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SECTEur – GrAnuLATS

DÉTErMInATIOn DE LA TEnEur En IMPurETÉS DAnS

un MATÉrIAu rECyCLÉ

Gouvernement du QuébecMinistèredes Transports

1. ObjetLa présente méthode d’essai consiste à déterminer le pourcentage d’impuretés dans un

matériau granulaire constitué de granulats recyclés. Par impuretés, on entend des matières plastiques, des fragments de polymères, de céramique, de brique, de verre, de bois et de plâtre, du carton, du papier ainsi que des aciers d’armature et autres pièces métalliques.

Plusieurs procédés de séparation sont utilisés : la séparation manuelle, pour les plus gros fragments de polymères, de brique, de céramique, de verre, de bois, de papier et de métal ferreux et non ferreux; la séparation au moyen d’un aimant pour les fragments de métal ferreux; et la séparation par liqueur dense et par flottation sur l’eau pour les plus petits fragments de matières plastiques, de polymères, de bois, de plâtre et de papier.

Par matériaux recyclés, on entend des mélanges granulaires constitués, dans des propor-tions variables, de béton de ciment concassé (BC), d’enrobés bitumineux concassés (BB) et de granulats conventionnels (GC).

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

NORMES :

AMERiCAN SOCiEty fOR tEStiNG ANd MAtERiALS (AStM)E 100 «Specification for AStM Hydrometers».

ORGANiSAtiON iNtERNAtiONALE dE NORMALiSAtiON (iSO)3310–1 «tamis de contrôle – Exigences techniques et vérifications – Partie 1 : tamis de contrôle en tissus métalliques».

AUtRES dOCUMENtS :

MiNiStÈRE dES tRANSPORtS dU QUÉBEC, LABORAtOiRE dES CHAUSSÉES (LC)21–010 «Échantillonnage».21–040 «Analyse granulométrique».21–066 «Détermination de la densité et de l'absorption du granulat fin de classe granulaire d/D».21–067 «Détermination de la densité et de l'absorption du gros granulat».

3. Principe de l’essaiLes impuretés sont séparées de la prise d’essai manuellement et par flottation au moyen

d’une liqueur dense.

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4. Appareillage et matériaux

4.1 BalancesPour les granulats de fractions 0/2,5 mm et 2,5/5,0 mm, on doit utiliser une balance d’une

capacité d’au moins 500 g et précise au dixième de gramme; pour les granulats de fractions de 5 mm et plus, on doit utiliser une balance d’une capacité d’au moins 10 000 g et précise au gramme.

4.2 récipientsOn doit utiliser des récipients de dimensions suffisantes pour faire sécher l’échantillon de

granulats et pour contenir le liquide lourd durant le procédé de séparation par flottation.

4.3 ÉcumoireOn doit utiliser une pièce de toile à tamiser d’ouverture de mailles de 1,25 mm, de dimension

et de forme suffisantes pour séparer les morceaux flottants de la liqueur dense. Cette toile doit être conforme aux exigences de la norme iSO 3310-1.

4.4 ÉtuveOn doit utiliser une étuve de dimension adéquate qui peut maintenir une température

constante de 50 °C + 5 °C dans le cas où les matériaux contiennent du BB et de 110 °C + 5 °C dans les autres cas.

4.5 TamisOn doit utiliser un tamis de 2,5 mm et un autre de 5,0 mm, tous deux conformes aux

exigences de la norme iSO 3310-1.

4.6 DensimètreOn doit utiliser un densimètre conforme aux exigences de la norme AStM E 100 «Specification

for AStM Hydrometers» et permettant de mesurer la densité de la liqueur dense au centième près, ou une combinaison flacon gradué et balance, permettant d’arriver aux mêmes résultats.

4.7 AimantOn doit utiliser un aimant permanent en forme de fer à cheval d’une masse minimale de 100 g

et ayant une force d’attraction suffisante pour enlever efficacement toutes les pièces métalliques dans le matériau granulaire.

4.8 Liqueur denseLa liqueur dense doit être une solution aqueuse de chlorure de zinc dosée de façon à obtenir

une densité de 2,00.

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5. ÉchantillonsLes échantillons doivent être prélevés conformément aux exigences de la méthode d'essai

LC 21-010 «Échantillonnage» et séchés dans une étuve, selon les modalités décrites à l’article 4.4, jusqu’à masse constante. Avant de préparer les prises d’essai, une analyse granulométrique doit être effectuée selon la méthode d'essai LC 21–040 «Analyse granulométrique» afin de connaître le pourcentage respectif des fractions 0-2,5, 2,5-5,0 et 5 mm et plus. La masse minimale de la prise d’essai doit correspondre aux données du tableau 1.

tableau 1 Masse des prises d’essai de granulats

Grosseur des fractions de granulats Masse minimale de la prise d’essai (mm) (g)

fractions 0-2,5 200,0

2,5-5,0 200,0

5,0-20,0 3 000,0

fractions, 5 mm et plus 5,0-40,0 5 000,0

5,0-80,0 10 000,0

6. Mode opératoireLa présente section décrit les étapes de préparation et de séparation de la prise d’essai pour

la détermination de la teneur en impuretés dans un matériau recyclé. Ces étapes sont :

a) Séparation de l’échantillon en trois fractions : fractions 0-2,5 mm, 2,5-5,0 mm et 5 mm et plus.

b) Prélèvement de la quantité nécessaire de la fraction 0-2,5 mm (tableau 1) pour procéder à la séparation par flottation sur l’eau selon la procédure décrite à l’article 6.1.

c) Prélèvement de la quantité nécessaire de la fraction 2,5-5,0 mm (tableau 1) pour procéder à la séparation par liqueur dense selon la procédure décrite à l’article 6.2.

d) Prélèvement de la quantité nécessaire de la fraction de 5 mm et plus (tableau 1) pour procéder à la séparation manuelle selon la procédure décrite à l’article 6.3. La quantité de matériau restant est séparée par la suite par liqueur dense selon la procédure décrite à l’article 6.4.

6.1 Séparation des impuretés par flottation sur la fraction 0-2,5 mm6.1.1 Laisser refroidir à la température de la pièce la prise d’essai de la fraction 0-2,5 mm

préalablement séchée et tamisée dont 100 % des particules passent un tamis à mailles carrées de 2,5 mm.

6.1.2 Peser, au dixième de gramme près, le matériau passant le tamis 2,5 mm et placer celui- ci dans un récipient rempli d’eau à la température de la pièce. Remuer le mélange pendant une minute et laisser tremper 1 heure + 15 minutes. Le volume d’eau doit être égal à au moins trois fois le volume absolu de la prise d’essai.

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6.1.3 Verser le liquide dans un deuxième récipient en le passant à l’écumoire et en s’assurant que seules les particules flottantes sont déversées avec le liquide.

6.1.4 Reverser ce même liquide dans le premier récipient et, après avoir remué la prise d’essai, répéter le procédé de décantation précédemment décrit jusqu’à ce que la prise d’essai soit libre de particules flottantes.

6.1.5 Enlever des particules décantées celles qui sont constituées de béton de ciment concassé et d’enrobés bitumineux concassés, car elles ne doivent pas être prises en compte dans le calcul des impuretés.

6.1.6 Laver les particules à l’eau. Les particules sèchent très rapidement à la température de la pièce mais, si on le désire et pour plus de précision, on peut toujours les placer dans une étuve à 110 °C + 5 °C.

6.1.7 Enlever, par brossage, les particules de décantation séchées qui restent sur l’écumoire; déposer celles-ci sur le plateau de la balance et en déterminer la masse au dixième de gramme près.

6.2 Séparation des impuretés par liqueur dense sur la fraction 2,5-5,0 mm

6.2.1 Laisser refroidir à la température de la pièce la prise d’essai de la fraction 2,5-5,0 mm préalablement séché et la tamiser au tamis de 2,5 mm jusqu’à ce qu’il y ait moins de 1 % du granulat retenu qui passe le tamis en 1 minute de tamisage continu.

6.2.2 Peser, au dixième de gramme près, le granulat retenu sur le tamis de 2,5 mm et amener ce matériau à l’état «saturé à surface sèche» (ou saturé et superficiellement sec) selon la procédure décrite dans la méthode d'essai LC 21–066 «Détermination de la densité et de l'absorption d'un granulat fin de classe granulaire d/D»(1).

6.2.3 Placer celui-ci dans un récipient rempli de liqueur dense. Le volume de la liqueur dense doit être égal à au moins trois fois le volume absolu de la prise d’essai.

6.2.4 Verser le liquide dans un deuxième récipient en le passant à l’écumoire et en s’assurant que seules les particules flottantes sont déversées avec le liquide.

6.2.5 Reverser ce même liquide dans le premier récipient et, après avoir remué la prise d’essai, répéter le procédé de décantation précédemment décrit jusqu’à ce que la prise d’essai soit libre de particules flottantes.

1. Si l’absorption, telle qu’elle est décrite dans la méthode d'essai LC 21– 066 «détermination de la densité et de l'absorption d'un granulat fin de classe granulaire d/d» est connue, le granulat fin peut être préparé pour l’essai simplement en ajoutant à la masse connue de granulat fin la quantité d’eau qu’il peut absorber, en mélangeant à fond le tout puis en le laissant reposer durant 30 minutes dans un récipient couvert avant de l’utiliser pour l’essai.

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6.2.7 Laver les particules à l’eau. Les particules sèchent très rapidement à la température de la pièce mais, si on le désire et pour plus de précision, on peut toujours les placer dans une étuve à 110 °C + 5 °C.

6.2.8 Enlever, par brossage, les particules de décantation séchées qui restent sur l’écumoire; déposer celles-ci sur le plateau de la balance et en déterminer la masse au dixième de gramme près.

6.3 Séparation manuelle des impuretés sur la fraction de 5 mm et plus

6.3.1 Laisser refroidir à la température de la pièce la prise d’essai de la fraction de 5 mm et plus préalablement séchée et la tamiser sur le tamis de 5,0 mm.

6.3.2 Peser, au gramme près, le matériau retenu sur le tamis de 5,0 mm.

6.3.3 Mettre le retenu dans un contenant à fond plat de manière à ce que le matériau en recouvre tout le fond en une couche dont l’épaisseur ne doit pas dépasser la grosseur nominale du matériau.

6.3.4 Trier et séparer manuellement les impuretés qui s’y trouvent en les disposant dans un contenant de récupération. L’utilisation d’un flacon laveur est recommandé pour nettoyer des particules difficilement identifiables.

6.3.5 Par la suite, passer un aimant sur le matériau afin de récupérer les fragments de métal ferreux. Répéter l’opération jusqu’à ce que toute la prise d’essai ait été inspectée.

6.3.6 Déterminer la masse des impuretés récupérées au dixième de gramme près.

6.4 Séparation des impuretés par liqueur dense sur la fraction de 5 mm et plus

6.4.1 Amener le matériau restant (exempt de grosses impuretés) dont il est question à la section 6.3 à l’état «saturé à surface sèche» (ou saturé et superficiellement sec) selon la procédure décrite dans la méthode d'essai LC 21–067 «Détermination de la densité et de l’absorption du gros granulat», puis le placer dans un récipient rempli de liqueur dense. Le volume de la liqueur dense doit être égal à au moins trois fois le volume absolu de la prise d’essai.

6.4.2 Au moyen de l’écumoire, enlever les particules flottantes et mettre celles-ci de côté. Agiter plusieurs fois les particules restantes et enlever celles qui flottent jusqu’à ce qu’il n’y en ait plus qui remontent à la surface.


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

Tableau 2Paramètres entrant dans le calcul des impuretés Fraction % de la fraction dans le Masse sèche Masse sèche de la matériau d’origine des particules prise d’essai déterminé par analyse décantées granulométrique

0-2,5 mm P1 (+ 1 %) m1 (+ 0,1 g) m2 (+ 0,1 g)

2,5-5,0 mm P2 (+ 1 %) m3 (+ 0,1 g) m4 (+ 0,1 g)

5 mm et + P3 (+ 1 %) m5 (+ 1 g) m6 (+ 1 g)

Condition P1 + P2 + P3 = 100

– Teneur en impuretés pour la fraction 0-2,5 mm : L1 = P1 x (m1/m2) où la valeur de L1 est arrondie au centième de pourcent (+ 0,01 %).

– Teneur en impuretés pour la fraction 2,5-5,0 mm : L2 = P2 x (m3/m4) où la valeur de L2 est arrondie au centième de pourcent (+ 0,01 %).

– Teneur en impuretés pour la fraction 5 mm et plus : L3 = P3 x (m5/m6) où la valeur de L3 est arrondie au centième de pourcent (+ 0,01 %).

– Teneur en impuretés pour l’ensemble du matériau : L = L1 + L2 + L3 où la valeur de L est arrondie au dixième de pourcent (+ 0, 1 %).

6.4.4 Laver à l’eau les particules de décantation jusqu’à disparition de la liqueur dense et faire sécher (voir l’article 6.2.7).

6.4.5 Déterminer la masse des particules de décantation au gramme près.

7. Calculs et expression des résultatsLa teneur en impuretés d’un matériau recyclé est calculée en utilisant les paramètres du

tableau 2 dans les équations suivantes :

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

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