Équivalent de sable

Lorsque l’on frotte des granulats non lavés dans la main (du sable ou des gravillons), on peut constater des traces de poussière sur les doigts. Il s’agit de particules argileuses de petite dimension. Celles-ci sont susceptibles d’être nuisibles à la qualité du mélange ou de la pâte que l‘on veut obtenir à partir du granulat, comme du béton ou un mélange bitumineux. D’autres particules peuvent également avoir ce même effet néfaste, comme des scories, du charbon, des particules de bois, des feuilles mortes ou des fragments de racines[1].

Dans le domaine du béton, ces particules perturbent l’hydratation du ciment et entraînent des défauts d’adhérence entre les granulats et la pâte[2].

Dans les mélanges bitumineux, comme les enrobés bitumineux ou les enduits superficiels, un défaut de propreté peut conduire également à une perte d’adhérence du granulat avec le liant et donc à un désenrobage.

La propreté des sables est évaluée par deux essais complémentaires : l’équivalent de sable (codé SE sur le plan européen) et l’essai dit « au bleu ». Tant que l’essai d’équivalent de sable donne de bons résultats (SE > 60) le sable est propre. Si le résultat est mauvais, cela peut être dû au piégeage accidentel de fines inertes (calcite, quartz) dans le floculant ou à la présence d’un excès d’argile. Pour le savoir on effectue alors, et seulement si le résultat du SE est mauvais, un essai dit au bleu basé sur l’adsorption du bleu de méthylène qui ne se fixe que sur les argiles[2].

L’essai consiste à verser un échantillon de sable et une petite quantité de solution floculante dans une éprouvette graduée et d’agiter de façon à détacher les revêtements argileux des particules de sable de l’échantillon. On complète alors le sable en utilisant le reste de solution floculante afin de faire remonter les particules fines en suspension au-dessus du sable. Après 20 min, les hauteurs des produits sont mesurées. L’équivalent de sable est le rapport hauteur du sable sur hauteur totale, exprimé en pourcentage[3].

La solution floculante est composée, pour une quantité de 1 litre, de[3] :

• 219 g de chlorure de calcium cristallin, CaCl₂.6H₂O ou 111 g de chlorure de calcium anhydre, CaCl₂ ;
• 450 g de glycérine à 99 % de glycérol, de qualité de réactif pour laboratoire ;
• 12,5 g formaldéhyde en solution, 40 % en volume, de qualité de réactif pour laboratoire ;
• 350 ml eau distillée ou déminéralisée.

L’opérateur dissout le chlorure de calcium cristallin dans les 350 ml d'eau distillée ou déminéralisée. Il laisse refroidir à température ambiante et, si nécessaire, il filtre à l'aide d'un papier à filtrer à grosses ou moyennes mailles. Il ajoute la glycérine et le formaldéhyde en solution et dilue à 1 l de solution avec de l'eau distillée ou déminéralisée, puis il mélange vigoureusement[3].

Une solution lavante, obtenue en diluant 125 ml de solution concentrée dans 5 l avec de l'eau distillée ou déminéralisée, est également préparée[3].

Appareillage pour l'essai d'équivalent de sable

Les éléments d’appareillage principaux sont deux éprouvettes gradués, dans lesquels sera répété de manière similaire l’essai, un piston avec un poids bien défini, et un agitateur automatique [4].

Les éprouvettes sont en verre ou en plastique transparent, de hauteur 40 cm, munies d’un bouchon en caoutchouc et graduées[3].

Le piston mesureur est composé de[5] :

• une tige de 43 cm de longueur ;
• une embase de 2,5 cm de diamètre, dont la surface inférieure est plate, lisse et perpendiculaire à l'axe de la tige et qui comporte latéralement trois vis de centrage du piston dans le cylindre;
• un manchon, de 1 cm d'épaisseur, qui s'adapte sur le cylindre gradué et permet de guider la tige, en même temps qu'il sert à repérer l'enfoncement du piston d'essai dans le cylindre.
• un poids fixé à l'extrémité supérieure de la tige pour donner à l'ensemble du piston d'essai, hormis le manchon, une masse totale de 1 kg.

Un tube laveur est également utilisé. De longueur 50 cm et de diamètre intérieur 4 mm, il permettra de faire circuler la solution lavante dans l’échantillon à tester[6].

Quelques autres outils peuvent être utilisés comme une spatule, une règle, un tamis, un entonnoir, etc.

Les préconisations en matière de propreté pour les sables utilisés dans les bétons sont les suivantes[1] :

En ce qui concerne le béton routier, qu’il s’agisse d’un béton balayé, strié, imprimé, désactivé ou bouchardé, les préconisations sont les suivantes[10] : SE> 60.