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Los Angeles (NF EN 1097-2)
1- PRINCIPEL'essai Los Angelès est utilisé pour déterminer la résistance à la fragmentation d'un échantillon de granulat. Le coefficient Los Angeles obtenu est le pourcentage de l'échantillon initial passant au tamis de 1.6 mm après fragmentation dans un cylindre en présence de boulets d'acier. Plus le pourcentage Los Angelès (noté LA) est bas, plus l'échantillon est résistant à la fragmentation.
2- APPAREILLAGEEn plus des appareillages usuels de laboratoire (tamis de 1.6, 6.3, 8, 10, 12.5, 14 mm, étuve, balance...) il convient de disposer de :
- machine Los Angelès, composée d'un cylindre et d'un moteur. Le cylindre mesure à l'intérieur (508 +/- 5) mm et a un diamètre de (711 +/- 5) mm et fabriqué avec une tôle de 12 mm d'épaisseur. Le moteur doit permettre d'entrainer ce cylindre à une vitesse comprise entre 31 et 33 tours par minute et être équipé d'un compte tours permettant un arrêt automatique après 500 tours.
- boulets d'acier de diamètre compris entre 45 et 49 mm et de masse comprise entre 400 et 445 g.
3- MODE OPERATOIREPour cet essai, préparer par lavage et tamisage les masses des fractions suivantes, en rajoutant le nombre de boulets indiqués (masse et fraction autorisées par FD P18-663) :
coupure granulaire 3500 g de la fraction : 1500 g de la fraction : nombre de boulets :10/14 10/12.5 12.5/14 11
11.2/16 11.2/14 14/16 128/11.2 8/10 10/11.2 106.3/10 8/10 6.3/8 94/6.3 5/6.3 4/5 7
Note : suivant ce tableau, pour un gravillon donné, quel que soit la coupure granulaire, le coefficient Los Angelès sera identique. Dans la réalité, le MDE obtenue varie suivant la coupure, il est donc conseillé de prendre toujours la même fraction pour pouvoir comparer les résultats.
Mettre la prise d'essai et les boulets et mettre à tourner pendant 500 tours. Recueillir et laver les granulats restant au tamis de 1.6 mm en éliminant tous le passant à ce tamis. Sécher et peser le refus à 1.6 mm.
4- CALCUL DU LACalculer alors le LA de cette façon :
LA = (5000 - m) / 50 avec m masse du refus à 1.6 mm.
Micro Deval (NF EN 1097-1)
1- PRINCIPE
L'essai micro-Deval permet de déterminer la résistance à l'usure d'un échantillon de granulat. Le coefficient micro-Deval obtenu est le pourcentage de l'échantillon initial passant au tamis de 1.6 mm après usure par rotation dans un cylindre en présence de bille d'acier inox et d'eau. Plus le pourcentage d'usure est bas, plus l'échantillon est résistant à l'usure.
2- APPAREILLAGEEn plus des appareillages usuels de laboratoire (tamis de 1.6, 6.3, 8, 10, 12.5, 14 mm, éprouvette graduée, étuve, balance...) il convient de disposer de :
- cylindre d'essai ; de 1 à 4 cylindre ayant un diamètre de (200 +/- 1) mm et de longueur intérieur de (154 +/- 1) mm. Les cylindres doivent être étanche à l'eau et ne présenter aucunes aspérités intérieures, l'étanchéité étant assurée par un joint. Ces cylindres, posés sur deux supports horizontal, doivent être entrainés par :
-un moteur assurant une rotation de (100 +/- 5) tours par minutes. Ce moteur est doté d'un compte tours qui lui permet de s'arrêter automatiquement au bout de 12000 tours, c'est à dire au bout de 2 heures.
-billes d'inox de (10 +/- 0.5) mm.
3- MODE OPERATOIREPour cet essai, préparer par lavage et tamisage les masses des fractions suivantes, en rajoutant la masse de bille indiquée (masse et fraction autorisées par FD P18-663) :
coupure granulaire350 grammes de la
fraction :150 grammes de la
fraction :masse de bille
10/14 10/12.5 12.5/14 5000
11.2/16 11.2/14 14/16 5400
8/11.2 8/10 10/11.2 4400
6.3/10 8/10 6.3/8 4000
4/6.3 5/6.3 4/5 2000
Note : suivant ce tableau, pour un gravillon donné, quel que soit la coupure granulaire, le coefficient micro-Deval sera identique. Dans la réalité, le MDE obtenue varie suivant la coupure, il est donc conseillé de prendre toujours la même fraction pour pouvoir comparer les résultats.
Mettre la prise d'essai, la masse de bille d'inox (servant de charge abrasive) et compléter avec (2.5 +/- 0.05) l d'eau par cylindre. Pour chaque essai, il est demandé de préparer deux cylindres identiques. Mettre à tourner pendant 1200 tours; séparer l'échantillon obtenu des billes d'acier (par exemple à l'aide d'un aimant) et laver les granulats restant au tamis de 1.6 mm en éliminant tous le passant à ce tamis. Sécher et peser le refus à 1.6 mm.
4- CALCUL DU MDE
Calculer alors le coefficient MDE pour chaque cylindre (micro-Deval en eau, par opposition au micro-Deval à sec MDS utiliser dans certaines normes) de cette façon :
MDE = (500 - m) / 5 avec m masse du refus à 1.6 mm.
La valeur du MDE à utiliser, arrondi à l'entier le plus proche, est la moyenne des deux essais.
Equivalent de sable (NF EN 933-8)
Cette norme vient d'être révisée. L'ES à 10 % de fines est à cette occasion introduit dans cette révision.
1- PRINCIPEL'essai d'équivalent de sable permet de mesure leur propreté, cet essai est en général utilisé pour les sables destinés au béton, alors que l'essai au bleu de méthylène (NF EN 933-9) est
souvent utilisé pour les sables incorporés dans les enrobés ou pour les sables présents dans les graves.
Le but de cet essai est de mettre en suspension les fines (particules <0.063 mm soit 63 μm) puis de les laisser se déposer au fond d'un tube transparent. La proportion de fines par rapport au reste de l'échantillon est alors mesurée puis calculée.
Le résultat est noté SE (sand equivalent) et est proportionnel au sable propre : plus il est propre , plus SE s'approche de 100, à l'inverse plus il est sale, plus SE se rapproche de 0.
2- RÉACTIFSLa solution lavante est un mélange composé d'une solution concentrée composée de :
- 219 g de chlorure de calcium CaCl2, 6 H2O dissous à chaud dans 350 ml d'eau déminéralisée
- 480 g de glycérine
- 12.5 g de formaldéhyde (solution 40 % volumique)
Ce mélange est complété à l'eau déminéralisée pour obtenir 1 litre.
La solution lavante utilisée est préparée en diluant 125 ml de solution concentré à 5 L d'eau déminéralisée.
Note : cette solution ne peut se conserver que 28 jours, la solution concentré pouvant se conserver un an à l'abri de la lumière dans un endroit tempéré.
3- APPAREILLAGE- 2 cylindres gradués identique dont voici les dimensions :
- piston d'essai, dont le poids total hors manchon mobile est de 1000g (côte en mm) :
Note : Quand le piston d'essai est inséré dans un cylindre vide, le jeu entre la face supérieure du manchon et la surface intérieure de la tête du piston doit être inférieure à 0.5 mm.
- tube laveur :
- machine d'agitation : permet d'imprimer au cylindre un mouvement de va et viens horizontal de 200 mm, ce cycle est répété 90 fois et dois s'effectuer en 90 secondes.
4- MODE OPÉRATOIREAu préalable il faut connaitre le pourcentage de fines contenu dans l'échantillon soumis au test. Si le % de fines est supérieur à 10 %, la prise d'essai doit être corrigée et contenir 10 % de fines pour l'essai.
4-1 Masse de la prise d'essai
On réalise sur un échantillon une teneur en eau, la norme FD P18-663 précisant que l'échantillon n'a pas besoin d'être séché à moins de 2 % d'humidité comme le prévoit la norme NF EN 933-8. Une fois la teneur en eau effectuée, on calcule la masse d'essai nécessaire à l'essai selon le calcul :
M nécessaire = 120 (100+W) / 100 avec W teneur en humidité en pourcentage).
On prend donc en réalité une masse de 120 g de sable sec avec une teneur en fines ≤ 10 %.
4-2 Remplissage des cylindres gradués
Remplir le cylindre gradué jusqu'au premier trait avec la solution lavante. Introduire la prise d'essai (à l'aide d'un entonnoir) puis enlever les bulles d'air en tapotant le cylindre à la main. Procéder de même avec le second cylindre.
Attendre alors 10 minutes.
4-3 Agitation des cylindres
A la fin de cette période, boucher le cylindre avec un bouchon en caoutchouc puis agiter avec la machine d'agitation pendant 30 secondes. Remettre le tube en position verticale puis laver.
4-4 Lavage
En descendant le tube laveur, rincer les parois du cylindre avec la solution lavante, puis traverser la prise d'essai pour descendre le tube laveur au fond du cylindre. Agiter le contenu du cylindre pour favoriser la remontée des fines et des éléments argileux. Quand le niveau du liquide avoisine le trait supérieur, relever lentement le tube laveur de façon à maintenir le liquide au niveau du trait supérieur. Lancer le chronométrage quand le liquide est au trait supérieur. Faire de même avec le second cylindre et laisser reposer les cylindres pendant 20 minutes sans dérangement ni vibration.
4-5 Mesurages
Après la période de repos, mesurer la hauteur h1 du niveau supérieur du floculat par rapport au fond du cylindre gradué.
Abaisser le piston dans le cylindre jusqu'à ce que l'embase repose sur le sédiment. Mesurer h2, distance entre la face intérieure de la tête du piston et la face supérieure du manchon.
Faire de même pour le second cylindre.
5- CALCUL DE L'ES10
Calculer le rapport h2/h1 x 100 pour chaque cylindre arrondi à 0.1
L'équivalent de sable SE10 est la moyenne des 2 essais arrondi au nombre entier le plus proche.
Note : si les deux valeurs obtenues diffèrent de plus de 4; l'essai n'est pas valide et doit être recommencer.
Essai au bleu de méthylène (NF EN 933-9)
Essai utilisé pour la qualification des fines. Utilisé principalement pour quantifier la propreté des sables utilisé dans les enrobés ou pour la fraction sableuse des graves.
1- PRINCIPESUne prise d'essai de granulats est mise en suspension dans de l'eau. Des doses de solutions de bleu de méthylènes sont progressivement ajoutées dans la suspension. L'adsorption de la solution par la prise d'essai est vérifiée après chaque addition en effectuant un test à la tache sur du papier filtre. Lorsque du colorant libre est déceler de façon répété, le test est arrêté, la valeur de bleu de méthylène noté MB est calculée (s'exprime alors en gramme de colorant adsorbé par kilogramme de l'échantillon testé).
2- RÉACTIFS
2-1 Solution
Solution de bleu de méthylène à (10+/- 0.1) g x L. Le bleu de méthylène C16H18ClN3S, nH2O avec n de 2 à 3 doit être de pureté ≥ 98.5 %.
2-2 Préparation de la solution
Déterminer la teneur en eau de la poudre de bleu de méthylène en séchant environ 5 g (enregistré à 0.01 g près) à 105° jusqu'à obtention d'une masse constante. La teneur en eau W est alors calculée :
W = (Mh-Mg) / Mg x 100 avec Mh masse initiale de la poudre et Mg masse de la poudre sèche.
Prélever alors une masse de poudre égale à [(100 + W) / 10] g (précis à 0.01 g près). Cette quantité de poudre "humide" correspond à 10 g de poudre sèche.
Chauffer 500 ml d'eau déminéraliser à une température ne dépassant pas 40° C et ajouter lentement la poudre de bleu dans cette eau pendant 45 minutes et laisser refroidir.
Transvaser la solution dans une fiole de 1 litre et compléter d'eau déminéralisée jusqu'à la graduation de 1 litre.
Agiter et transvaser dans un flacon de conservation qui doit être opaque ou en verre teinté.
Cette solution ne se conservant que pendant 28 jours, ne pas oublier d'indiquer le jour de fabrication de la solution et de la jeter au bout de cette période.
2-3 Kaolinite
La kaolinite est un minéral de la famille des phyllosilicates. Elle est utilisée pour vérifier en cas de doute une solution de bleu de méthylène. Voici le mode opératoire :
Sécher jusqu'à masse constante la kaolinite puis prélever 30 +/- 0.1 g de kaolinite sèche dans 500 ml d'eau déminéralisée. Effectuer alors l'essai (voir § 3). En notant V' le volume total de bleu ajouté, le MB de la kaolinite est alors de MBk = V' / 30. La valeur de MBk ne variant pas en utilisant le même lot de kaolinite, la comparaison du MBk pour chaque solution de bleu permettra de valider ou non cette solution.
3- APPAREILLAGE- Burette permettant le titrage à 2 ml ou distributeur doseur monté sur le flacon de conservation de la solution de bleu de méthylène.
- Papier filtre, teneur en cendres < 0.010 %, 95 g / m2, épaisseur 0.2 mm, vitesse de filtration 75 secondes, pores de 8 μm.
- Tige de verre de 300 mm de long et de diamètre 8 mm.
- Agitateur à ailettes, pouvant être mis en rotation à 400 +/- 40 et 600 +/- 60 tours par minutes, avec 3 ou 4 ailettes de 75 +/- 10 mm de diamètre.
- Bécher de capacité de 1 à 2 litres.
4- MODE OPÉRATOIRE
4-1 Prise d'essai
Préparer, selon NF EN 932-2, un échantillon contenant au moins 200 g de 0/2 mm. Tamiser à 2 mm pour éliminer le refus à 2. La teneur en eau devra être faite sur un échantillon équivalent. Par calcul, la masse sèche sera donc Msèche = Mhumide / (1 + W / 100) avec W humidité en %.
4-2 Préparation de la suspension.
Ajouter la prise d'essai à 500 +/- ml d'eau déminéralisée puis agiter la suspension obtenue pendant 5 minutes à 600 +/- 60 tours par minutes. Abaisser la vitesse à 400 +/- 40 tr /min pendant la suite de l'essai. Mélanger uniformément la solution de bleu de méthylène.
4-3 Test à la tâche.
Poser le papier filtre au-dessus d'un bécher pour que le papier soit le moins possible en contact avec une surface. Introduire 5 ml de colorant, agiter pendant 1 minute et effectuer le test à la tâche en déposant une goutte de la suspension sur le papier filtre. La tâche qui se forme est composée d'un centre contenant un dépôt de matériaux et d'une auréole humide autours de ce dépôt. Le dépôt doit avoir une taille comprise entre 8 et 12 mm. Si dans la zone humide une auréole bleu claire persiste pendant une minute, le test est positif. En raison du temps nécessaire aux matériaux argileux pour adsorber le colorant, le test doit être répété pendant 5 minutes. Si le test est négatif, ajouter 5 ml de bleu. S'il est négatif à la cinquième minutes après avoir été positif, ajouter 2 ml de bleu.
Le test s'achève quand l'auréole bleue persiste autours de la tache pendant 5 minutes. Le volume total de bleu de méthylène est noté V.
Voici un exemple :
5- CALCUL DU MB
Le MB s'exprime en gramme de colorant par kilogramme de sable.
MB = 10 x V1 / M1 avec V1 volume de bleu de méthylène en mL et M1 masse de la prise d'essai en gramme.
Masse volumique réelle et coefficient d'absorption (NF EN 1097-6)
Masse volumique réelle et coefficient d'absorption (NF EN 1097-6)
Granulats de 0.063 à 4 mm
Granulats de 4 à 31.5 mm
Granulats de 31.5 à 63 mm
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1- PRINCIPE DE L'ESSAICette norme définit le mode opératoire pour déterminer la masse volumique réelle d'un granulat ainsi que son absorption d'eau. Il ne faut pas confondre masse volumique réelle (notée par la suite MVR) et la masse volumique en vrac (MVV) d'un granulat.
1- granulat mis dans un récipient étanche; granulats préalablement séchés de manière prolongés
2- après remplissage avec de l'eau, on remarque que les pores des granulats contiennent encore du vide
3- après 24 heures (ou après mise sous vides), la quasi totalité des pores sont maintenant remplis d'eau
4- après séchage superficiel; l'eau restante dans les pores est l'eau absorbée
5- après séchage prolongé à l'étuve, les pores sont de nouveau remplis d'air
En pratique, la MVR est déterminé différemment selon la coupure à tester :
- méthode du pycnomètre pour les granulats entre 0.063 mm et 4 mm avec utilisation d'un moule conique pour déterminer la surface sèche d'un sable avec un état saturé;
- méthode au pycnomètre pour les granulats entre 4 et 31.5 mm avec détermination visuelle de l'état saturé;
- méthode au panier pour les granulats compris entre 31.5 et 63 mm.
Remarque : pour les granulats contenant plusieurs classes (par exemple 0.063 à 20 mm, il est nécessaire de fractionner l'échantillon et de rapporter chaque essai par rapport à la fraction présente dans l'échantillon.
Remarque 2 : pour appliquer cette norme, tous les granulats doivent être lavés au tamis de 0.063, ce qui peut entrainer une minoration de l'absorption (WA24) d'un matériaux, par exemple pour l'utilisation d'un sable concassé de carrière de roche massive cela peut poser des problemes dans la détermination de l'apport de l'eau efficace dans le cas d'une formulation de béton. Voir par exemple ceci
2- MODE OPERATOIRE - granulats de 0.063 à 4 mm
2-1 Appareillage
- pycnomètre
- moule métallique tronconique de (40 +/- 3) mm de diamètre au sommet et de (90 +/- 3 ) mm à la base, de hauteur (75 +/- 3) mm.
- pilon métallique pesant (340 +/- 15 )g avec une surface de pilonnage de (25 +/- 3) mm
- "source d'air chaud", par exemple sèche cheveux.
2-2 Mode opératoire
Laver la prise d'essai en éliminant tous le passant à 0.063; éliminer aussi les refus à 4 mm. La prise d'essai doit avoir une masse d'un kg minimum.
Mettre la prise d'essai dans un pycnomètre et immerger celui-ci dans un bain d'eau à (22 +/- 3) ° C et le laisser ainsi pendant (24 +/- 0.5) heures à cette température. Retirer alors le pycnomètre et éliminer les bulles d'air en agitant le pycnomètre. Pour enlever toutes les bulles d'air, il est possible de faire le vide.
Mettre le bouchon au pycnomètre puis le peser (masse notée M2), noter la température de l'eau.
Etaler la prise d'essai au fond d'un bac pour obtenir une couche régulière de granulats puis les exposer à un courant d'air chaud pour que l'humidité en surface disparaisse. Pour savoir quand le séchage de surface est fini, il faut remplir le moule avec la prise d'essai et la tasser 25 fois, puis soulever le moule jusqu'à obtenir le cône adéquat :
a- granulats humides qui conservent la forme du moule
b- granulats légèrement humides
c- granulats saturés surface sèche : état à atteindre. L'effondrement du cône est complet mais un pic reste visible
d- granulats quasiment secs, état a ne pas atteindre
Peser la masse obtenue (état saturé surface sèche) notée M1 puis sécher la prise d'essai à l'étuve jusqu'à obtention d'une masse constante notée M4.
Peser le pycnomètre rempli seulement d'eau et noter sa masse M3
2-3 Calculs
avec ρw masse volumique de l'eau ( par exemple 0.9982 à 20° C)
- masse volumique absolue ρa = ρw x M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique réelle ρrd = ρw x M4 / (M1 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique saturée surface sèche ρssd = ρw x M1 /M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- coefficient d'absorption d'eau WA24 = 100 x (M1-M4) / M4 en pourcentage de la masse sèche
3- MODE OPERATOIRE - granulats de 4 à 31.5 mm
3-1 Appareillage
- pycnomètre
3-2 Mode opératoire
Laver la prise d'essai en éliminant tous le passant à 4 mm ; éliminer aussi les refus à 31.5 mm. La prise d'essai doit être de :
dimension maximales en mm masse minimales en kg8 116 2
31.5 5
Mettre la prise d'essai dans un pycnomètre et immerger celui-ci dans un bain d'eau à (22 +/- 3) ° C et le laisser ainsi pendant (24 +/- 0.5) heures à cette température. Retirer alors le pycnomètre et éliminer les bulles d'air en agitant le pycnomètre. Pour enlever toutes les bulles d'air, il est possible de faire le vide.
Mettre le bouchon au pycnomètre puis le peser (masse notée M2), noter la température de l'eau.
Etaler la prise d'essai sur un chiffon sec et sécher les granulats en surface puis transférer sur un autre chiffon et laisser sécher à l'ai libre jusqu'à ce que les films d'eau visibles disparaissent (mais les granulats doivent encore avoir un aspect humide). Noter la masse de la prise d'essai M1.
Sécher les granulats à l'étuve et noter la masse restante M4.
3-3 Calculs
avec ρw masse volumique de l'eau ( par exemple 0.9982 à 20° C)
- masse volumique absolue ρa = ρw x M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique réelle ρrd = ρw x M4 / (M1 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique saturée surface sèche ρssd = ρw x M1 /M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- coefficient d'absorption d'eau WA24 = 100 x (M1-M4) / M4 en pourcentage de la masse sèche
4- MODE OPERATOIRE - granulats de 31.5 à 63 mm
4-1 Appareillage
- panier en treillis
- récipient étanche
4-1 Mode opératoire
Laver la prise d'essai en éliminant tous le passant à 31.5 mm ; éliminer aussi les refus à 63 mm. La prise d'essai doit être de :
dimension maximales en mm masse minimales en kg45 763 15
Mettre la prise d'essai dans un panier en treillis et immerger celui-ci dans un bain d'eau à (22 +/- 3) ° C et le laisser ainsi pendant (24 +/- 0.5) heures à cette température.
Secouer le panier et son contenus et le peser dans l'eau (masse notée M2), noter la température de l'eau.
Sortir le panier et verser la prise d'essai sur un chiffon sec et sécher les granulats en surface puis transférer sur un autre chiffon et laisser sécher à l'ai libre jusqu'à ce que les films d'eau visibles disparaissent (mais les granulats doivent encore avoir un aspect humide). Noter la masse de la prise d'essai M1.
Sécher les granulats à l'étuve et noter la masse restante M4.
4-3 Calculs
avec ρw masse volumique de l'eau ( par exemple 0.9982 à 20° C)
- masse volumique absolue ρa = ρw x M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique réelle ρrd = ρw x M4 / (M1 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- masse volumique saturée surface sèche ρssd = ρw x M1 /M4 / (M4 - (M2 - M3)) en mégagramme par mètre cube
- coefficient d'absorption d'eau WA24 = 100 x (M1-M4) / M4 en pourcentage de la masse sèche
Teneur en éléments coquilliers (NF EN 933-7)
La teneur en éléments coquilliers s'effectue sur des sables d'origine alluvionnaire ou marine qui peuvent contenir des coquilles, donc du calcaire en proportion pouvant être importante. On recherche donc cette teneur par exemple pour les bétons. Selon XP P18-545 cette teneur ne doit pas dépasser 10 % pour les granulats de catégorie A, B et C d'origine marine.
L'essai s'applique à des granulats de diamètre compris entre 4 et 63 mm (pas pour les sables donc). Une prise d'essai minimum doit être effectué, voici le minimum demandé :
Dimension des plus gros granulats
Masse minimum de la prise d'essai
(mm) (kg)63 4532 616 18 0.1
Si D ≤ 2d, l'essai se réalise sur la totalité de l'échantillon, qui doit être trié a la main grain par grain en séparant les coquilles du reste des granulats. Pour les prises d'essai ou D > 2d, la norme précise les modalités applicables pour n'avoir à trier qu'une partie de l'échantillon.
La teneur en éléments coquilliers SC est le pourcentage de coquilles ou de fragments de coquilles par rapport à l'échantillon total, arrondi à l'entier le plus proche.
Coefficient d'écoulement des granulats (NF EN 933-6)
Le coefficient des granulats peut s'effectuer sur les sables et sur les gravillons. En France, il est le plus souvent déterminé seulement sur les sable, cette valeur étant demandée dans la XP P18-545 concernant les sables utilisé dans les enrobé.
L'essai est effectué sur la fraction 0/2 (peut aussi être réalisé sur du 0/4 mais les critères de la norme XP P18-545 ne s'appliquent que sur le 0/2).
L'échantillon doit être prélevé et réduit puis laver et tamiser à sec pour éliminer le passant à 0.063 mm et le refus à 2 mm. Un volume donné est ensuite introduit dans l'entonnoir d'écoulement. On calculer le volume V à utiliser de la façon suivante : V = ρrd / 2.7, ρrd étant la masse volumique réelle du granulat à analyser en Mégagramme (selon NF EN 1097-6) et 2.7 étant une masse volumique choisi comme référence.
L'échantillon est introduit en haut de l'entonnoir, trappe fermé. A l'ouverture de la trappe, on déclenche un chronomètre que l'on arrête lorsqu'il n'y a plus de sable à passer. On répète l'essai 5 fois en notant les valeurs obtenues (au 1/10 de seconde). L'écoulement des sables ECs est la moyenne des cinq détermination, arrondie à la seconde près.
Coefficient d'aplatissement (NF EN 933-3)
Généralement le coefficient d'aplatissement est réalisé en même temps que la granulométrie. Chaque refus au tamis di est passé à travers une grille à fente (la FD P18-663 précise que l'on doit se limiter au tamis de d/2 à 1.4 D dans le cas d'un gravillon de coupure d/D); voici la correspondance des tamis/grilles à utiliser :
Fraction à analyser di/Di (mm) Ce qui donne le refus à (mm) Largeur de la grille à fente63/80 63 4050/63 50 31.540/50 40 35
31.5/40 31.5 2025/31.5 25 1620/25 20 12.516/20 16 10
12.5/16 12.5 810/12.5 10 6.3
8/10 8 56.3/8 6.3 45/6.3 5 3.154/5 4 2.5
Nota : la grille à fente à utiliser est donc le Di/2 de la fraction à analyser.
Le coefficient d'aplatissement noté FI (Flakiness Index en anglais) se calcule alors de la façon suivante FI = M2 / M1
M1 somme des masses des granulats élémentaires di/Di
M2 masses du granulat de chaque coupure di/Di passant à travers la grille à fente correspondante à la coupure selon le tableau.
Granulométrie : tamis à utiliser (NF EN 933-2)
Les tamis utilisé pour la granulométrie sont issus de la série de Renard. Charles RENARD constata en 1870 un nombre important de dimension de diamètre de câble utilisé dans l'armée et proposa de rationaliser les diamètres en utilisant une série géométrique pour standardiser les fournitures de l'armée. La série utilisé principalement aujourd'hui est la série R10 de raison 10√10 soit environ 1.25, complété certaine fois par la série R20 de raison 20√10 soit environ 1.12, ce qui donne donc le tableau suivant des tamis les plus utilisés :
Série R10 (mm) Série R20 (mm)1 1.00
1.121.25 1.25
1.401.60 1.60
1.802.00 2.00
2.242.50 2.50
2.803.15 3.15
3.554.00 4.00
4.505.00 5.00
5.60
6.30 6.307.10
8.00 8.009.00
10.0 10.011.2
12.5 12.514.0
16.0 16.018.0
20.0 20.022.4
25.0 25.028.0
31.5 31.535.5
40.0 40.045.0
50.0 50.056.0
63.0 63.071.0
80.0 80.090.0
100 100112
125 125
Les tamis à utiliser pour la granulométrie sont principalement défini par la norme XP P18-545. Par exemple, pour un gravillon 4/6 (noté pour généraliser d/D), on utilisera les tamis suivants :
0.063 (la fraction 0/0.63 étant appelée fines, la proportion obtenue correspondant à la propreté du gravillon)
2 (d/2)
4 (d)
5 (tamis intermédiaire)
6.3 (D)
9 (D * 1.4)
12.5 (D * 2)
Les tamis doivent être conforme aux normes :
-NF ISO 3310-1 (tamis de contrôle en tissu métalliques pour les tamis d'ouverture ≤ 4 mm.
-NF ISO 3310-2 (tamis de contrôle en tôles métalliques perforées pour les tamis d'ouverture ≥ 4.5 mm)
Analyse granulométrique (NF EN 933-1)
L'échantillon est prélevé et réduit; les quantités minimum requises sont :
D (mm) maximumde la classe granulaire
Masse (kg) minimumde la prise d'essai
≤ 4 0.28 0.616 2.632 1063 40
Nota : la teneur en eau selon NF EN 1097-5 peut être réalisée à ce moment.
La prise d'essai est pesée (la précision de la pesé est précisé dans FD P18-663) et lavé sur un tamis de maille 0.063 mm (il est conseillé de protéger ce tamis avec un tamis d'ouverture 0.5 ou 1 mm). Le lavage est continué jusqu'à obtention d'une eau de lavage claire. L'échantillon est alors séché jusqu'à obtention d'une masse constante.
Après séchage, l'échantillon est passé au travers de la colonne de tamis (voir tamis à utiliser); chaque fraction est pesée et notée. Le poids de chaque fraction retenue est converti en pourcentage, on peut aussi tracer une courbe granulométrique.
Voici un exemple :
Poids humide 1245.6 g soit une humidité dePoids sec 1224.8 g W% = 1.7
Ouverture du tamis (mm) Poids cumulé (g) % cumulé4 1124.8 100
2.8 1204.0 98.32 1134.2 92.61 1019.0 83.3
0.5 695.7 56.80.25 289.1 23.60.125 51.4 4.20.063 14.7 1.2
On peut alors tracer une courbe granulométrique :
Les pourcentages granulométriques servent alors pour savoir si le granulat est conforme ou non (selon NF P18-545)
Description pétrographique (NF EN 932-3)
La norme 932-3, complétée par FD P18-663 définie 3 origines possibles :
- les granulats naturels,
- les granulats artificiels, résultant d'une transformation, par exemple thermique ou chimique,
-les granulats recyclés, issus par exemple de la démolition.
3 natures sont possibles :
- les granulats légers,
- les granulats meubles, par exemple d'origine alluvionnaire,
- les granulats issus de roches massives.
Une analyse des granulats est réalisée lors de la première utilisation de ceux-ci; par la suite, les essais concernant la nature des roches sont plus appliqués suivant l'utilisation des granulats. A titre d'exemple le FD P18-542 (alcali-réaction) pour les bétons ou la teneur en soufre pour les granulats destinés aux enduits superficiels.
Prélèvement (NF EN 932-1)
L'échantillonnage est réalisé selon la norme NF EN 932-1, voir celle-ci pour plus de détail.
1-PRINCIPES DE L'ECHANTILLONNAGECette norme s'applique pour tous les granulats utilisés pour le génie civil (béton, enrobé, enduits superficiels, ...)
Un échantillonnage correctement réalisé est une condition nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Les écarts dû à l'échantillonnage peuvent être réduit si l'on effectue suffisamment de prélèvement avec une quantité minimum dépendant de la taille maximum du granulat (noté D). Les prélèvement doivent être choisis au hasard et sur tout le lot de granulat que l'on veut analyser. Ces prélèvement peuvent aussi être réalisé de façon automatique ou semi-automatique (par exemple un prélèvement toutes les heures). Lors de
cette opération, il faut être rigoureux et faire attention en particulier à la ségrégation granulaire.
2-MASSE A PRELEVER
La masse M minimum à prélever est de M = 6 qb √D avec qb masse volumique en vrac (NF EN 10973) et D dimension maximale du granulat. La quantité dépend en effet du D (plus le granulat est gros, plus la masse à prélever pour être représentatif est importante) et de la masse volumique (en réalité les quantités minimum devrait être données en volume, mais pour plus de simplicité la norme permet de les convertir en masses).
Pour simplifier, et quel que soit la masse volumique en vrac, le fascicule d'application des normes granulat (FD P18-663) propose les quantités suivante minimum à prélever :
D (mm)Masse minimum (kg)
d'un échantillon global
2 15
6.3 25
10 30
20 45
63 80
Une fois ce prélèvement effectué, il est nécessaire de le réduire pour effectuer les diverses analyses (granulométrie, aplatissement, SE, MB, écoulement des sables...)
3-APPAREILLAGE ET PROCEDURE DE PRELEVEMENTPlusieurs procédures peuvent être utilisés. Les plus communes sont :
- le prélèvement sur bandes transporteuse à l'arrêt : dans ce cas on prélève sur une distance de bande, par exemple 1 mètre.
- l'échantillonnage sur silo; dans ce cas il faut laisser s'écouler une quantité minimum de matériaux avant d'effectuer le prélèvement.
- le prélèvement sur stock, le plus utilisé. Pour minimiser l'effet de la ségrégation du stock, il faut prélever en différents points à hauteurs différentes.
4-REDUCTION DES ECHANTILLONSPlusieurs méthode sont possible, mais la plus utilisé et la plus fiable est l'emploi d'un diviseur à couloir. L'échantillon global est inséré en haut du diviseur et séparé en deux fractions égales en passant dans les couloirs. L'opération est répétée jusqu'à obtenir les quantités demandés par les normes d'essais spécifiques.
