35 Pratique et interprétation de l`essai au bleu de méthylène en
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1. 5 par exemple il n est pas conseill de tenter de le r duire en chauffant le produit plus de 110 C une telle proc dure risquerait de le d grader au point qu il ne puisse plus se solubiliser Il est donc pr f rable de se procurer un autre pro duit plus pur tout au moins identique celui dont on s tait servi auparavant La troi si me source d impr cision s appr cie par diffraction des rayons X c est l chantillon le mieux cristallis avec des pics bien d fi nis et le moins possible de raies satellites autour des pics majeurs qui est pr f r Toute cette proc dure doit tre suivie la lettre par tout laboratoire qui pr pare la solu tion pour la premi re fois en effet il est essentiel que la concentration s approche le plus possible de 10 g puisque c est pour cette concentration pr cise que le calcul de la valeur de bleu s applique titre d exem ple une perte d humidit de 10 obtenue par s chage 110 C pourcentage qui a d j t rencontr au Laboratoire central indique que la concentration faite avec ce produit non s ch au pr alable aurait t de 9 g au lieu de 10 g f cette erreur se serait r percut e sur la valeur de bleu qui aurait t surestim e de 10 Comme il est possible d atteindre mainte nant une meilleure pr cision sur l ex cution de l essai paragraphe suivant il faut aussi chercher liminer les autres sources d impr cision E2. autres termes l essai au bleu ne pourra pas d cider parmi trois mat riaux qui 3 4 5 Concentration mg ont la m me valeur de bleu mais qui con tiennent 4 de kaolinite pour le premier 2 d illite pour le deuxi me et 1 de montmorillonite pour le dernier lequel des trois sera le plus nocif c est dire le plus pr judiciable la stabilit de la chauss e Mais si on associe la valeur de bieu de l chantillon de sol au comportement m me de la chauss e construite avec ce sol sous forme d une relation VB versus CBR par exemple on finira par trouver les trois seuils de valeur de bleu partir desquels on pourra d cider que chacun des trois mat riaux pr Figure 2 Valeur de bleu d une argile type kaolin argile Darkbell en fonction de la concentration de la solution de bleu CONCENTRATION DE BLEU g cit s est trop pollu pour tre utilis en cons truction routi re Si les trois seuils sont voisins on en conclura que l essai au bleu d termine globalement l ensemble des deux param tres qualit et quantit c est en fait l impact de ces deux facteurs sur la stabi lit de la chauss e qui permet l appr cia tion juste du degr de pollution des sables et graviers La stabilit de la route est valu e pour cha cune de ses couches d apr s diff rents cri t res de qualit ou diff rents indices plusieurs pourront ventuellement tre choi sis Les seuils de valeurs de
3. 39 Pratique et interpr tation de l essai au bleu de m thyl ne en g otechnique routi re Minist re des Transpo Centre de documentation 930 Chemin Si6e roy 66 otage Qu bec Qu bec G15 4X8 Transports Qu bec N de codification RTQ 86 11 Auteur du rapport Paul Flon ing Laboratoire central Direction g n rale du g nie tude produite par le minist re des Transports du Qu bec Pour obtenir un exemplaire du rapport Direction des communications Jacques De Rome directeur Secr tariat de la r daction 700 boul Saint Cyrille Est Place Hauteville 18 tage Qu bec QC G1R 5H1 418 643 7052 Pour consultation Centre de documentation 700 boul Saint Cyrille Est Place Hauteville 24 tage Qu bec QC G1R 5H1 418 643 3578 Centre de documentation 200 rue Dorchester Sud 7 tage Qu bec QC G1K 5Z1 418 643 2256 Centre de documentation 1410 rue Stanley 8 tage Montr al QC H3A 1P9 514 873 5467 D p t l gal 1 trimestre 1986 Biblioth que nationale du Qu bec ISSN 0228 5541 Composition Composition Orl ans inc RECHERCHES TRANSPORT Dans la foul e du livre blanc sur la politique qu b coise de la recherche scientifique Les voies de l avenir rapport de conjonc ture sur la recherche d veloppement en transport au Qu bec a fait ressortir l urgence de consacrer des efforts particu liers la diffusion
4. bleu seront sans doute diff rents selon la qualit des mat riaux employ s Si les mat riaux ne contiennent pas de par ticules fines argileuses mais beaucoup de particules fines inertes la valeur de bleu sera faible pourtant une trop grande quan tit de ces fines risque de compromettre le bon comportement de la chauss e la recherche de cette limite va aussi faire l objet d une tude en laboratoire Ces divers projets de laboratoire pourront d ailleurs se poursuivre par des exp riences in situ 5 L essai au bleu comme crit re de classification Il est possible de donner des fourchettes de valeurs de bleu VB correspondantes aux diff rents symboles de la classification unifi e Il existe aussi des relations entre la valeur de bleu VB et les pourcentages de fines passant 5 2 et 1 um pour les sables et graviers du Qu bec la corr lation est net tement moins bonne que pour celle qui a t tablie pour les argiles de la mer Champlain mais m rite qu on y pr te attention Une compilation des donn es disponibles au Laboratoire central sera effectu e dans le courant de l ann e 1986 La connaissance de la valeur de bleu VB et VBa S ajoute aux autres param tres de classification des sols symbole de la clas sification unifi e limite de liquidit indice de plasticit pourcentage passant 80 um etc VB et VB permettront de classifier le sol selon son activit et selon sa teneur en partic
5. des r sultats de recherche Recherches Transport se veut une r ponse simple et concise cet objectif d accessibilit l information scientifique Ce document technique s adresse toute personne entreprise ou institution dont les champs d int r t concernent les disciplines reli es au transport L auteur de la recher che pr sente lui m me un r sum clair de son travail Recherches Transport est publi par la Direction des communications du minist re des Transports pour le compte du Comit minist riel de la recherche Comit minist riel de la recherche Pierre La Fontaine pr sident 153 041 Pratique et interpr tation de l essai au bleu de m thyl ne en g otechnique routi re 1 Introduction Les travaux de recherche r alis s pendant l t 1985 au Laboratoire central du M T Q sur l essai au bleu de m thyl ne constituent la suite logique d tudes pr c dentes La derni re Bulletin Coup d oeil volume 9 n 1 avait montr qu il existe pour les argi les Champlain une relation entre la valeur de bleu trouv e par l essai et le pourcentage de particules fines donn par l analyse s di mentom trique Elle a permis en particulier de limiter quelque peu le nombre d essais s dimentom triques effectu s au Labora toire central et d avoir une id e un peu plus pr cise de la teneur en argile des chantil lons test s La pr sente tude pr cise les limites d uti lisa
6. e bleu VB trouv e par l essai puisqu elle est fonction de l activit de la partie fine de l chantillon c est dire de sa surface sp cifique de l tat de charge de cette surface de relations physico chimiques du milieu faisant intervenir par exemple la nature de l eau interstitielle ou la plasticit du sol On a ensuite une id e de la quantit d argile en rapportant la valeur de bleu VB au tamis 400 um utilis pour la pr paration on multi plie VB par le pourcentage passant 400 um cette valeur VB tient compte de la pro portion de la partie fine de l chantillon argji leuse ou non par rapport aux autre composantes La valeur de bleu refl te en fait la fois la qualit et la quantit de la fraction argileuse d un sol mais ne pourra pas pr ciser si c est de la kaolinite ou de la montmorillonite que Figure 1 Absorbance de la dilution de deux diff rents produits en fonction de la concentration de la solution de bleu ABSORBANCE produit Baker produit Fisher LS 1 2 l chantillon contient ni la quantit exacte de tel ou tel min ral argileux amorphe ou inerte l ne s agit donc pas de remplacer l analyse min ralogique par l essai au bleu Par contre si on a d avance une id e des diff rentes phases min rales que l on peut trouver dans une r gion donn e ou dans une carri re donn e la valeur de bleu sera plus significative et plus facilement inter pr table En d
7. et trans mise des deux dilutions en fonction de la concentration partir d un bleu de m thy l ne humidit ambiante la nouvelle con centration est gale l ancienne 10 g multipli e par le rapport des pentes des deux droites de l ancien produit sur le nouveau Figure 2 Tracer la relation concentration de bleu g versus valeur de bleu pour le nouveau produit La valeur de bleu d un chantillon talon argile type koalin qui avait t trouv e avec l ancien produit dos 10 g permet l aide du graphique de lire la concentration recherch e La courbe peut quand m me tre trac e pour l ancien produit ce qui pr cise la bonne valeur de bleu de l chantillon talon pour la concen tration de 10 g f On insistera en dernier lieu sur l importance de m langer de nouveau la solution de bleu de m thyl ne avant chaque utilisation en remuant le flacon ou l aide d un agitateur si n cessaire 2 2 Ex cution de l essai La nouvelle pratique de l essai au bleu a fait l objet d une demande de r vision de la norme BNQ 2560 255 Elie portera sur les points suivants pr paration de la solution de bleu de m thyl ne pr paration de l chantillon dosage mesure du pH La diff rence entre les valeurs de bleu effec tu es partir d un chantillon humide ou sec est encore mal connue les deux m thodes sont envisag es mais la m thode sec n cessite au pr alable une
8. imbibi tion du sol d au moins 24 heures Pour aug menter la pr cision de l essai sur les sols moins argileux on n utilise que la fraction passant le tamis 400 um Le principe du dosage reste le m me et la saturation des particules de sol par les mol cules de bleu est toujours d tect e par le test de la tache La dose de bleu inject e a par contre t adapt e au degr d argile contenu dans l chantillon Pour un sol fai blement argileux on utilise une petite burette de 10 cm avec une dose de 0 5 cm quand la saturation est proche cette proximit tant appr ci e d apr s le temps que laur ole bleu clair prend pour disparai tre on injecte une dose de 0 2 cm Si le degr d argile contenue dans l chan tilon n a pas t valu correctement au d part et que c est la grosse burette de 50 cm qui a t employ e avec des doses successives de 5 cm puis 2 cm ou 1 cm l essai est repris avec la petite burette condition que la valeur de bleu trouv e avec la grosse burette soit gale ou inf rieure 0 3 Par ailleurs il est recommand d effectuer une mesure de pH de la solution de sol avant essai pour les raisons mentionn es au paragraphe suivant 3 Influence du pH La vateur de bleu peut tre surestim e si le pH de l chantillon est suffisamment lev Pour un sol tr s argileux VB gt 2 l tude montre figures 3 et 4 que VB augmente avec le pH partir de pH 8
9. n fait la norme BNQ 2560 255 ne pr cisait pas le degr de puret des cristaux de bleu employ s la norme pouvait s appliquer de la m me fa on avec un bleu solide comprenant par exemple 5 d eau adsorb e et 4 mol cules d eau de cristallisation condition que tous les pra ticiens utilisent ce m me produit ce qui est impensable La nouvelle norme proposera donc de fixer la puret du bleu aucune perte d humidit par s chage 110 C et deux mol cules d eau de cristallisation eau faisant partie de la structure du cristal m me 110 C II n est pas n cessaire de repasser par toute la proc dure d crite plus haut chaque nouvelle pr paration Si le nouveau produit est de la m me marque on se contentera de le s cher 110 C pendant 24 heures et on v rifiera sa dilution en la comparant celle de l ancien produit Il suffit pour cela de d terminer la valeur de bleu VB d un chantillon talon argile type kaolin par exemple de composition parfaitement ta blie avec la nouvelle solution et avec l ancienne l cart entre les deux valeurs ne devra pas exc der 5 pour deux op ra teurs diff rents au moins Deux autres fa ons plus complexes ont t d velopp es pour ajuster la nouvelle dilu tion l ancienne Figure 1 l aide de mesures par spectro photom tre tracer les deux droites de l absorbance c est le logarithme du rapport des intensit s lumineuses incidente
10. pour un sol VB 3 8 partir de pH 9 pour un sol VB 2 0 et sans doute partir d un pH plus fort encore pour un sol VB moindre Pour un sol tr s peu argileux VB 0 1 par exem ple figure 5 le pH est sup rieur 12 avant que VB soit influenc e Selon le pH naturel initial de l chantillon il est augment ou abaiss ou les deux en ajoutant une base NaOH ou KOH ou un acide HCI ou H SO Le pH est mesur avec un pH m tre pour fins d tude mais peut tre plus simplement d termin dans le cas de la routine avec un ruban de mesure chan gement de couleur Avant de pouvoir fixer d finitivement des limites pr cises de pH de l chantillon partir desquelles on devra contester la vali dit du r sultat de l essai au bleu d autres classes de sol devront tre tudi es en par ticulier celles dont la valeur de bleu se situe entre 0 1 et 2 0 Des analyses devront aussi tre r alis es sur des chantillons phases min rales diff rentes et pour diff rents pH naturels Notons que le pH d pend de la teneur en mati res organiques et que le r sultat de l essai au bleu sur un sol orga nique doit donc tre interpr t avec beau coup de pr cautions cf Boust et Priv bulletin de liaison L P C d c 1984 4 Recherche de la qualit et quantit d argile En premier lieu on peut appr cier la qua lit de l argile contenue dans l chantillon l aide de la valeur d
11. tion de l essai dans le domaine des sols et des granulats l aide d une pr cision et d une interpr tation encore meilleures Le mode d emploi de l essai a ainsi t adapt et l influence sur le r sultat d essai de cer tains facteurs comme le pH de l chantil lon de sol est mieux connue 2 Proc dure d essai 2 1 Pr paration de la solution de bleu de m thyl ne partir du processus tabli selon la norme BNQ 2560 255 une proc dure plus pr cise a t mise au point au Laboratoire central Une grande minutie doit tre apport e la pr paration de la solution de bleu de m thy l ne car la qualit des cristaux de bleu de m thyl ne que l on ach te dans le com merce varie d un endroit l autre La varia tion la plus importante est due la diff rence entre les quantit s d eau adsor b e mais aussi entre les nombres de mol cules d eau hydrat e eau de cristallisation et entre les degr s de cristallisation La premi re source d impr cision la plus grande est mise en vidence par analyse thermogravim trique on l limine en s chant le produit 110 C pendant 24 heu res juste avant la pr paration de la solution Le nombre de mol cules d eau hydrat e est aussi d termin par analyse thermogravi m trique ce nombre est 2 3 4 ou 5 et on doit choisir le produit qui a le moins de mol cules c est dire le plus pur Si ce nom bre de mol cules est lev
12. ules fines Figure 3 Valeur de bleu d un chantillon tr s argileux en fonction du pH de sa solution pH pH initial de la solution de sol 4 6 Figure 4 Valeur de bleu d un chantillon argileux en fonction du pH de sa solution pH pH initial de la solution de sol 7 7 0 1 Figure 5 Valeur de bleu d un chantillon non argileux en fonction du pH de sa solution pH pH initial de la solution de sol 11 5 0 0 6 Conclusion Les possibilit s actuelles de l essai au bleu de m thyl ne tel que pratiqu au Qu bec montrent qu il est appel devenir un outil tr s efficace dans l appr ciation de la teneur en argile des sols d une r gion donn e et en particulier dans la d termination du degr de pollution des sables et graviers Il est donc envisageable dans un avenir rap proch de pouvoir largir les possibilit s VB d utilisation des mat riaux marginaux ou de limiter au maximum les refus de bons mat riaux Pour ce faire un projet de recherche est lanc au Laboratoire central pour d fi nir le seuil ou les seuils selon le cas de la valeur de bleu partir duquel on pourra d cider en meilleure connaissance de cause de rejeter ou d accepter un mat riau donn
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