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MÉTHODE D’ESSAI

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SECTEUR – GRANULATS

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE D’USURE PAR ATTRITION DU

GRANULAT FIN AU MOYEN DE L’APPAREIL MICRO-DEVAL

1. ObjetLa présente méthode d’essai a pour objet la détermination du pourcentage d’usure par

attrition en présence d’eau de granulats à l’aide de l’appareil micro-Deval.

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 « Standard 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 ».

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

AUTRES DOCUMENTS :

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

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

LC 21–040 « Analyse granulométrique ».

3. Principe de l’essaiL’essai consiste à provoquer, dans un broyeur 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.

4. Appareillage et matériauxCette méthode d’essai utilise les appareils et matériaux suivants :

4.1 Appareil micro-DevalL’appareil micro-Deval représenté à la fi gure 1, est constitué d’une ou de plusieurs jarres

cylindriques. Ces jarres doivent être en acier inoxydable et avoir approximativement les dimen-sions suivantes : 193 mm de diamètre intérieur, 172 mm de longueur, 3 mm d’épaisseur et une capacité de 5,03 l. L’intérieur des jarres doit être lisse et ne doit présenter aucune saillie. Leurs couvercles 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 ou par tout autre système d’entraînement. Le moteur doit

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atteindre une force suffi sante pour assurer aux cylindres une vitesse de rotation de 100 tours/min± 5 tours/min durant 15 minutes (1500 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.

4.2 Tamis

a) Diamètre de 200 mm :

Les tamis de 5 mm et 160 μm 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 ».

b) Diamètre de 300 mm :

Les tamis de 5 mm et 160 μm doivent répondre aussi 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 BalanceLa balance doit avoir une capacité suffi sante pour satisfaire aux exigences sur la masse

minimale de chaque prise d’essai, tout en étant précise à 0,1 g.

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

de 110 °C ± 5 °C.

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

constituée des billes d’acier.

4.6 Charge abrasiveElle est constituée de billes sphériques en acier inoxydable et martensitique dont la compo-

sition est : C ≥ 0,12 %, Mn ≤ 1,00 %, Si ≤ 1,00 % et Cr dont la teneur est comprise entre 16,0 % et 18,0 %. Cet acier correspond au type 430 de la norme ASTM A 314 « Standard Specifi cation for Stainless and Heat-Resisting Steel Billets and Bars for Forging ». Chaque jarre requiert une charge abrasive de 1250 g ± 5 g de ces billes de diamètre de 9,5 mm ± 0,5 mm.

5. Préparation de l’échantillon

5.1 Réduire l’échantillon, dont 100 % des particules passent le tamis de 5 mm, jusqu’à une masse d’environ 700 g selon la méthode LC 21–015.

5.2 Laver le matériau selon la méthode décrite à l’article 7.2 de la méthode LC 21–040.

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DÉTErMInATIOn Du POurCEnTAGE D’uSurE PAr ATTrITIOn Du

GrAnuLAT fIn Au MOyEn DE L’APPArEIL MICrO-DEvAL

5.3 Sécher à l’étuve jusqu’à masse constante, laisser refroidir et tamiser selon la procédure 7.1 de la méthode LC 21–040.

5.4 Récupérer le retenu au tamis 160 µm et le passant 5 mm et réduire selon la méthode LC 21–015 de manière à préparer une prise d’essai d’environ 500 g et l’indiquer comme étant m1.

6. Mode opératoire 500 g de matériaux sont préparés de la façon suivante :

6.1 Faire tremper la prise d’essai pendant 24 h ± 4 h dans 350 ml d’eau dans un contenant d’un litre (environ) qui sera déversé après la période d’immersion dans la jarre cylindrique avec 400 ml d’eau supplémentaire.

6.2 La charge abrasive est constituée de 1250 g ± 2 g. Introduire la charge abrasive avant la prise d’essai.

6.3 Fixer fermement le couvercle de la jarre pour la rendre étanche. Mettre la jarre en rotation pour une période de 15 min ± 10 s.

6.4 À la fin de la rotation, le contenu de la jarre est recueilli dans un récipient. Laver l’intérieur de la jarre pour récupérer tout le contenu.

6.5 Enlever la charge abrasive.

6.6 Laver le matériau selon la méthode décrite à l’article 7.2 de la méthode LC 21–040. Faire sécher à l’étuve jusqu’à masse constante et laisser refroidir.

6.7 Tamiser le matériau selon la méthode décrite à l’article 7.1 de la méthode LC 21–040.

6.8 Déterminer la masse cumulée au retenu 160 µm et l’indiquer comme étant m2.

7. Calculs et expression des résultatsL’usure par attrition est exprimée par le pourcentage de particules passant le tamis de

160 µm après l’essai.

Le pourcentage d’usure est déterminé par la formule suivante : (m1 – m2) x 100 m1

où m est la masse totale des particules retenues sur les tamis dont les ouvertures sont égales et supérieures à celle du tamis de 160 µm.

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DÉTErMInATIOn Du POurCEnTAGE D’uSurE PAr ATTrITIOn Du

GrAnuLAT fIn Au MOyEn DE L’APPArEIL MICrO-DEvAL

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Conditions d’essai Écart type (1S) Intervalle d’acceptation de deux résultats (D2S)

répétabilité (un seul producteur) 0,71 2,0

reproductibilité (plusieurs laboratoires) pour les valeurs inférieures ou égales à 10

1,29 3,6

reproductibilité pour les valeurs supérieures à 10 et inférieures ou égales à 30

2,32 6,5

8. fidélité

8.1 Les critères d’acceptabilité des résultats obtenus par la présente méthode d’essai sont donnés dans le tableau 1.

8.2 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.

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

Tableau 1 Critères d’acceptabilité1

Signature

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

1. Ces chiffres sont fondés sur des essais exécutés en double sur trois matériaux par 30 laboratoires.

(1)

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

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

1- Protecteur 6- Réducteur 2- Bâti 7- Moteur 3- Roue dentée 8- Base du moteur 4- Chaîne 9- Rouleau entraîneur 5- Courroie en V 10- Rouleau entraîné

Note :– Les cotes sont en millimètres.

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