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MÉTHODE D’ESSAI

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SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE D’USURE

PAR ATTRITION DU GROS GRANULAT AU MOYEN DE L’APPAREIL MICRO-DEVAL

1. ObjetLa présente méthode d’essai consiste à déterminer le pourcentage d’usure par attrition

(frottements mutuels) des granulats en présence d’eau, au moyen de l’appareil micro-Deval. Cette méthode d’essai s’applique aux gros granulats de dimension variant de 5 à 20 mm.

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

NORMES :

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM)

ASTM A 314 « Specifi cation for Stainless and Heat-Resisting Steel Billets and Bars for Forging ».

ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION (ISO)

ISO 3310-1 « Tamis de contrôle – Exigences techniques et vérifi cations – Partie 1 : Tamis de contrôle en tissus métalliques ».

3. Principe de l’essaiL’essai consiste à provoquer, dans une jarre contenant des granulats de grosseur déter-

minée, une attrition en milieu humide par des frottements des granulats entre eux sous une charge abrasive constituée de billes d’acier.

La masse de la charge abrasive et la composition granulométrique du granulat doivent satisfaire à des exigences précises.

Le pourcentage d’usure à l’appareil micro-Deval se calcule à partir de la masse des éléments fi ns inférieurs à 1,25 mm obtenus par broyage.

4. Appareillage

4.1 Appareil micro-DevalL’appareil micro-Deval (voir fi gure 1) est constitué d’une ou de plusieurs jarres cylindriques.

Ces jarres doivent être en acier inoxydable et avoir les dimensions approximatives suivantes : 193 mm de diamètre intérieur, 172 mm de longueur, 3 mm d’épaisseur et une capacité de 5,03 litres. L’intérieur des jarres doit être lisse et ne doit présenter aucune saillie. Leurs couver-cles doivent être munis de joints en caoutchouc pour assurer leur étanchéité.

Les jarres sont placées sur deux arbres horizontaux caoutchoutés qui les entraînent en rotation. Ces arbres sont reliés au moteur par un système composé de roues dentées, de chaînes, d’une courroie en V et d’un réducteur de vitesse. Le moteur doit atteindre une force suffi sante pour assurer aux cylindres une vitesse de rotation de 100 ± 5 tours/minute durant

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2 heures (12 000 tours). La vitesse de rotation des cylindres doit être vérifi ée régulièrement afi n de pouvoir remédier aux variations occasionnées par l’usure des rouleaux d’entraînement ou du système de transmission.

La charge doit être conforme aux exigences du tableau de l’article 5 et être constituée de billes sphériques en acier inoxydable 1 d’un diamètre de 9,5 ± 0,5 mm. La vérifi cation du diamètre de ces billes doit s’effectuer au moyen de deux barreaux parallèles espacés de 9 mm.

4.2 TamisLes tamis de 20 mm, 14 mm, 10 mm, 5 mm et 1,25 mm doivent satisfaire aux exigences de

la norme ISO 3310-1 « Tamis de contrôle – Exigences techniques et vérifi cations – Partie 1 : Tamis de contrôle en tissus métalliques ».

4.3 Balance La balance doit avoir une capacité suffi sante pour satisfaire aux exigences concernant la

masse minimale de chaque prise d’essai, tout en étant précise au dixième de gramme près.

4.4 ÉtuveOn doit utiliser une étuve de dimension adéquate et capable de maintenir une température

de 110 °C ± 5 °C.

4.5 Aimant On doit utiliser un aimant de force et de dimension suffi santes pour retirer la charge abrasive

constituée des billes d’acier.

5. Préparation de la prise d’essai et de la charge abrasiveL’échantillon doit être représentatif du matériau soumis. Il doit être lavé et séché à une

température de 110 °C ± 5 °C, jusqu’à masse constante. Le granulat est ensuite séparé par tamisage en fractions granulométriques distinctes. Il est recombiné selon le grade spécifi é au tableau 1 qui est le plus près de la granulométrie du granulat destiné aux travaux prévus.

1. L’acier inoxydable utilisé pour les billes est l’acier martensitique de la composition suivante : C ≥ 0,12 %, Mn ≤ 1,00 %, Si ≤ 1,00 % et Cr compris entre 16,0 % et 18,0 %. Cet acier correspond au type 430 de la norme ASTM A 314 « Specifi cation for Stainless and Heat-Resisting Steel Billets and Bars for Forging ».

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6. Mode opératoire

6.1 Couvrir d’eau, laisser tremper l’échantillon pendant 24 ± 4 heures et égoutter.

6.2 Introduire dans la jarre, dans l’ordre, la charge abrasive, la prise d’essai préparée et 2,5 l d’eau. Fixer le couvercle de façon étanche.

6.3 Mettre le(s) cylindre(s) en rotation pour une période de 2 heures à 100 ± 5 tours/minute.

6.4 Après le cycle de rotation, recueillir le contenu du cylindre dans un récipient (casserole, bac, etc.). Laver l’intérieur des jarres de façon à récupérer tout le contenu.

6.5 Déverser par petites quantités le contenu du récipient sur trois tamis superposés : 5 mm, 2,5 mm et 1,25 mm. Laver les particules retenues au jet d’eau jusqu’à l’obtention d’une eau claire et retirer la charge abrasive à l’aide d’un aimant. Récupérer les particules retenues dans un récipient.

6.6 Sécher les particules retenues à une température de 110 °C ± 5 °C jusqu’à masse constante et peser la masse totale des particules retenues sur ces trois tamis.

Tableau 1Masse des fractions granulométriques pour la préparation de la prise d’essai

Ouverture des tamis Masse de la prise d’essai en g (±5 g)

Passant(mm)

Retenu(mm)

Grade

A B C D E F

20 14 500 250 180

14 10 250 500 250 110

10 5 250 500 210

Charge abrasive en g(±5 g) 5300 5000 4425 2500 2000 3725

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7. Calcul et expression des résultatsLe pourcentage de perte à l’usure micro-Deval est défi ni par le pourcentage de particules

passant le tamis de 1,25 mm. Il est déterminé par la formule suivante :

Pourcentage d’usure micro-Deval =

où

m1 : masse totale initiale de la prise d’essai;

m2 : masse totale fi nale des particules retenues sur les tamis dont les ouvertures sont égales ou supérieures au tamis de 1,25 mm.

Le résultat de l’essai est exprimé à l’unité et le grade utilisé doit être indiqué.

8. FidélitéLes relations linéaires établies entre les niveaux 5 et 48 de l’essai sont les suivantes :

r = 0,11 x + 0,56

R = 0,13 x + 1,98

où

r : répétabilité;

R : reproductibilité;

x : moyenne des résultats obtenus pour un même matériau.

9. 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

m1 – m2

m1

x 100( )

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Figure 1Schéma de l’appareil micro-Deval et de la jarre

Note : – Les cotes sont en millimètres.

1- Protecteur 5- Courroie en V 8- Base du moteur2- Bâti 6- Réducteur 9- Rouleau entraîneur3- Roue dentée 7- Moteur 10-Rouleau entraîné

4- Chaîne

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