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MÉTHODE D’ESSAI

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SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DU COEFFICIENT D'ÉCOULEMENT

DES GRANULATS FINS

1. ObjetLa présente méthode d’essai consiste à déterminer le coeffi cient d’écoulement des granulats

fi ns et à évaluer leur angularité.

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

NORME :

ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION (ISO)

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

AUTRES DOCUMENTS :

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

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

21–040 « Analyse granulométrique ».

21–065 « Détermination de la densité et de l’absorption du granulat fi n ».

3. Principe de l'essaiLe coeffi cient d’écoulement permet d’évaluer l’angularité des particules. L’angularité est

d’autant plus marquée que le coeffi cient est élevé. Le coeffi cient d’écoulement est la mesure du temps d’écoulement des granulats fi ns à travers un cylindre donné muni d’un cône ayant une ouverture normalisée multiplié par la densité des particules.

Le temps d’écoulement est aussi infl uencé par l’état de surface, la forme et la grosseur des particules.

Note :

Les granulats fi ns ayant fait l’objet d’un traitement particulier, tels que ceux qui sont extraits d’un mélange bitumineux, sont susceptibles d'avoir un coeffi cient d’écoulement différent avant et après traitement.

4. Appareillage

4.1 CôneOn doit utiliser un cône en polycarbonate translucide (voir fi gures 1 et 4). Sa surface inté-

rieure doit être polie au papier émeri no 400. La dureté Shore « D » du polycarbonate doit être de l’ordre de 80.

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DÉTERMINATION DU COEFFICIENT D'ÉCOULEMENT

DES GRANULATS FINS

Le cône doit être étalonné avec le cône de référence détenu par le Laboratoire des chaussées du ministère des Transports du Québec, qui est le dépositaire agréé par le Conseil canadien des normes.

L’étalonnage se fait suivant la procédure décrite à l’annexe A.

4.2 CylindreOn doit utiliser un cylindre en aluminium emboîtable sur le cône (voir fi gures 1 et 3). Le

degré de polissage du cylindre doit être du même ordre que celui du cône.

4.3 SupportLe support doit être muni d’un obturateur tournant autour d’un axe pour permettre l’ouverture

ou la fermeture du cône (voir fi gure 1).

4.4 ContenantOn doit utiliser un contenant en métal de capacité suffi sante pour récupérer les granulats

fi ns s’écoulant de l’appareil.

4.5 TamisLe tamis de 80 μm et le tamis de 2 mm doivent être conformes à la norme ISO 3310–1

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

4.6 ChronomètreLe chronomètre doit permettre une lecture au centième de seconde près.

4.7 BalanceLa balance doit être d’une capacité suffi sante et être précise au dixième de gramme près.

4.8 ÉtuveL’étuve doit être capable de maintenir une température de 110 °C ± 5 °C.

4.9 ÉclairageS’il est nécessaire, on doit utiliser un dispositif permettant d’éclairer l’intérieur du cylindre

et de visualiser l’écoulement à travers le cône translucide.

4.10 EntonnoirOn doit utiliser un entonnoir en pyrex Corning no 6220 ou l’équivalent (voir fi gures 1 et 2),

muni d’un anneau permettant de poser et de centrer l’entonnoir sur le cylindre.

5. Prise d'essaiUne quantité suffi sante de granulats fi ns doit être prélevée conformément à la méthode

LC 21–015 « Réduction des échantillons pour essais en laboratoire ». Seul le granulat fi n passant le tamis de 2 mm doit être utilisé. Le tamisat est lavé sur le tamis de 80 μm selon le

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DÉTErMInATIOn Du COEffICIEnT D'ÉCOuLEMEnT

DES grAnuLATS fInS

mode opératoire de la méthode LC 21–040 « Analyse granulométrique ». Le granulat doit être séché à l’étuve à 110 °C ± 5 °C jusqu’à l’obtention d’une masse constante. La prise d’essai doit totaliser 1000 g ± 0,5 g.

6. Mode opératoire

6.1 Laisser refroidir la prise d’essai pour que celle-ci parvienne à la température ambiante. Éviter une exposition trop prolongée si l’humidité relative est supérieure à 70 %, particu-lièrement dans le cas des granulats fins dont l’absorption dépasse 1,5 %.

6.2 Bien mélanger la prise d’essai. S’assurer que l’obturateur est fermé. Verser rapidement les granulats fins dans le cylindre surmonté de l’entonnoir, en limitant au minimum la hauteur de chute (voir figure 1).

6.3 Ouvrir l’obturateur en même temps que l’on déclenche le chronomètre et déterminer le temps d’écoulement, au centième de seconde près, de la totalité des granulats fins qui passent l’ouverture.

6.4 Avec la même prise d’essai, répéter l’essai jusqu’à la stabilisation de la lecture du temps d’écoulement1. Pour qu’il y ait stabilisation, il faut que l’écart entre la plus petite et la plus grande de cinq lectures consécutives ne dépasse pas 0,30 seconde.

7. Calcul et expression des résultatsLe coefficient d’écoulement des granulats fins est obtenu en multipliant le temps d’écou-

lement moyen, au centième de seconde près, des cinq lectures par la densité Dgb de ces mêmes granulats. Cette densité est déterminée sur la fraction passant au tamis de 2 mm et sur la fraction retenue au tamis de 80 µm, conformément à la méthode d'essai LC 21–065 « Détermination de la densité et de l’absorption du granulat fin ».

où

ce : coefficient d’écoulement des granulats fins, exprimé à l’unité près;

t : temps d’écoulement moyen des cinq lectures, corrigé conformément à l’annexe A;

Dgb : densité brute des granulats fins;

k : une seconde.

1. La stabilisation de la lecture du temps d’écoulement de la prise d’essai peut demander au moins 10 lectures ou 12 heures de repos, à la température et à l’humidité ambiantes.

ce = t x Dgb

k

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DÉTErMInATIOn Du COEffICIEnT D'ÉCOuLEMEnT

DES grAnuLATS fInS

8. 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

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

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DES GRANULATS FINS

Figure 1Vue d'ensemble de l'appareil

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Figure 2Entonnoir

Note :– Les cotes sont en millimètres.

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Figure 3Cylindre

Note :– Les cotes sont en millimètres.

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DES GRANULATS FINS

Figure 4Cône

Note :– Les cotes sont en millimètres.

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Annexe A Procédure d'étalonnage des cônes

Tout cône devant servir à la détermination du coeffi cient d’écoulement des granulats fi ns doit être étalonné suivant la méthode ci-dessous.

A.1 CÔNE DE RÉFÉRENCEDans une armoire prévue à cet effet à la Direction du laboratoire des chaussées du minis-

tère des Transports du Québec2 est conservé un cône de référence conforme aux exigences de la présente norme. Ce cône est conservé dans des conditions normales de température, de pression et de lumière pour que ses caractéristiques demeurent constantes. Ce cône permet d’étalonner les cônes d’usage courant.

A.2 ÉTALONNAGELes granulats fi ns utilisés pour étalonner un cône doivent couvrir la plus grande plage

possible de temps d’écoulement. Le cône soumis et les essais effectués doivent répondre aux exigences de la présente norme. L’étalonnage consiste à tracer la courbe du temps d’écoulement des granulats en fonction du temps obtenu avec le cône de référence. La courbe obtenue est une droite de régression du 1er degré inhérente au cône testé. L’équation de cette droite sert à la correction du temps d’écoulement moyen.

Exemple :

Soit un temps d’écoulement moyen obtenu sur un cône d’usage courant de tcône = 30,22 s.

L’étalonnage par rapport au cône de référence ayant donné une droite dont la pente (m) est de 1,120 et la constante (b) de -1,65, alors l'équation de correction est :

t = (tcône - b)/ m

soit t = (30,22 + 1,65)/1,120

d'où t = 28,46 s

où

t : temps d’écoulement moyen corrigé par rapport au cône de référence;

tcône : temps d’écoulement moyen du cône testé;

m : coeffi cient de correction (pente);

b : constante de correction.

2. Adresse du dépositaire agréé par le Conseil canadien des normes : 2700, rue Einstein, Sainte-Foy (Québec) G1P 3W8.