1Section

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-0672007 12 15

Date

Page

1 de 7

SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU

GROS GRANULAT

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

à 23 °C/23 °C du gros granulat et son pourcentage d’absorption après 24 heures dans l’eau. Le tout est basé sur l’état d’un granulat saturé et superfi ciellement sec.

Cette méthode est utilisée pour déterminer la densité et l’absorptivité du gros granulat (ø des particules > 5 mm) et des classes granulaires de type d/D où d ≥ 5 mm.

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 nitionsLes défi nitions suivantes s’appliquent à la présente méthode d’essai :

3.1 Pourcentage d’absorptionPourcentage 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 inclut 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 distillée et désaérée. Le volume du matériau inclut les vides imperméables à l’eau seulement.

1Section

2007 12 15Date

Page

2 de 7

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-067

SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU

GROS GRANULAT

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 ContenantOn doit utiliser comme contenant, soit un panier en treillis métallique à ouverture de mailles

de 3 mm ou moins, soit un seau de largeur ou de diamètre sensiblement égal à la hauteur. La capacité de ce contenant doit être de 4 l à 7 l dans le cas des granulats de grosseur nominale de 40 mm ou moins, et de 8 l à 16 l pour les granulats plus gros.

4.3 Dispositif de suspensionOn doit utiliser un dispositif approprié (en métal ou tout autre matériau non absorbant) pour

suspendre dans l’eau le contenant à partir du centre du plateau de la balance.

4.4 Bassin d’immersionLe bassin ou récipient pour déterminer la masse de la prise d’essai dans l’eau doit être

muni d’un trop-plein, être de dimensions appropriées pour les contenants utilisés et sa paroi intérieure doit résister à la rouille.

4.5 ÉtuveUtiliser une étuve de dimension adéquate et pouvant maintenir une température uniforme

de 110 °C ± 5 °C.

5. Préparation de la prise d’essai Bien mélanger tout l’échantillon de granulats soumis et le réduire conformément à la

méthode d’essai LC 21–015 « Réduction des échantillons pour essais en laboratoire », de manière à obtenir la masse minimale requise au tableau 2.

Sécher l’échantillon à une température de 110 °C ± 5 °C jusqu’à masse constante, le laisser refroidir jusqu’à ce qu’il atteigne la température ambiante.

Lorsque l’échantillon contient plus de 15 % de particules retenues au tamis de 40 mm, on doit au moins procéder, en plus, à l’essai sur la fraction retenue au tamis de 40 mm, à moins que l’on ait décidé de réaliser l’essai individuellement sur toutes les fractions, même les plus petites.

Laver la prise d’essai directement sur un tamis de 5 mm. Couvrir d’eau et laisser tremper l’échantillon pendant 24 ± 4 heures.

5.1 État saturé et superfi ciellement sec du gros granulatRetirer la prise d’essai de l’eau et la rouler dans une grande pièce de tissu absorbant jusqu’à

ce qu’il n’y ait plus de traces d’eau visibles sur la surface des granulats. Essuyer une à une les

1Section

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-0672007 12 15

Date

Page

3 de 7

SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU

GROS GRANULAT

particules les plus grosses. Durant cette opération de séchage en surface, prendre soin de ne pas laisser s’évaporer l’eau contenue dans les pores des granulats.

6. Mode opératoire

6.1 Gros granulat

6.1.1 Peser la prise d’essai alors à l’état saturé et superfi ciellement sec (masse B). On doit noter le résultat de cette pesée ainsi que de toutes celles qui suivent à 0,1 g près ou à 1/10 000 fois la masse de la prise d’essai, selon la valeur la plus élevée.

6.1.2 Après la pesée dans l’air, placer immédiatement l’échantillon préalablement saturé et superfi ciellement sec dans le contenant décrit à l’article 4.2 et en déterminer la masse (masse C) dans l’eau à 23 °C ± 1,7 °C (laquelle a alors une masse volumique de 0,997 g/cm3

± 0,002 g/cm3). Avant de procéder à la pesée dans l’eau, veiller à chasser les bulles d’air emprisonnées, en secouant le contenant plongé dans l’eau.

6.1.3 Retirer l’échantillon de l’eau et le faire sécher à une température de 110 °C ± 5 °C jusqu’à masse constante. Laisser refroidir à l’air, à la température de la pièce, pendant 1 h à 3 h et peser (masse A).

7. Calcul des densités et de l’absorptivité

7.1 Gros granulat

Pour effectuer ce calcul, les défi nitions suivantes sont utilisées :

A : masse dans l’air de l’échantillon séché, en grammes;

B : masse dans l’air de l’échantillon saturé et superfi ciellement sec, en grammes;

C : masse dans l’eau de l’échantillon saturé, en grammes.

7.1.1 Densité brute (basée sur l’état sec)

Calculer la densité brute à 23 °C/23 °C, telle qu’elle a été défi nie à l’article 3.2, à l’aide de la formule suivante :

Densité brute = A / (B – C)

7.1.2 Densité apparente

Calculer la densité apparente, telle qu’elle a été défi nie à l’article 3.3, à l’aide de la formule suivante :

Densité apparente = A / (A – C)

1Section

2007 12 15Date

Page

4 de 7

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-067

SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU

GROS GRANULAT

7.1.3 Absorptivité

Calculer le pourcentage d’absorption en eau, telle qu’il a été défi ni à l’article 3.1, à l’aide de la formule suivante :

% d’absorption = [(B – 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 vérifi er la justesse des résultats fournis, permettent de calculer à l’aide d’un autre résultat une valeur qui n’a pas été fournie.

8.1 Calcul des valeurs moyennes

8.1.1 Densité moyenne

Lorsque l’essai a été réalisé individuellement sur des fractions de l’échantillon séparées selon la grosseur des particules, les valeurs moyennes des trois types de densités peuvent être obtenues par pondération des résultats calculés selon les formules mentionnées à l’article 7. Calculer alors la moyenne pondérée à l’aide de la formule suivante :

où

d : densité moyenne (selon le type);

P1, P2, Pn : pourcentages respectifs en poids dans l’échantillon original de chaque fraction utilisée;

d1, d2, dn : densités appropriées respectives de chaque fraction utilisée (selon le type).

8.1.2 Pourcentage d’absorption moyen

Dans le même cas, la valeur moyenne du pourcentage d’absorption peut être obtenue par pondération des résultats calculés selon la formule mentionnée à l’article 8.4. Calculer alors la moyenne pondérée à l’aide de la formule suivante :

A = (P1A1 + P2A2 + PnAn)/ΣPn

D =

+ P1

d1

P2

d2

Pn

dn

+

ΣPn

1Section

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-0672007 12 15

Date

Page

5 de 7

SECTEur – grAnuLATS

DÉTErMInATIOn DE LA DEnSITÉ ET DE L’AbSOrPTIOn Du

grOS grAnuLAT

où

A : pourcentage moyen d’absorption;

A1, A2, An : pourcentages d’absorption respectifs pour chaque fraction utilisée;

P1, P2, Pn : pourcentages respectifs (selon la masse) dans l’échantillon original de chaque fraction utilisée.

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.

Tableau 1 Tableau des indices de fidélité Densité et absorptivité du gros granulat

Entre laboratoiresÉcart type

(1S)(1)

Différence entre deux essais (D2S)(1)

Densité brute (base sèche) 0,0125 0,035

Densité apparente 0,0082 0,023

Pourcentage d’absorption 0,183 0,51

Pour un même opérateurÉcart type

(1S)(1)

Différence entre deux essais (D2S)(1)

Densité brute (base sèche) 0,0049 0,014

Densité apparente 0,0036 0,010

Pourcentage d’absorption 0,050 0,14

1. 1S représente l’écart type maximal d’une série de résultats et D2S représente la différence entre deux résultats qui ne doit pas être dépassée dans plus de 5 % des cas.

1Section

2007 12 15Date

Page

6 de 7

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-067

SECTEur – grAnuLATS

DÉTErMInATIOn DE LA DEnSITÉ ET DE L’AbSOrPTIOn Du

grOS grAnuLAT

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 ».

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

Signature

Tableau 2 Masse de la prise d’essai

grosseur nominale maximale (mm)

Masse minimale (kg)

Gros granulat

14 ou moins

20

28

40

56

80

112

2

3

4

5

10

18

25

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

(1)

1Section

MÉTHODE D’ESSAI

LC 21-0672007 12 15

Date

Page

7 de 7

SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ ET DE L’ABSORPTION DU

GROS GRANULAT

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)

dsss = (1 + A /100) db

(dapp = 1

1+A /100dsss

A

100– ) dsss

1A

100–( )=

(dsss – 1)

(dapp = 1

1

db

A

100– ) db

1Adb

100–( )=

A = x 100dapp – dsss

dapp (dsss – 1)

(A = x 100dsss

db

– 1)