En bref, les tamis normalisés ASTM sont une série de tamis à mailles fabriqués avec précision, utilisés pour séparer les matériaux par taille de particules, tous conformes aux spécifications détaillées de la norme ASTM E11. Ces spécifications dictent non seulement la taille exacte des ouvertures carrées dans la toile métallique, mais aussi le diamètre du fil, le matériau de construction et l'uniformité statistique du tissage. Cette normalisation rigoureuse garantit que les résultats de l'analyse granulométrique sont précis, cohérents et reproductibles entre différents laboratoires et industries.
Le point essentiel à retenir est que les tamis ASTM ne sont pas simplement une collection aléatoire de toiles. Il s'agit d'un système soigneusement conçu où les tailles d'ouverture des tamis successifs suivent une progression mathématique précise, permettant une analyse standardisée et significative de la distribution granulométrique.
Le Fondement : La Spécification ASTM E11
L'ensemble du système d'essais de tamisage normalisés est régi par l'ASTM E11, « Spécification normalisée pour la toile de tamis à fil tissé et les tamis d'essai ». Ce document est la base d'une analyse fiable des particules.
Ce que prescrit la norme
L'ASTM E11 va bien au-delà de la simple énumération des tailles d'ouverture. Elle garantit la qualité physique du tamis lui-même, spécifiant les tolérances pour la taille moyenne des ouvertures, la variation maximale pour les ouvertures individuelles, et le diamètre du fil utilisé pour tisser la toile.
Ceci garantit qu'un tamis No. 40 d'un fabricant est fonctionnellement identique à un tamis No. 40 d'un autre, ce qui est essentiel pour comparer les résultats.
Matériaux et Construction
Les tamis sont généralement construits avec des cadres en laiton ou en acier inoxydable et des toiles. L'acier inoxydable est plus durable, résistant à la corrosion, et constitue la norme pour la plupart des applications modernes de laboratoire et de contrôle qualité. Les cadres sont disponibles en diamètres standard (par exemple, 3, 8 et 12 pouces) et en hauteurs (pleines ou demi) pour s'adapter aux secoueurs de tamis mécaniques.
Comprendre la Série de Tamis
Le génie du système ASTM réside dans la progression logique des tailles d'ouverture. Cela permet de créer une courbe de distribution granulométrique, et non seulement un simple test de réussite/échec.
Le Principe de la Progression en √2
L'ensemble principal de tamis normalisés est basé sur une progression en √2 (racine carrée de 2). Cela signifie que la taille d'ouverture de chaque tamis successif de la série est approximativement 1,414 fois plus petite que celle du précédent.
Lorsque vous tracez les tailles de particules, une échelle logarithmique est souvent la plus utile. Cette progression géométrique crée des intervalles égaux sur une échelle logarithmique, rendant l'analyse des données et le graphique intuitifs.
Numéro de Tamis US vs. Taille d'Ouverture
Le « Numéro de Tamis » peut prêter à confusion. Pour les tamis plus grossiers (par exemple, No. 4 à No. 100), le numéro correspond approximativement au nombre d'ouvertures par pouce linéaire.
Pour les tamis plus fins (inférieurs à No. 100), le numéro est une désignation nominale qui n'est plus directement liée au nombre d'ouvertures par pouce. Dans tous les cas, la mesure définitive est la taille de l'ouverture en millimètres (mm) ou en micromètres (µm).
Tailles Courantes des Tamis ASTM E11
Ce tableau présente une sélection de tamis courants de la série principale. La norme complète comprend des tailles intermédiaires qui créent une progression plus fine.
| N° de Tamis US | Ouverture (mm) | Ouverture (µm) | Utilisation Typique |
|---|---|---|---|
| 1" | 25.4 | 25400 | Gravier Grossier |
| 3/4" | 19.0 | 19000 | Gravier, Agrégats |
| 1/2" | 12.5 | 12500 | Gravier, Agrégats |
| 3/8" | 9.5 | 9500 | Gravier fin (pois) |
| N° 4 | 4.75 | 4750 | Définit la limite entre gravier et sable |
| N° 8 | 2.36 | 2360 | Sable Grossier |
| N° 16 | 1.18 | 1180 | Sable Moyen |
| N° 30 | 0.600 | 600 | Sable Fin |
| N° 50 | 0.300 | 300 | Sable Fin, Poudres |
| N° 100 | 0.150 | 150 | Sable Limoneux, Poudres |
| N° 200 | 0.075 | 75 | Définit la limite entre sable et limon/argile |
| N° 400 | 0.038 | 38 | Poudres Fines (ex: ciment) |
Comprendre les Compromis et les Pièges Courants
Utiliser les tamis correctement est aussi important que d'avoir les bons. Des résultats inexacts sont souvent causés par des erreurs de procédure, et non par un équipement défectueux.
Étalonnage et Usure
La toile du tamis peut s'user, et les fils peuvent s'étirer ou se casser, entraînant des ouvertures plus grandes que spécifié. Une inspection visuelle régulière des dommages et un ré-étalonnage ou une certification périodique par rapport à un jeu de référence maître sont essentiels pour le contrôle qualité.
Surcharge d'Échantillon et Aveuglement des Tamis
L'erreur la plus courante est de placer trop de matériau échantillon sur un tamis. Cela empêche les particules individuelles d'avoir une chance de passer à travers une ouverture, un phénomène appelé aveuglement du tamis. Cela entraîne une quantité artificiellement élevée de matériau retenu sur le tamis, faussant les résultats.
Toile à Fil Tissé vs. Plaque Perforée
L'image courante d'un tamis est celle d'une toile à fil tissé, utilisée pour le sable, les poudres et les agrégats fins. Pour tester des matériaux très grossiers comme les grosses roches et les agrégats de construction, on utilise à la place des tamis à plaque perforée avec des trous ronds ou carrés poinçonnés dans une tôle métallique.
Comment Choisir la Pile de Tamis Appropriée
Les tamis dont vous avez besoin dépendent entièrement du matériau que vous analysez et de l'objectif de votre essai.
- Si votre objectif principal est une distribution granulométrique générale : Utilisez une « pile » standard de tamis issue de la progression √2, comme les No. 4, 8, 16, 30, 50, 100 et 200, pour obtenir une courbe complète.
- Si votre objectif principal est de satisfaire une spécification de produit spécifique : Vous devez utiliser les tailles de tamis exactes spécifiées dans la méthode standard ou le contrat (par exemple, une spécification de matériau DOT ou de construction spécifique).
- Si votre objectif principal est de séparer les poudres fines du sable : Le tamis No. 200 est le plus critique, car il constitue la ligne de démarcation standard entre le sable et les « fines » plus petites (limon et argile).
- Si votre objectif principal est de déterminer un seul seuil de « passage/rejet » : Vous n'aurez peut-être besoin que d'un ou deux tamis spécifiques pour vérifier si un matériau est plus fin ou plus grossier qu'une taille requise.
En fin de compte, maîtriser l'analyse par tamisage passe par la compréhension que les normes ASTM fournissent un langage commun pour décrire le monde des particules.
Tableau Récapitulatif :
| N° de Tamis US | Ouverture (mm) | Ouverture (µm) | Utilisation Typique |
|---|---|---|---|
| 1" | 25.4 | 25400 | Gravier Grossier |
| N° 4 | 4.75 | 4750 | Définit la limite entre gravier et sable |
| N° 8 | 2.36 | 2360 | Sable Grossier |
| N° 30 | 0.600 | 600 | Sable Fin |
| N° 100 | 0.150 | 150 | Sable Limoneux, Poudres |
| N° 200 | 0.075 | 75 | Définit la limite entre sable et limon/argile |
| N° 400 | 0.038 | 38 | Poudres Fines (ex: ciment) |
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