QCM : Roches et granulats de construction (45 questions)

Explication

Certaines pierres naturelles proviennent de la désagrégation et de la sédimentation de roches préexistantes. Le refroidissement du magma décrit une autre origine des pierres, tandis que la pression et la chaleur caractérisent le métamorphisme.

Explication

La classification selon l’origine comprend les roches ignées, sédimentaires et métamorphiques. Les textures vitreuses, granitiques et porphyriques ne sont pas des familles de cette classification.

Explication

Les roches ignées résultent du refroidissement du magma injecté dans les fissures de l’écorce terrestre. Les roches sédimentaires proviennent de dépôts, tandis que le métamorphisme transforme des roches préexistantes.

Explication

Un refroidissement très rapide empêche la cristallisation et produit une texture vitreuse, comme dans les laves et les ponces. La texture granitique se forme lors d’un refroidissement extrêmement lent, et la texture porphyrique comporte de gros cristaux dans une pâte microcristalline.

Explication

Une forte pression ou une température élevée peut transformer une roche magmatique ou sédimentaire préexistante en roche métamorphique. La désagrégation et le dépôt caractérisent plutôt la formation sédimentaire, tandis que le refroidissement du magma donne des roches ignées.

Explication

Le métamorphisme du calcaire produit du marbre. Le gneiss provient du granit, le quartzite du grès et l’ardoise de l’argile.

Explication

Une roche de construction doit être homogène, résister à la compression, aux agents atmosphériques et à l’absorption de l’eau, tout en étant facile à travailler. La fissilité et la finesse du grain décrivent certaines caractéristiques de l’ardoise, mais ne remplacent pas ces exigences générales.

Explication

Le sciage au fil hélicoïdal permet de découper la roche sans le procédé explosif qui déforce sa texture. Le tirage d’explosifs fragilise la pierre, les coins d’acier constituent une autre méthode et le concassage ne correspond pas à l’extraction de blocs réguliers.

Explication

Le tirage d’explosifs déforce la texture et convient aux moellons destinés aux maçonneries grossières, à l’enrochement ou au concassage, pas à une maçonnerie fine. Les réponses qui lui attribuent une texture préservée ou un usage en maçonnerie fine confondent ses applications.

Explication

Un granulat est une roche inerte, naturellement cassée et roulée ou mécaniquement concassée, associée à un liant pour former un mortier ou un béton. Le liant assure un rôle distinct, tandis qu’une pierre débitée ou un produit qui durcit ne définit pas le granulat.

Explication

Les granulats provenant de la démolition d’anciens ouvrages sont des granulats recyclés. Les granulats naturels subissent un traitement mécanique des roches et minerais, tandis que les granulats artificiels résultent d’une transformation thermique et mécanique.

Explication

Le granulat roulé provient du criblage et du lavage de matériaux alluvionnaires et présente généralement une forme arrondie. Le granulat concassé vient de roches concassées et est plutôt anguleux; le granulat mixte associe des éléments roulés et concassés.

Explication

Pour les bétons de ciment et les chaussées, il faut retenir des granulats de forme assez ramassée et exclure les plats. Le choix des grains plats méconnaît cette exigence, les grains allongés ne sont pas assimilés à une forme ramassée, et l’indifférence à la forme contredit la règle.

Explication

Le coefficient d’aplatissement caractérise les granulats dont la dimension est comprise entre 4 et 63 mm. Les valeurs 2 mm et 80 mm renvoient à d’autres limites ou opérations, et non à la gamme définissant ce coefficient.

Explication

L’essai comporte d’abord un tamisage qui répartit l’échantillon en classes di/Di, puis un tamisage de ces classes sur des grilles dont les fentes sont espacées de Di/2. Inverser l’ordre, supprimer le classement ou prendre Di comme écartement modifie la procédure.

Explication

Le protocole prévoit un séchage à l’étuve à 110 ± 5 °C jusqu’à masse constante, un refroidissement, l’élimination des grains passant à d/2 et retenus à 1,4 D, puis le tamisage sur grille et la pesée. Le séchage à l’air, la conservation des fractions limites et la pesée avant le tamisage correspondent chacun à une erreur de procédure.

Explication

L’essai évalue la propreté en faisant floculer les éléments fins dans une solution lavante, puis en mesurant après repos la hauteur des éléments sédimentés. Peser les éléments, mesurer les fines encore en suspension ou omettre la floculation ne correspond pas à ce principe.

Explication

Les fines sont les grains passant au tamis de 80 μm, et leur excès nécessite davantage d’eau. Le manque de fines est plutôt associé à une faible maniabilité, à la ségrégation et à une compacité réduite; les grains retenus ne sont pas les fines visées.

Explication

La préparation exige un séchage à l’air sans dessiccation complète, un tamisage à 2 mm et deux prises dont la masse sèche équivalente est de 120 g chacune. Le séchage à l’étuve confond cette préparation avec celle de l’aplatissement; le tamisage à 4 mm et une masse humide ne respectent pas les conditions indiquées.

Explication

Après avoir chassé les bulles, l’éprouvette est agitée pendant 90 cycles en 30 secondes, puis lavée pour faire remonter les fines jusqu’au repère supérieur; le repos de 20 minutes ± 15 secondes précède les mesures. L’agitation de 20 minutes confond le temps d’agitation et le repos, le lavage avant agitation inverse les opérations, et l’absence de lavage omet la remontée des fines.

Explication

L’équivalent de sable se calcule par $SE=100\times h_2/h_1$; ici, $100\times52/80=65\%$. Le rapport inversé donne environ 154 %, l’omission du facteur 100 donne 0,65 %, et la différence des hauteurs donne 28 mm, pas un pourcentage de 35 %.

Explication

L’essai caractérise la propreté de la fraction passant au tamis de 2 mm, dont la proportion de fines passant à 0,08 mm est ramenée à 10 % au besoin avec un sable correcteur. La fraction de 0,08 mm est la fraction de fines, l’essai ne mesure pas la teneur en eau, et le refus à 2 mm n’est pas la fraction visée.

Explication

La préparation consiste à tamiser à 2 mm, laver le refus en limitant l’eau, puis sécher le passant 0/2 mm sans atteindre l’état sec; la masse obtenue est d’environ 1,500 kg. Sécher le refus ou laver le passant inverse les fractions traitées, et 120 g correspond à une quantité d’essai, non à l’échantillon préparé.

Explication

Les quatre échantillons sont répartis en un pour la teneur en eau, un pour le sable correcteur et la détermination des fines, et deux pour les essais. Les répartitions avec deux échantillons consacrés à la teneur en eau ou aux fines déplacent un échantillon des essais, tandis qu’une seule préparation d’essai ne compte que trois échantillons.

Explication

Comme $f=9\%$ est inférieur à 11 %, aucune correction n’est effectuée et la masse est $120(1+0,05)=126$ g. Ajouter du correcteur applique à tort la règle du seuil supérieur; 120 g omet la prise en compte de la teneur en eau.

Explication

Au-dessus de 11 %, la masse est $\left(m_{sc}+\frac{1200}{f}\right)(1+\omega)$. Avec $m_{sc}=120-1200/12=20$ g, on obtient $(20+100)\times1,05=126$ g; 120 g omet l’humidité, la règle sous le seuil néglige la correction, et 132,3 g résulte d’un ajout erroné de la masse corrigée une seconde fois.

Explication

L’essai met en suspension 120 g de sable sec dans la solution lavante, puis comprend l’agitation, le lavage et la mesure des hauteurs du floculat et du sédiment. Mesurer avant l’agitation inverse l’ordre opératoire, tandis que l’eau ou le sable humide ne correspondent pas à la prise décrite.

Explication

La formule est $PS = 100\frac{h_2}{h_1}$ : $100\times\frac{40}{80}=50,0\ \%$. Le résultat de $200,0\ \%$ inverse le rapport, tandis que $25,0\ \%$ et $0,5\ \%$ proviennent d’erreurs de calcul ou de facteur.

Explication

L’essai caractérise la fragmentation en faisant rouler le granulat avec une charge abrasive, puis en évaluant le matériau retenu à 1,6 mm. Le matériau passant est l’inverse du refus mesuré, et la masse des boulets ne sert pas à calculer la fragmentation.

Explication

Le protocole prévoit 500 tours à 31–33 tr/min, puis la récupération, le lavage et le tamisage à 1,6 mm; le refus est séché à $110\pm5\ ^\circ\mathrm{C}$ jusqu’à masse constante. Sécher le passant confond les deux fractions, et les autres réglages inversent ou remplacent les paramètres prescrits.

Explication

Avec $LA=100\frac{M-m'}{M}$, on obtient $100\times\frac{5000-3750}{5000}=25$, déjà arrondi à l’unité. La valeur 75 correspond au refus rapporté à la masse initiale, tandis que 133 inverse les masses et 0 omet le facteur 100.

Explication

Le Micro-Deval caractérise l’usure causée par les frottements réciproques des granulats dans un cylindre en rotation avec une charge abrasive. La fragmentation correspond au principe associé au coefficient Los Angeles, tandis que la compression et l’absorption d’eau ne décrivent pas cet essai.

Explication

Le protocole impose une charge abrasive de $5000 \pm 5$ g, $2{,}5 \pm 0{,}05$ l d’eau et une rotation à $100 \pm 5$ min⁻¹ pendant 2 h ou $12000 \pm 10$ tours; le matériau est ensuite tamisé à 1,6 mm et le refus séché. L’absence d’eau, la charge de 2 500 g et le tamis de 8 mm ne correspondent pas aux étapes prescrites.

Explication

Le coefficient en présence d’eau vaut $MDE = 100\frac{M-m'}{M}$, soit $100\frac{500-350}{500}=30\%$. $70\%$ rapporte le refus à la masse initiale, $150\%$ omet la division par $M$, et le coefficient Los Angeles caractérise la fragmentation.

Explication

Les six éprouvettes sont réparties également : trois servent à l’essai de compression et trois à l’essai de fendage. Les répartitions 4–2 et 2–4 modifient ce partage, tandis que l’affectation des six au fendage supprime les essais de compression.

Explication

Le fendage est un essai de traction indirecte : la compression radiale de l’éprouvette cylindrique permet de déterminer expérimentalement la résistance en traction du béton. La compression directe mesure la résistance en compression, tandis que la traction axiale et la flexion ne décrivent pas ce dispositif.

Explication

L’estimation est valable si l’effet Poisson provoque la rupture avant les contraintes de compression et si la résistance en traction est plus de trois fois inférieure à celle en compression. Le rapport d’environ dix décrit généralement les bétons ordinaires, l’inversion du rapport est incorrecte et une rupture causée d’abord par la compression ne satisfait pas la condition.

Explication

L’eau pénétrant dans la fissure peut atteindre le ciment resté anhydre et poursuivre son hydratation, contribuant ainsi à l’auto-cicatrisation. L’évaporation ne réalise pas cette hydratation, le séchage ne déshydrate pas le ciment déjà hydraté, et la fissure peut au contraire permettre à l’eau de pénétrer.

Explication

À environ 28 jours, une éprouvette peut encore être humide à l’intérieur au-delà d’un centimètre : ni son hydratation ni son séchage ne sont donc terminés. Considérer l’un de ces processus comme achevé confond l’âge de l’éprouvette avec la fin du processus correspondant.

Explication

L’essai consiste à placer verticalement une éprouvette cylindrique et à lui appliquer une contrainte de compression. Une disposition horizontale, une traction ou une flexion ne correspondent pas au chargement décrit pour cet essai.

Explication

Le surfaçage rend le contact avec les plateaux plus régulier, limite les concentrations de contraintes et diminue l’effet de frettage, ce qui améliore la reproductibilité et la fiabilité de l’essai. Il ne renforce pas le béton et la mesure de déformation relève de la cage extensométrique.

Explication

L’affaissement mesuré sert à contrôler la plasticité du béton frais, à déterminer le temps de vibration et à identifier sa classe de maniabilité. La résistance mécanique, la composition et le temps de prise sont d’autres caractéristiques.

Explication

L’essai se déroule en remplissant le cône en trois couches, chacune piquée 25 fois, puis en arasant avant de lever doucement le cône verticalement avec une légère rotation. Lever avant l’arasement, incliner le cône ou modifier le nombre de piquages ne respecte pas la procédure.

Explication

L’ardoise provient d’une argile ayant subi un métamorphisme général faible et son grain très fin et homogène convient à un usage en couverture. Le gneiss est reconnaissable à ses minéraux visibles, le quartzite provient du grès et le marbre du calcaire.

Explication

Un simple abaissement qui conserve globalement la forme du béton est acceptable, contrairement à l’affaissement complet avec élargissement de la base ou au cisaillement supérieur. L’élargissement et le glissement latéral décrivent ces deux formes non conformes, qui imposent un nouvel essai.