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MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-066

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SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU GRANULAT FIN DE

CLASSE GRANULAIRE d/D2007 12 15

1. ObjetLa présente méthode d’essai consiste à déterminer la densité brute et la densité apparente à

23 °C/23 °C du granulat fi n de classe granulaire d/D, où d ≥ 2,5 mm et D ≤ 5 mm (exemple : 2,5/5), ainsi que leur pourcentage d’absorption, après 24 heures dans l’eau. Le tout est basé sur l’état d’un granulat saturé et superfi ciellement sec.

La densité brute sert au calcul du volume occupé par le granulat dans divers mélanges constitués d’un liant et de granulats, comme les bétons de ciment, les enrobés bitumineux et d’autres mélanges où le volume absolu du granulat est nécessaire.

2. RéférencesLa présente méthode d’essai renvoie à l’édition la plus récente des documents suivants :

NORME :

ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION (ISO)

ISO 5725 « Exactitude (justesse et fi délité) des résultats et méthodes de mesure ».

AUTRE DOCUMENT :

MINISTÈRE DES TRANSPORTS DU QUÉBEC, LABORATOIRE DES CHAUSSÉES (LC)

LC 21–015 « Réduction des échantillons pour essais en laboratoire ».

3. Défi nitions Les défi nitions suivantes s’appliquent à la présente méthode d’essai :

3.1 Pourcentage d’absorption Pourcentage d’eau qui pénètre et remplit les pores perméables d’un corps solide poreux

exprimé par rapport à sa masse sèche.

3.2 Densité bruteRapport, à une température donnée, entre la masse dans l’air d’une unité de volume d’un

matériau perméable et la masse dans l’air d’un égal volume d’eau. Le volume du matériau inclue les vides perméables et les vides imperméables à l’eau. La mesure de la densité brute nécessite d’amener le matériau à l’état saturé et superfi ciellement sec.

3.3 Densité apparenteRapport, à une température donnée, entre la masse dans l’air d’une unité de volume d’un

matériau perméable et la masse dans l’air d’un égal volume d’eau. Le volume du matériau inclut les vides imperméables à l’eau seulement.

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4. Appareillage

4.1 BalanceLa balance doit avoir une capacité et une sensibilité telles que la densité puisse être calculée

avec une précision de quatre chiffres signifi catifs, c’est-à-dire trois décimales. Pour répondre à cette exigence, la balance doit avoir une sensibilité de ± 0,1 g.

4.2 PycnomètreOn doit utiliser comme pycnomètre un fl acon ou tout autre contenant approprié qui permet

d’y introduire facilement l’échantillon et de reproduire le volume à ± 0,1 cm3. Le volume du récipient rempli jusqu’au trait de jauge doit être égal ou supérieur à 150 % du volume occupé par l’échantillon.

5. Préparation de la prise d’essaiBien mélanger tout l’échantillon de granulats soumis et le réduire à environ 600 g,

conformément à la méthode d’essai LC 21–015 « Réduction des échantillons pour essais en laboratoire ».

Laver la prise d’essai directement sur un tamis de 2,5 mm. Couvrir d’eau et laisser tremper l’échantillon pendant 24 h ± 4 h. Ainsi, pour une classe granulaire 2,5 – 5, la prise d’essai ne contiendra plus de granulat passant 2,5 mm mais pourra contenir une certaine masse retenue sur le 5 mm.

5.1 État saturé et superfi ciellement secÉtendre un linge à vaisselle sur une pièce de tissu absorbant et y déposer la prise d’essai

égouttée. Former une papillote avec le linge à vaisselle et remuer vigoureusement de gauche à droite. Déposer la prise d’essai sur un autre linge à vaisselle sec et faire rouler les particules entre les surfaces absorbantes jusqu’à ce qu’il n’y ait plus d’eau libre à la surface des particules. Vérifi er l’état saturé et superfi ciellement sec à l’aide d’une loupe, au besoin.

6. Mode opératoire

6.1 Remplir partiellement le pycnomètre d’eau et y introduire immédiatement environ 500 g du granulat fi n « saturé et superfi ciellement sec » (noter la mesure exacte comme étant D) préparé selon les prescriptions de l’article 5.1, puis ajouter de l’eau jusqu’à 90 % de la capacité du pycnomètre. Retourner le pycnomètre sens dessus dessous, le rouler et l’agi-ter pour éliminer toutes les bulles d’air. Amener la température à 23 °C ± 1,7 °C, si cela est nécessaire, en plongeant le pycnomètre dans de l’eau en circulation. Porter le niveau d’eau dans ce pycnomètre jusqu’au trait de jauge de sa capacité. Déterminer la masse totale du pycnomètre avec la prise d’essai et l’eau (masse C). Le résultat de cette pesée et de toutes celles qui suivront doit être noté à 0,1 g près.

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DÉTErMInATIOn DE LA DEnSITÉ ET DE L’AbSOrPTIOn Du grAnuLAT fIn DE

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6.2 Retirer la prise d’essai du pycnomètre et la faire sécher à 110 °C ± 5 °C jusqu’à l’obtention d’une masse constante. La laisser refroidir dans l’air à la température de la pièce de 30 à 90 minutes, et la peser à 0,1 g près (masse A).

6.3 Déterminer la masse du pycnomètre rempli jusqu’au trait de jauge de sa capacité d’eau à 23 °C ± 1,7 °C (masse B).

7. Calcul des densités et de l’absorptivitéPour effectuer ce calcul, les définitions suivantes sont utilisées :

A : masse dans l’air de la prise d’essai séchée à l’étuve, en grammes;

B : masse du pycnomètre rempli d’eau, en grammes;

C : masse du pycnomètre contenant l’échantillon et rempli d’eau jusqu’au trait de jauge, en grammes;

D : masse (g) du granulat fin « saturé et superficiellement sec » introduit dans le pycnomètre.

7.1 Densité brute (basée sur l’état sec) Calculer la densité brute à 23 °C/23 °C, telle qu’elle a été définie à l’article 3.2, à l’aide de

la formule suivante :

Densité brute = A / (B + D – C)

7.2 Densité apparente Calculer la densité apparente, telle qu’elle a été définie à l’article 3.3, à l’aide de la formule

suivante :

Densité apparente = A / (B + A – C)

7.3 Absorptivité Calculer le pourcentage d’absorption en eau, telle qu’elle a été définie à l’article 3.1, à l’aide

de la formule suivante :

% d’absorption = [(D – A) / A] x 100

8. Calcul et expression des résultatsOn doit calculer et rapporter à 0,001 près la densité, et à 0,01 % le pourcentage d’absorption.

De plus, on doit indiquer de quel type de densité il s’agit.

note :

L’annexe A présente les relations mathématiques entre les trois types de densités et l’absorptivité. Ces relations, outre qu’elles peuvent être utiles pour vérifier la justesse des résultats fournis, permettent de calculer à l’aide d’un autre résultat une valeur qui n’a pas été fournie.

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9. fidélité

9.1 Les critères d’acceptabilité des résultats obtenus par la présente méthode d’essai sont donnés au tableau 1.

9.2 Les chiffres de la colonne 2 représentent les écarts types que l’on juge acceptables dans les conditions d’essai données dans la colonne 1. Les chiffres de la colonne 3 représentent les limites admissibles de l’écart entre les résultats donnés par deux essais correctement exécutés.

9.3 Les termes « répétabilité » et « reproductibilité » ont le sens donné dans la norme ISO 5725 « Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure ».

Signature

1 2 3

Conditions d’essai Écart type (1S)

Intervalle d’acceptation de

deux résultats (D2S)

Densité brute

Répétabilité (un seul opérateur) 0,0043 0,012

Reproductibilité (plusieurs laboratoires) 0,0093 0,026

% d’absorption

Répétabilité (un seul opérateur) 0,0523 0,15

Reproductibilité (plusieurs laboratoires) 0,1578 0,44

Tableau 1 Critères d’acceptabilité

10. ApprobationLa présente méthode d’essai a été approuvée par le responsable du Secteur sols, fondations

et granulats de la Direction du laboratoire des chaussées.

Claude Robert, ing., M. Sc.

Service des matériaux d’infrastructures

1. Republié le 15 décembre 2009. Aucun changement à la norme; changement de responsable.

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Annexe A Relations entre les densités et l’absorptivité

Si

db : densité brute (sur base sèche)

dsss : densité brute (sur base saturée)

dapp : densité apparente

A : absorption en %

1)

2a)

2b)

3)

4)

(dapp = 1

1

db

A

100– ) db

1Adb

100–( )=

dsss = (1 + A / 100) db

(dapp = 1

1+A /100dsss

A

100– ) dsss

1A

100–( )=

(dsss – 1)

A = x 100dapp – dsss

dapp (dsss – 1)

(A = x 100dsss

db

– 1)