Brevet FR2408132A1 — publié le 19790601

La présente invention concerne un compacimètre ou dis positif qui sert à déterminer la compacité d'un matériau ou d'un mélange de matériaux, plus particulièrement d'un gravillon, d'un sable ou d'un mélange de gravillons et sable. Lors d'une étude de composition des bétons, il est pos sible d'utiliser la méthode par "excédent de pâte pure". Cette méthode consiste à déterminer les quantités de 3 gravier, sable, ciment et eau nécessaires pour constituer 1 X de béton, en partant du fait que la pâte pure formée par le ciment et l'eau doit d'une part remplir les vides de l'ossature constituée par le mélange gravier-sable et, d'autre part, etre en excédent, par rapport aux vides de cette ossature, d'une quantité variable suivant le procédé de mise en place et telle que l'ouvrabillté du béton soit assurée. De son cté, la proportion gravier-sable est choisie de telle sorte que la compacité du mélange gravier-sable soit celle visée, ce qui implique la détermination de la compacité de ce me- lange dans différentes proportions des matériaux contitutifs, afin d'en déduire une courbe de compacité. Cette détermination de la compacité des mélanges est faite avec un compacimètre. Généralement, la compacité d'un mélange se calcule à par tir de la mesure de la masse d'un volume donné de mélange. Mais il est peu aisé d'obtenir un volume donné d'un mélange de granulats. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient et propose un compacimètre qui permet de mesurer le volume occupé par une masse donnée, dans des conditions bien précises de mise en pla ce du mélange. A cet effet, la présente invention a pour objet un compa cimètre qui comprend essentiellement un premier et un deuxième cy lindre, chaque cylindre comportant un fond et une collerette supé rieure, le deuxième cylindre coulissant librement dans le premier cylindre, sans jeu excessif, et les deux cylindres étant emboîtés l'un dans l'autre, la distance entre les faces supérieures des col lerettes respectives du premier et du deuxième cylindre étant éga- le à la distance qui sépare les fonds du premier et du deuxième cylindre respectivement. D'autres caractéristiques et avantages seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une vue en coupe d'un compacimètre selon l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe du cylindre intérieur d'un compacimètre selon l'invention. On va décrire à l'aide de la figure 1 un mode de réalisa tion préféré d'un compacimètre selon l'invention. Ce compacimètre 1 comprend essentiellement deux cylindres 2 et 3 comportant chacun respectivement un fond 4, 5 et une collerette 6, 7, les deux cylin dres 2 et 3 coulissant librement, mais sans jeu excessif, l'un dans l'autre. Dans le fond 5 du cylindre 3 est percé un trou 8 permet tant le passage de l'air, ce qui facilite la mise en place et l'en- lèvement du cylindre 3. Les dimensions du cylindre extérieur 2 sont choisies tel les que sa section intérieure soit égale à une unité de surface, généralement à 1 dm2. Selon un mode de réalisation préféré, le cylindre inté rieur 3 comprend une soupape que l'on décrira plus en détail à l'ai de de la figure 2. Les dimensions du dispositif 1 sont choisies pour que les plus brous éléments d'un mélange étudié puissent être de l'ordre de 20 mm. Le diamètre intérieur du plus grand cylindre 2 est exactement égal à 112, 84 n-, ce qui correspond à une section intérieure de 1 dm2. Le diamètre extérieur du cylindre 3 est égal à 112, 7 mm permettant ainsi aux deux cylindres 2 et 3 d'être emmanchés avec un ajustement entre eux, libre et sans jeu. Les hauteurs H et H' des cylindres 2 et 3 sont rigoureusement égales (en viron 200 mm) et leur épaisseur est d'environ 6 mm. Lorsque les deux cylindres sont placés l'un 3 dans l'au tre 2, la distance entre les faces supérieures des deux colleret tes 6 et 7 est égale à celle qui sépare les deux fonds 4 et 5. Ainsi, la section intérieure du cylindre extérieur 2 étant égale à une u dm2 rité de surface, 1 dm2 par exemple, la mesure de la distance entre les dessus des deux collerettes 6 et 7 donne directement le volume compris entre les fonds 4 et 5. Sur la figure 1, on a représenté un exemple de mesure réalisée avec un pied à coulisse de profondeur (représenté en traits pointillés référencé 10). Si la mesure lue sur le pied à coulisse 10 est de 162, 5 mm par exemple, la section intérieure du cylindre 2 2 étant égale à 1 au2, le volume V compris entre les deux cylindres 2 et 3 est de 1,625 dm . La mesure lue en dm sur le pied à coulisse de profondeur 10 indique directement le volume V en litres. A l'aide de la figure 2, on va décrire un mode de réa- lisation préféré du cylindre intérieur 3 d'un cmpacimètre selon l'invention. Ce cylindre intérieur 3 est muni d'une soupape 11 qui est essentiellement constituée par une tige centrale 12 qui, à l'é- tat de repos,est maintenue vers le haut grâce à un ressort à spirale 13 ayant pour axe la tige 12. Une extrémité 15 du ressort 13 s'appuie sur la face supérieure d'un socle 14 fixé sur le fond intérieur 5 du cylindre 3 autour de la tige 12, tandis que l'autre extrémité 16 du ressort s'appuie sur un élément de retenue 17 solidaire de la tige centrale 12. La tige centrale 12 de la soupape 11 traverse le fond 5 du cylindre en son centre, ledit fond 5 étant percé d'une ouverture 18 à bord divergeant du côté inférieur du fond. L'extrémité correspondante de la tige 12 comprend une embase tronconique 19 divergeant vers le bas. En position de repos, les éléments de la soupape 11 sont agencés de telle façon que la tige est poussée vers le haut grâce au ressort 13 et que l'embase 19 s'introduit dans l'ouverture 18 du fond, le bord incliné de l'embase s'appuyant contre le bord in térieur de l'ouverture évasée 18 de façon à retenir la tige 12 et à obstruer l'ouverture du fond 5. La face inférieure 24 de 1'embase 19 venant à niveau de la face inférieure du fond 5 lorsque la soupape est en position de repos, ceci afin de ne pas perturber le plume compris dans le cylindre inférieur 2 entre les deux fonds 4 et 5.L'extrémité de la tige opposée à I'embase 19 comporte un élément 20 en forme de disque sur lequel, une fois la mesure du volume de mélange étudié effectuée, on exerce une force de pression dirigée vers le bas pour que la tige 12 de soupape s'abaisse et que l'embase 19 dégage l'ouverture 18, de façon que l'air puisse passer à travers ladite ouverture et l'ouverture axiale 21 du socle 14. Une plaquette 22 est fixée contre les parois internes du cylindre 3. Cet élément 22, sensiblement parallèle au fond 5, est situé entre les éléments 17 et 20 et percé en 23, pour permettre le passage de la tige 12. Cet élément 22 est prévu pour que la tige 12 soit maintenue ou soit guide longitudinalement suivant l'axe central du cylindre 3. On va maintenant décrire la mise en oeuvre et le fonctionnement du compacimètre selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Le compacimètre sert à déterminer lors d'une étude de composition d'un béton par la méthode de l"excédent de pâte pure" la compacité du mélange gravier-sable dans les différentes propor tions de ces matériaux, afin d'en déduire le rapport gravier-sable donnant la compacité visée. On prépare, par exemple, deux kilos du mélange désiré, à partir de gravier et de sable dont les agrégats ont été prélevés dans le stock avec les précautions bien connues de l'homme de l'art. On mélange ensuite soigneusement dans une auge les quantités néces saires exactement pesées de gravier et de sable préalablement séchés. On verse le mélange dans le grand cylindre 2 du compacimètre par petites quantités en veillant à ce qu'il reste constant. Pour cela, il faut rebrasser constamment le mélange. Puis, on emboîte le petit cylindre 3 dans le grand cylindre 2. Le compacimètre est placé sur une table vibrante de laboratoire, de façon que les collerettes 6 et 7 se trouvent en haut. oen tient l'ensemble en appuyant modérément sur le petit cylindre et on fait vibrer pendant 30 secondes. On arrête la vibration et on retourne le compacimètre sans déranger le mélange. On refait une deuxième vibration de 30 secondes. On arrête la vibration à nouveau et on retourne le compacimètre pour lui faire retrouver sa position initiale, les collerettes en haut. On fait vibrer une troisième fois pendant 30 secondes, puis on arrête la vibration. On mesure alors la distance entre les deux faces supérieu res des collerettes 6 et 7 au moyen d'un pied à coulisse de profon deur 10. Pour déterminer le volume apparent, on effectue trois me aires complètes et on en fait la moyenne. Les trois mesures sont fai tes avec le même mélange qui est chaque fois renversé dans l'auge, rebrassé et replacé dans le compacimètre. Les écarts de mesure constatés sont au maximum de l'ordre de 1% de la valeur moyenne des mesures, le plus généralement de ltor- dre de 0,5 %. Cette mesure du volume apparent est ensuite utilisée pour déterminer la compacité qui correspond au rapport G étudié, G S - S étant le rapport des poids des deux composants secs gravier et sa ijle entrant dans la composition du béton étudié. Un compacimètre selon la présente invention permet une détermination rapide et aisée du volume apparent du mélange étudié et est plus particulièrement utilisé - pour étudier une composition de béton, - pour contrôler la compacité du mélange utilisé en fa brication. Dans le cas d'une étude de composition de béton, le compacimètre sert à tracer la courbe des compacités des différents mélanges. Dans le cas d'un contrôle de compacité du mélange utilisé en fabrication, le compacimètre sert à déterminer la compacité du mélange sec que l'on compare ensuite à la valeur admise suivant la feuille calcul. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment celles concernant la forme générale des cylindres, leurs dimensions, l'agencement de la sou Fpe et autres détails. REVENDICATIONS 1. Compacimètresscaractérisé en ce qu'il comprend esseniellement un premier et un deuxième cylindre, chaque cylindre com portant un fond et une collerette supérieuresle le deuxième cylindre coulissant librement dans le premier cylindre, sans jeu excessif, et en ce que les deux cylindres étant embossés l'un dans l'autre, la distance entre les faces supérieures des collerettes respectives du premier et du deuxième cylindre est égale à la distance qui sépare les fonds du premier et du deuxième cylindre respectivement. 2. Compacimètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section intérieure du premier cylindre est égale à une unité de surface. 3. Compacimètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section intérieure du premier cylindre est égale à 1 dm2. 4. Compacimètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième cylindre comporte un trou ou une soupape permettant l'échappement de l'air par le fond dudit ylindre. 5. Compacimètre selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite soupape est constituée d'une tige susceptible de coulisser parallèlement à l'axe dans une ouverture pratiquée dans le fond du second cylindre, l'extrémité de la tige comportant L'ne tette tronconique affleurant, en position d'obturation de la soupape, la face extérieure plane circulaire dudit second cylindre, des moyens élastiques de rappel étant prévus pour ramener la soupape dans sa posit'on d'obturation.