La densité des granulats fait référence à la mesure de la masse par unité de volume d'un matériau granulaire tel que la pierre concassée, le sable ou le gravier. La densité est un facteur crucial dans le secteur de la construction lors du calcul de la quantité nécessaire pour des projets particuliers et de la détermination de la résistance et de la durabilité du mélange. Il existe pourtant de nombreuses mesures de densité.
Deux calculs de densité sont particulièrement utiles aux professionnels de la construction car ils considèrent les propriétés de certains types de granulats et la manière dont celles-ci influenceront leur projet spécifique : la densité apparente et la densité relative. Chacun calcule une mesure de densité distincte mais liée et les deux sont utiles dans des applications spécifiques.
Mesures de densité pour les granulats
Il existe deux mesures principales pour calculer la densité des granulats pour les professionnels du bâtiment : la densité apparente et la densité relative.
1. Densité apparente
La densité apparente, également connue sous le nom de densité apparente, calcule la masse du granulat par unité de volume. La mesure de la densité apparente inclut les particules ainsi que les espaces vides entre elles. Cette mesure est exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m³) ou en livres par pied cube (lb/ft³).
Les constructeurs utilisent la mesure de la densité apparente pour calculer la quantité de granulats dont ils ont besoin pour un travail donné, comme mélanger du béton ou de l'asphalte ou remplir des espaces vides. La densité apparente d'un granulat particulier donne aux professionnels de la construction un aperçu de sa maniabilité, de sa résistance et de sa durabilité.
2. Densité relative
La densité relative, ou densité spécifique des granulats, mesure le rapport entre la densité du matériau et la densité de l'eau à une certaine température et pression. La mesure calcule le volume que le matériau déplacera lorsqu'il sera placé dans l'eau. Le calcul de la densité relative est exprimé sous forme de nombre sans unités.
L'eau a une densité relative de 1. Les agrégats ont une densité relative plus élevée que l'eau. La plage des densités relatives globales se situe généralement entre 2,0 et 2,9. Les professionnels de l'industrie testent la densité relative des granulats en utilisant soit une base sèche au four, soit une base sèche en surface saturée, en fonction de l'application pour laquelle l'agrégat est utilisé.
Les mesures de densité relative sont utiles pour considérer à la fois la densité d’une substance et sa porosité. Les agrégats plus poreux ont plus d'espaces vides que l'eau remplira. Ces granulats occupent moins de place dans l’eau que les granulats moins poreux. L’absorption est un facteur crucial dans les granulats lorsqu’ils sont utilisés dans des mélanges de béton. Les granulats ayant des taux d’absorption élevés peuvent avoir un impact sur la maniabilité, la résistance et la durabilité du mélange en raison de leur besoin accru en eau.
Projets nécessitant des mesures de densité
Les professionnels du bâtiment utilisent à la fois les mesures de densité relative et apparente dans diverses circonstances et projets, en fonction des applications spécifiques.
Mélanges de béton – Les calculs de densité apparente et de densité relative sont cruciaux pour le mélange du béton. Les constructeurs utilisent la densité apparente des types de granulats pour déterminer la quantité de granulats, de sable et de ciment dont ils ont besoin pour obtenir la résistance et la maniabilité souhaitées des mélanges de béton. Les mesures de densité relative aident les constructeurs à évaluer la porosité et la compacité des granulats, ce qui a un impact sur le taux d'eau dans le mélange. Enrobés d’asphalte – La densité apparente est la mesure la plus importante pour les granulats présents dans l’asphalte afin de prédire sa résistance et sa longévité. Les mélanges d'asphalte combinent des granulats avec du bitume. L'eau n'est pas un composant du mélange bitumineux, donc une mesure de densité relative n'est pas aussi utile qu'une mesure de densité apparente. Capacité portante – La densité apparente de granulats particuliers a un impact sur la capacité portante des couches de sol en ingénierie géotechnique. Le calcul de la densité apparente permet d’évaluer le compactage et la stabilité du sol pour divers projets. Évaluations de la qualité des granulats – La densité relative est utile pour évaluer la qualité d'un granulat particulier pour certains travaux. Les granulats moins poreux et ayant une densité plus élevée que l'eau conviennent mieux aux projets de construction lourds comme les conceptions porteuses ou structurelles. Les granulats légers sont généralement plus poreux mais fonctionnent bien pour les conceptions où les exigences de poids sont strictes.
Plages de densité relative et apparente pour les types de granulats
| Type d'agrégat | La taille des particules | Densité relative | Densité apparente |
| Granulat fin | ≤ 4,75 mm | 2.4-2.9 | 1 400 à 1 800 kg/m³ (87 à 112 lb/pi³) |
| Agrégat moyen | 4,75 mm-19 mm | 2.4-2.9 | 1 400 à 1 800 kg/m³ (87 à 112 lb/pi³) |
| Agrégat grossier | 4,75 mm-37,5 mm | 2.4-2.9 | 1 350 à 1 650 kg/m³ (84 à 103 lb/pi³) |
| Agrégat léger | 4,75 mm-37,5 mm | 0,9-2,2 | 800 à 1 400 kg/m³ (50 à 87 lb/ft³) |
| Agrégat lourd | 4,75 mm-37,5 mm | 2,5-4,0 | 2 500 à 4 000 kg/m³ (156 à 250 lb/pi³) |
Optimiser la densité des mélanges de granulats
L'optimisation du mélange d'un groupe de granulats est un moyen d'obtenir la densité apparente la plus élevée tout en conservant les caractéristiques de performance souhaitées. Lorsque les fabricants font cela, ils permettent aux constructeurs d’améliorer l’efficacité des matériaux, d’améliorer leur résistance et leur durabilité, et de diminuer la perméabilité du mélange aux éléments extérieurs comme l’eau et d’autres substances.
Mélange de granulats bien calibrés – La sélection d'un mélange de granulats bien calibrés contenant une variété de tailles de particules est essentielle pour réduire les espaces vides et augmenter la densité du mélange. Teneur en humidité appropriée – Le contrôle de l’humidité dans le mélange de granulats permet aux constructeurs d’augmenter la densité des granulats, car une humidité excessive entraîne une diminution de la densité par unité de volume. Forme et texture des agrégats – Les granules angulaires ou à texture rugueuse adhèrent les uns aux autres et améliorent mieux la compacité globale que les particules rondes et à texture lisse. Type de matériau d'agrégat – Certains types d'agrégats sont plus denses que d'autres et sont souhaitables pour leur résistance et leur durabilité, bien que les agrégats légers soient utiles dans des applications spécifiques. Vibration et compactage – L’application de vibrations ou d’un compactage mécanique aide à réduire les vides d’air dans un mélange de granulats et augmente la densité apparente.
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