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Institut Algérien de Normalisation

مواصفة جزائريةNORME ALGERIENNE N° édition : 1 Date : 2005

ICS : 91.100.10

LIANTS HYDRAULIQUES

MÉTHODE PRATIQUE INSTRUMENTALE D’ANALYSE DES CIMENTS PAR SPECTROMÉTRIE

DE FLUORESCENCE DES RAYONS X

Nombre de pages :7

Edition et diffusion :

5, 7 Rue Abou Hamou Moussa- Alger Tél : 021 64.19.08 Fax : 021 64.17.61

E-mail : [email protected] Vente@ ianor.org [email protected]

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AVANT PROPOS

La présente norme a été adoptée comme norme Algérienne par les membres du comité technique national n° 37: « Liants – Bétons - Granulats » conformément à la résolution du procès-verbal de réunion n° 02 du 22/03/2004. Le contenu technique de la présente norme est équivalent à la NF P 15-467 (Mars 1985). La liste des membres ayant participé à l’adoption de la présente norme est la suivante:

NOM

PRENOM

ORGANISME

BOUCHEFA

Ouahiba

CGS Président du comité

CHIHEUB

Fadila

IANOR Secrétaire du comité

BENZEKRI

Layachi

LTPE – Béjaïa Membre du comité

SAÏDANI

Rachida

MHU Membre du comité

BOUASLA

Ali

ANA Membre du comité

RAHIM

Nabil

SCIMAT

Membre du comité

SAHLAOUI

Ismaïl

LABO / SENCO

Membre du comité

DAOUDI

Aziz

CETIM

Membre du comité

BENMEZAÏ

Yamina

ENHYD

Membre du comité

ANNOUN

Bilal

SIKA.OM

Membre du comité

BENAKILA

Hichem

SIKA.OM

Membre du comité

AKBIBOUCHE

Nadia

IANOR

Membre du comité

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SOMMAIRE

1. Objet et domaine d’application ………………………………………………………….. 4 2. Références …………………………………………………………………………………. 4 3. Principe ………….…………………………………………………………………………. 4 4. Réactifs ….. ………………………………………………………………………………… 4 5. Appareillage ……….. ……………………………………………………………………… 4 6. Préparation de l’échantillon … ......................................................…………………… 5 7. Mode opératoire ……….. …………………………………………………………………. 5 7.1 Prise d’essai ……………………………………………………………………………………….. 5 7.2 Homogénéisation …………………………………………………………………………………. 5 7.3 Fusion ……………………………………………………………………………………………… 5 7.4 Moulage et refroidissement ……………………………………………………………………… 5 7.5 Analyse par spectrométrie de fluorescence des rayons X …………………………………… 5 8. Etalonnage ….……………………………………………………………………………… 6 9. Résultats ……………………………………………………………………………………. 6 10. Procès-verbal d’essai .…………………………………………………………………… 7

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1. Objet et domaine d’application

La présente norme décrit une méthode pratique instrumentale d’analyse par fluorescence X pour la détermination des éléments habituellement présents dans les ciments. Cette méthode est applicable aux ciments définis dans la norme NA 442. Elle constitue l’une des méthodes pouvant être utilisée parallèlement à la méthode de référence décrite dans la NA 5042

2. Références

NA 5072 Conditions générales minimales d'un procès- verbal d'essai de matériaux. NA 442 Liants hydrauliques - Définitions - Classifications et spécifications des ciments. NA 5042 Ciment - Conditions générales des essais chimiques.

3. Principe

Mesure de l’intensité de raies caractéristiques du spectre de fluorescence des rayons X produit par les éléments à doser. Pour atténuer l’influence des effets liés à la minéralogie, à la granulométrie et aux interactions possibles entre les éléments présents, l’échantillon est dilué par fusion dans un mélange fondant de composition appropriée.

4. Réactifs Tous les produits chimiques utilisés pour l’élaboration du mélange fondu ou le fondant tout préparé du commerce doivent être de pureté analytique garantie. Les mélanges fondus pulvérulents prêts à l’emploi doivent être conservés dans des flacons étanches.

5. Appareillage Matériel courant de laboratoire et : Spectromètre à rayons X. Dispositif de chauffage permettant d’effectuer d’une manière plus ou moins automatisée la fusion du mélange à analyser. Creuset de fusion de capacité appropriée, par exemple en graphite ou en alliage spécial de platine limitant le collage du mélange fondu. Moule pour le moulage du mélange fondu sous la forme classiquement dénommée « Perle ». Note : Le moule est préchauffé avant la coulée du mélange fondu puis refroidi progressivement après la coulée pour permettre un démoulage sans rupture.

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Eventuellement dispositif de polissage de la perle. Eventuellement calculateur associé ou non au spectromètre.

6. Préparation de l’échantillon En principe l’échantillon, sous forme de poudre, est utilisé tout venant après homogénéisation préalable.

7. Mode opératoire 7.1 Prise d’essai

Peser à 0,0001 g près la quantité d’échantillon déterminée en fonction des dimensions de la perle propres au spectromètre utilisé.

7.2 Homogénéisation Un mélange intime des constituants en poudre (ciment et mélange fondant) est réalisé par action mécanique.

7.3 Fusion Un mélange homogénéisé est disposé dans le creuset de fusion et amené jusqu’à fusion complète suivant un processus bien défini. Une agitation périodique du creuset permet d’homogénéiser le liquide formé.

7.4 Moulage et refroidissement La masse fondue est coulée dans le moule. Le verre obtenu est refroidi jusqu’à ce que la perle se détache du moule puis la perle démoulée est laissée jusqu’à équilibre avec la température ambiante. Note : Des dispositifs plus ou moins automatisés peuvent être utilisés pour réaliser les deux opérations précédentes. Après un éventuel polissage, la perle est ensuite soumise à l’analyse.

7.5 Analyse par spectrométrie de fluorescence des rayons X En principe les paramètres de la mesure : puissance du tube à rayons X utilisé, nature de l’anticathode, sélection des raies analytiques, systèmes de collimation, de dispersion (nature du cristal analyseur), de détection…qui ne sont pas imposés par la conception même du spectromètre sont choisis pour permettre la meilleure détermination de chaque élément. L’analyse quantitative consiste à mesurer pour tout élément Ei de concentration Ci, l’intensité Iλi, d’une raie de fluorescence donnée. Dans le cas général Iλi est lié à Ci par la relation :

Iλi = k x Ci / [K + (1 – K)Ci] (1)

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Où : k Est une constante et K Un paramètre (facteur matriciel) caractérisant l’effet de matrice (effets interéléments

et d’hétérogénéité). Pour les domaines restreints de concentration (liants normalisées) ou une dilution suffisante de l’échantillon dans le fondant Ci peut être relié à IλI par une relation de tendance linéaire prenant en compte les perturbations apportées par un ou plusieurs éléments j soit :

Ci = (aIλI + b) (1 + α1 C1 + … + αj Cj) (2)

Où: a et b dépendent de l’appareillage et des conditions de détection et de comptage, αj Est une constante pour l’élément j, dépendant du fondant et de la dilution utilisés pour

la préparation de la perle, Cj Est la concentration (approchée) en élément j (j peut être l’élément i lui-même). Les concentrations Ci sont obtenues à partir de courbes d’étalonnage d’équations telles que (2) établies à partir d’étalons externes de compositions connues. Les intensités sont rapportées à celles d’un étalon standard pour tenir compte des dérives lentes des intensités de fluorescence dans la période de temps séparant l’étalonnage de la mesure (méthode ratio). Dans ce cas la valeur (IT0 / T) est substituée à I dans (2), T0 et T étant respectivement l’intensité de l’étalon standard à l’instant de l’étalonnage et à l’instant de la mesure.

8. Etalonnage Des échantillons étalons adaptés aux dosages à réaliser sont utilisés. Ils sont préparés soit à partir de divers ciments étalons, soit à partir de mélanges synthétiques (oxydes ou composés purs mis en solution dans le mélange fondant choisi). Pour chaque élément, une courbe d’étalonnage est établie. Les coefficients de l’équation (2) sont déterminés par un calcul de régression.

9. Résultats La répétabilité et la reproductibilité des résultats dépendent de nombreux facteurs : nature et teneur de l’élément à doser, nature du spectromètre utilisé, conditions opératoires. Les valeurs d’écart-type de répétabilité (σr) et de reproductibilité (σR) exprimées en % absolus et indiquées au tableau ci-après pour un certain nombre d’éléments doivent être considérées comme provisoires. Ces valeurs seront précisées ultérieurement en fonction de l’expérience acquise (test de validité).

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Oxyde

σr

σR

Précision

SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 MnO CaO MgO K2O

0,08 0,05 0,03 0,01 0,01 0,10 0,05 0,04

0,13 0,10 0,05

0,015 0,015 0,20 0,12 0,06

0,25 0,20 0,10 0,03 0,03 0,40 0,22 0,10

Si pour un élément, l’écart entre deux comptages successifs conduit à une valeur exprimée en oxyde supérieure à deux fois l’écart-type de répétabilité, l’essai est réitéré et il est retenu la moyenne des deux valeurs les plus proches. Le résultat est exprimé avec trois chiffres significatifs. Le coefficient de dilution [(F + E) / E] de la préparation est mentionné ; E et F désignent les masses d’échantillon et de fondant, ramenées à perte au feu nulle, utilisées pour la préparation de la perle. Dans chaque cas la nature des éléments perturbants j intervenant dans le calcul des concentrations par (2) ainsi que la valeur numérique des coefficients αj correspondants figurent à côté d’un résultat.

10. Procès-verbal d’essai Il doit comporter, en conformité avec la norme NA 5072, les informations relatives :

- Aux parties contractantes, - Au matériau soumis à l’essai, - A l’essai et aux résultats,

Ainsi que l’avertissement suivant donné au lecteur :

1. La reproduction intégrale de ce procès-verbal, sans modification d’aucune sorte, est seule autorisée.

2. Les essais faisant l’objet du présent procès-verbal portent sur un échantillon prélevé

dans certaines conditions. Leur représentativité est liée à celle de l’échantillon et ne peut être étendue à une population dont est issu l’échantillon que si l’homogénéité de cette population peut être vérifiée.

Documents

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