The evaluation of grain shapes in silica sands from a simple flow test

Abstract

Direct methods of estimating particle shape become lengthy if a truly representative sample of a sand is to be examined and are therefore unsuitable for routine use. Thus indirect methods have been developed in which a bulk property of the material, which is strongly influenced by grain shape, is measured in a standard test.

The purpose of the work reported in this paper was to seek a correlation between shape parameters obtained by direct examation of individual grains and those derived from simple bulk tests. This work has resulted in a quick reliable method of estimating grain shapes of natural silica sands from a flow rate test.

Résumé

La forme et les propriétés de surface des particules ont une influence importante à la fois sur le comportement des agrégats libres et sur les résistances à l'écrasement et à la flexion du béton et des mélanges bitumineux. En général l'effet des agrégats fins est plus marqué que celui des gros agrégats, comme il a été démontré, par exemple par Herrin et Goets [4] et Lees [9] pour les mélanges bitumineux. La dureté des agrégats fins effecte aussi la glissance des chaussées en béton, et Weller et maynard [21], en incorporant aux mélanges un sable naturel à haute teneur en silice, ont obtenu une plus forte réduction de la glissance que celle qui résulte de l'emploi de sables de dureté plutôt faible ou de matériaux finement broyés, tels que la dolérite, le calcaire ou du grès grossier.

Les méthodes les plus directes d'estimation de la forme des particules se sont appuyées sur les définitions originales de Wadell [19, 20] de la sphéricité et de l'arrondi, mais leur développement en paramètres d'application appropriés ne s'est pas fait sans quelque imprécision. En particulier, si l'on se sert d'abaques de comparaison, l'évaluation de la forme dépend largement d'une interprétation personnelle. Même ces méthodes prennent du temps si l'on a à examiner un échantillon de sable réellement représentatif et par conséquent ne conviennent pas aux examens de routine.

C'est la raison pour laquelle on a mis au point des méthodes indirectes où une caractéristique globale du matériau, qui est fortement influencée par la forme des grains, est mesurée par un essai normalisé, et l'on en dérive ensuite un paramètre de forme empirique.

Le but de cette étude était de rechercher une corrélation entre les paramètres de forme obtenus par examen direct de grains individuels et ceux fournis par les simples essais globaux. On dispose ainsi d'une méthode rapide et sûre d'estimation de la forme des grains des sables siliceux naturels par l'emploi de l'essai d'écoulement.