exigées
Le gravier doit répondre aux exigences suivantes :
Il ne doit pas contenir d’impuretés : Le gravier provenant du dragage des rivières est en général pur, ne contenant ni particules d’argile, ni particules de limon ; mais lors du transport ces impuretés peuvent subsister le gravier, et sur chantier, il faut prévoir un lieu de décharge propre, prés de la bétonnière.
Le grain doit être suffisamment dur et résistant : la résistance à la compression du gravier pour bétonnage doit être au moins égale à celle du ciment employé après durcissement de ce dernier ; un moyen de contrôle simple peut se faire :
Un gravier de 0,5 cm à 1 cm, placé entre deux plaquettes d’acier de 5 mm d’épaisseur, doit pouvoir résister à une pression statique de 16 kg.
Un gravier de 1 cm à 2 cm de doit résister à une pression de 26 kg.
Des graviers de plus de 2 cm de doit résister au moins à une pression de 34 kg.
Le gravier doit pouvoir résister aux intempéries : si le gravier est poreux, il pourra absorber de l’eau et se détériorer par la gelée.
La dimension des grains doit être adaptées au travail : le gravier de rivière provenant du dragage peut contenir des grains de dimensions variables. Et pour obtenir du gravier avec des grains de même dimension, il est donc nécessaire de le tamiser.
Quelquefois une couleur définie est exigée : pour certains emplois, où le gravier restera visible, il est exigé une couleur résistante à la lumière et aux intempéries.
Pierrailles de pierres naturelles
Définition
La pierraille est un agrégat composé de pierres naturelles concassées et dont les grains sont généralement des dimensions de 2 à 80 mm. Le concassage se fait par d’énormes concasseurs, prés des carrières, qui broient les rochers naturels, et les grands dispositifs de tamisage tiennent les différentes dimensions de grains.
Le poids volumétrique apparent (déversé en vrac et non tassé) varie de 1300 à 1550 kg/m3 d’après le degré d’humidité et la dimension des grains, parfois ce poids peut attendre 1800 kg/m3 quand le matériau est tassé.
Qualités exigées
La pierraille doit satisfaire aux exigences suivantes :
Elle ne peut pas contenir d’impuretés : la pierraille livrée sur chantier dépourvue d’impureté, pour cela, il faut prévoir un lieu de décharge propre, au sol dur, près de la bétonnière où il n’y a ni plantes, ni terre.
Le grains doivent être suffisamment durs : le même essai de l’écrasement peut être appliqué à la pierraille, de plus la pierraille de porphyre résiste plus que celle du calcaire concassé.
La pierraille doit pouvoir résister aux intempéries : il faut éviter l’emploie de la pierraille poreuse car elle ne répond pas à cette exigence.
La dimension des grains doit être adaptée au travail : la pierraille est donc tamisée afin d’être livrée en calibre normalisés de 2/8 ; 8/22 ; 22/40 , 40/63 ; 63/80 ; même en subdivision de 2/4 ; 4/8 ; 8/16 ; 16/22 et en calibres spéciaux de 8/12 et 12/16. Elle peut aussi s’obtenir en « tout – venant » ce qui veut dire non triée.
La forme des grains doit se situer dans certaines limites :
Il ne peut y avoir trop de pierres longues ou plates dans la pierraille car ces dernières sont trop fragiles quand elles sont soumises à un effort de compression. Pour obtenir du béton qui répond à des exigences sévères de compression, il faut employer de la pierraille ayant été concassé plusieurs fois pour que les grains soient plus cubiques.
Quelquefois une couleur définie est exigée : pour l’emploi du béton bouchardé où la pierraille restera visible et donnera sa couleur, la couleur de la pierraille doit résister à la lumière et aux intempéries.
Utilisation
La pierraille s’utilise surtout pour la fabrication du béton et du béton armé mais aussi lors de la construction de routes et comme ballast sous les voies de chemin de fer.
Briquaillon
Définition
Le briquaillon s’obtient en morcelant des briques provenant en général de la démolition ou d’une mauvaise cuisson de briques, le morcellement peut se faire par des concasseurs ou au marteau.
Qualités exigées
Le briquaillon concassé doit répondre aux exigences qui suivent :
La matière doit être suffisamment dur : des briques pas assez cuites, des tuiles, des débris de poteries ou de verre ne peuvent fournir du briquaillon utilisable.
Les grains doivent être purs et sans corps étrangers : le briquaillon provenant de démolitions peut contenir beaucoup d’impuretés tels : mortier de plâtre, terre, bois, fer blanc et autres matériaux impropres, il est donc nécessaire de tamiser le briquaillon pour le purifier ; par contre celui provenant des conduits de cheminées ne convient pas.
Les grains ne peuvent dépasser environ 5 cm : le briquaillon concassé mécaniquement répond généralement à cette exigence, par contre, celui concassé à la main doit être soigneusement tiré.
Télécharger le document complet
