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MÉTHODE D’ESSAI

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SECTEUR – GRANULATS

RÉDUCTION DESÉCHANTILLONS POUR ESSAIS

EN LABORATOIRE

1. ObjetLa présente méthode d’essai a pour objet la réduction des échantillons de granulats de

diverses provenances en des quantités plus pratiques pour des essais en laboratoire. Lesprocédures de réduction proposées diminuent les variations de la granularité entre l’échantillonréduit et celui prélevé.

1. L’expression « Saturé Superficiellement Sec », ou SSS, signifie que les pores des granulats sont saturés et que leursurface est sèche. En général, une poignée de granulats fins qui conserve sa forme après avoir été serrée dans la main aune teneur en eau supérieure à l’état SSS.

3. DéfinitionsLes définitions suivantes s’appliquent à la présente méthode d’essai :

Échantillon :

Petite quantité d’un matériau qui permet d’en évaluer ou d’en faire connaître les qualités.Un échantillon est formé de trois prélèvements de masse à peu près égale.

Prélèvement :

Petite quantité d’un matériau recueilli selon les règles de l'échantillonnage au hasard.

4. Principe de l'essaiLes présentes procédures de réduction s’appliquent à tout échantillon de granulats dont la

masse doit être réduite de manière que la plus petite fraction obtenue soit représentative del’échantillon prélevé.

Dans tous les cas, on doit réaliser la procédure d’essai sur l’ensemble de l’échantillon tel qu’ilest soumis et porter une attention particulière à l’effet, sur le résultat des essais à réaliser, de laréduction d’un nombre limité de grosses particules dans l’échantillon.

4.1 Choix de la procédureTrois procédures de réduction sont décrites ci-après. Il s’agit de la réduction par quartage,

la réduction au séparateur mécanique et la réduction par réserve miniature. Le tableau 1présente la procédure à choisir selon la granularité et l’état de saturation1.

2. Référence

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Granularité État de Quartage Séparateur Réserve0 – D / d - D(1) saturation mécanique miniature

D < 5 mm(2) Sec à SSS(3) X

Humide X x(4) X

5 mm < D < 50 mm Sec à SSS(3) x X

Humide x X

D > 50 mm Sec à SSS(3) X

Humide X

Tableau 1Procédures de réduction

X : procédure de réduction à privilégier.

x : procédure de rechange.

1. Le D peut être plus grand que 50 mm si le séparateur respecte les conditions de l'article 5.1.2. Lorsque cela n’altère pas les propriétés à évaluer à partir d’essais (par exemple, la teneur en eau naturelle), il est

possible de modifier l’état de saturation du granulat pour utiliser une procédure de réduction différente. Il faut toutefoisrespecter les températures maximales de séchage prescrites pour chaque essai à réaliser.

3. À l’état « Saturé Superficiellement Sec », ou SSS, les pores des granulats sont saturés et leur surface est sèche.En général, une poignée de granulats fins qui conserve sa forme après avoir été serrée dans la main a une teneuren eau supérieure à l’état SSS.

4. La réduction de quantités supérieures à 10 kg à l’état humide est permise avec une ouverture minimale de 40 mmdes chutes du séparateur mécanique. Pour toute autre situation, utiliser la procédure de quartage ou de réserveminiature.

5. Appareillage et matériaux

5.1 Séparateur mécaniqueLes séparateurs mécaniques ont un nombre pair de chutes, non inférieur à 8 dans le cas du

gros granulat et à 12 dans celui du granulat fin. Les ouvertures des chutes sont toutes de mêmelargeur et disposées de manière à déverser les granulats alternativement de chaque côté del’échantillonneur.

La largeur minimale de chaque ouverture de chute doit être de 1,6 D de l’échantillon à séparer.S’il y a obstruction au moment de la séparation, l’ouverture doit être augmentée et la séparationreprise.

Le séparateur est muni de deux récipients destinés à contenir les deux moitiés del’échantillon à l'étape de la séparation. Il doit être muni d’une trémie ou d’un plat déverseur àrebord plat et lisse, de largeur égale ou légèrement inférieure à la largeur hors tout de l’ensembledes chutes, servant à contrôler le taux de déversement de l’échantillon dans les chutes. De plus,le séparateur et chacun des accessoires doivent être construits de manière que l’échantillonpuisse s’écouler librement et sans retenue ni perte de matériau.

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5.2 QuartageL’appareillage comprend une main (pelle à main) à rebord droit, une pelle ou une truelle

(largeur minimale 2,5D), un balai ou une brosse et, au besoin, une pièce de toile épaisse d’environ2 m x 2,5 m.

Une croix métallique de quartage (optionnelle).

5.3 Réserve miniatureL’appareillage comprend une main (pelle à main) à rebord droit, une pelle ou une truelle pour

mélanger le granulat et, pour prélever les prises d’essais, soit un récipient spécialement conçuà cette fin, soit une petite pelle, soit une cuillère (largeur minimale 2,5 D).

6. Mode opératoire

6.1 Séparation au séparateur mécanique

6.1.1 L'échantillon doit être prélevé toujours du même côté de l'échantillonneur mécanique toutau long des opérations. Déposer l’échantillon tel qu’il est soumis dans la trémie ou le platdéverseur, puis l’étendre uniformément sur toute la largeur de ce récipient de manièreque, lorsque l’échantillon est déversé dans les chutes, chacune d’elle laisse écouler desquantités de matériau sensiblement égales. Le taux auquel l’échantillon est introduit doitêtre tel qu’il permette un écoulement uniforme des particules des chutes dans lesrécipients collecteurs posés sous le séparateur.

6.1.2 Une fois tout l’échantillon soumis passé au séparateur, y introduire la fraction recueilliedans l’un des récipients collecteurs et répéter l’opération autant de fois qu’il est néces-saire pour réduire l’échantillon à la quantité spécifiée dans la norme de l’essai projeté. Lapartie de l’échantillon recueillie dans l’autre récipient peut être conservée pour être aussiréduite en vue d’autres essais.

6.2 Séparation par quartageOn peut au choix utiliser l’une ou l’autre des procédures décrites dans les articles 6.2.1 ou

6.2.2, ou encore une combinaison des deux.

6.2.1 Séparation sur surface plane et dure

6.2.1.1 Déverser l’échantillon soumis sur une surface plane, dure et propre, où il n’y a pas derisque de perdre des particules de l’échantillon ni d’ajouter des corps étrangers.

6.2.1.2 Mélanger parfaitement le matériau en retournant tout l’échantillon au moins trois fois. Audernier retournement, réunir à la pelle tout l’échantillon en un tas, en prenant bien soinde déposer chaque pelletée par-dessus la précédente.

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6.2.1.3 Voir à aplatir le tas pour obtenir une épaisseur et un diamètre uniformes, en tassant lesommet à l’aide d’une pelle de manière que chaque quart du tas contienne, égalementréparti, le matériau tel qu’il était au début. Le diamètre de l’échantillon ainsi étalé doit êtred’environ six à huit fois son épaisseur.

6.2.1.4 Avec une pelle ou une truelle (ou la croix métallique), diviser en quatre parties égales lamasse qu’on vient d’étaler, puis enlever deux parties diagonalement opposées, ycompris les fines, et nettoyer avec une brosse les parties ainsi libérées.

6.2.1.5 Répéter l’opération avec le matériau qui reste jusqu’à ce que le sous-échantillon ait lamasse désirée.

6.2.2 Séparation sur toile

6.2.2.1 Lorsque la surface du plancher est inégale ou malpropre, l’échantillon soumis doit êtreétalé sur une pièce de toile épaisse, puis mélangé au moyen d’une pelle comme indiquédans l’article 6.2.1.2, ou encore en soulevant alternativement chaque coin de la toile, demanière à ramener l’échantillon vers le coin diagonalement opposé et faire en sorte quetout le matériau soit retourné de part et d’autre.

6.2.2.2 Étaler ensuite le tas selon la méthode décrite dans l’article 6.2.1.3.

6.2.2.3 Diviser alors l’échantillon comme le décrit l’article 6.2.1.4, ou bien, si la surface sous latoile est inégale, en insérant un bâton ou un bout de tuyau sous la toile au centre du tas,qu’on soulève aux deux extrémités pour diviser l’échantillon en deux parties égales.Enlever ensuite le bâton, tout en prenant soin de laisser le repli de la toile entre les deuxparties divisées. Insérer de nouveau le bâton sous le centre de la toile, mais cette foisde manière à former un angle droit avec la première division, puis soulever les deuxextrémités du bâton, divisant alors l’échantillon en quatre parties égales. Enlever deuxparties de l’échantillon diagonalement opposées, tout en prenant soin de nettoyer la toilede toutes les particules fines.

6.2.2.4 Répéter toute l’opération jusqu’à ce que l’échantillon ait été réduit à la masse désirée.

6.3 Séparation par réserve miniature

6.3.1 Placer le granulat fin humide sur une surface plane, dure et propre, où il n’y a pas derisque de perdre du matériau ni d’ajouter des corps étrangers.

6.3.2 Mélanger parfaitement le matériau en retournant tout l’échantillon au moins trois fois.

6.3.3 Au dernier retournement, réunir tout l’échantillon en un tas en prenant bien soin dedéposer chaque pelletée par-dessus la précédente.

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6.3.4 Voir à aplatir le tas pour obtenir une épaisseur et un diamètre uniformes (diamètred’environ 6 à 8 fois l’épaisseur) en tassant le sommet vers les bords à l’aide d’une pelle,de manière que chaque quart du tas contienne, également réparti, le matériau tel qu’il étaitau début.

6.3.5 À l’aide de l’un des instruments décrits dans l’article 5.3, constituer chacune des prisesd’essai par au moins cinq prélèvements du matériau, en des endroits pris au hasard dansla réserve miniature.

7. Nombre de subdivisionsPour obtenir la quantité désirée, on doit se limiter à un minimum de subdivisions à partir de

la masse totale de l’échantillon. Par exemple, si p désigne la quantité de matériau nécessaireà l’essai et P la masse de l’échantillon soumis, procéder selon le tableau 2.

8. ApprobationLa présente procédure a été approuvée par le responsable du secteur granulats de la

Direction du laboratoire des chaussées.

Bruno Marquis, ing.

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1. Prendre la totalité de l'échantillon.

Note :– Les cases grises du tableau 2 indiquent les portions de l'échantillon inutilisées à la séparation suivante.

Procédure P < 1,50 p P ≅ 1,50 p P ≅ 2,00 p P ≅ 3,00 p P ≅ 4,00 p P ≅ 5,00 p P ≅ 6,00 p P ≅ 7,00 p P ≅ 8,00 p

Aucune < 1,50 p(1) ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓séparation

1re — 0,75 p 1,00 p 1,50 p 2,00 p 2,50 p 3,00 p 3,50 p 4,00 p

séparation 0,75 p 1,00 p 1,50 p 2,00 p 2,50 p 3,00 p 3,50 p 4,00 p

2e — 0,38 p — 0,75 p 1,00 p 1,25 p 1,50 p 1,75 p 2,00 p

séparation 0,38 p 0,75 p 1,00 p 1,25 p 1,50 p 1,75 p 2,00 p

0,75 p 1,50 p 2,00 p 2,50 p 3,00 p 3,50 p 4,00 p

— — — 0,38 p — — 0,75 p 0,88 p 1,00 p

3e 0,38 p 0,75 p 0,88 p 1,00 p

séparation 0,75 p 1,50 p 1,75 p 2,00 p

1,50 p 3,00 p 3,50 p 4,00 p

— — — — — — 0,38 p 0,44 p —

4e 0,38 p 0,44 p

séparation 0,75 p 0,88 p

1,50 p 1,75 p

3,00 p 3,50 p

Total < 1,50 p ≅ 0,38 p + 0,75 p ≅1,00 p ≅1,13 p ≅1,00 p ≅1,25 p ≅1,13 p

≅ 0,44 p + 0,88 p ≅1,00 pou 1,13 p ou 1,32 p

Nombre de0 2 1 3 2 2 4 4 3séparations

Tableau 2Procédures de séparation en fonction du ratio P versus p