La norme ASTM C880/C880M, Méthode d'essai standard pour la résistance à la flexion des pierres dimensionnelles, élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit une méthode d'essai permettant de déterminer la résistance à la flexion des pierres à l'aide d'une poutre simple soumise à une charge en quart de point. Les essais sur pierre doivent être réalisés, le cas échéant, pour des charges perpendiculaires au plan de pose et des charges parallèles à celui-ci. Si nécessaire, des essais de flexion doivent également être réalisés en conditions humides.
Cette méthode d'essai permet de démontrer les différences de résistance à la flexion entre des pierres de différentes tailles. Elle permet également de comparer des pierres de même type.
La machine d'essai utilisée pour les essais est conforme aux exigences de la norme ASTM E4. Lors des essais de flexion de pierre avec blocs porteurs, la méthode de chargement en quart de point est utilisée pour garantir que les forces appliquées à la poutre sont uniquement verticales et sans excentricité. La machine doit pouvoir maintenir la portée et la distance entre les blocs porteurs et les blocs de support à plus ou moins 1,3 mm. La charge doit être appliquée uniformément et de manière à éviter les chocs.
L'échantillon est sélectionné de manière à représenter la moyenne réelle du type ou de la classe de pierre concernée et la qualité offerte sur le marché sous la désignation du type à tester. L'échantillon peut être sélectionné par l'acheteur ou son représentant autorisé à partir de pierre de carrière ou d'affleurement naturel et doit être de taille suffisante pour permettre la préparation du nombre requis d'éprouvettes. En cas de différences perceptibles, l'acheteur peut sélectionner autant d'éprouvettes que nécessaire pour déterminer les différences de résistance à la flexion.
Les éprouvettes d'essai doivent mesurer 102 mm de large, 32 mm d'épaisseur et 381 mm de long, avec une ouverture d'essai de 318 mm. Les bords des éprouvettes doivent être perpendiculaires au haut et au bas. Les éprouvettes doivent présenter une surface abrasive fine sur les plans perpendiculaires à la charge et une surface de sciage fine sur les quatre autres plans. Les dimensions des éprouvettes doivent être mesurées et enregistrées à 0,3 mm près. Au moins cinq éprouvettes doivent être testées pour chaque condition d'essai. La valeur moyenne des résultats d'essai doit être consignée comme la résistance à la flexion de la pierre.
Lors de la détermination de l'épaisseur de l'ouvrage (par exemple, pour l'épaisseur des panneaux de pierre d'un projet), des essais de flexion sont souvent requis à cette épaisseur. Si l'épaisseur de l'ouvrage est différente de 32 mm, la taille de l'éprouvette doit être déterminée selon les critères suivants : l'ouverture testée doit être dix fois supérieure à l'épaisseur. La longueur de l'éprouvette ne doit pas être inférieure à 51 mm ni supérieure à 102 mm. Si l'épaisseur est inférieure à 68 mm, la largeur de l'éprouvette doit être de 102 mm. Si elle est supérieure à 68 mm, la largeur doit être de 1,5 fois l'épaisseur. Si l'épaisseur est différente de 32 mm et que la taille de l'éprouvette répond aux critères d'épaisseur spécifiés ci-dessus, la valeur moyenne des résultats d'essai est considérée comme la résistance à la flexion de la pierre à l'épaisseur de l'ouvrage.
Si la qualité de la surface de travail est spécifiée (par exemple, si la qualité architecturale des panneaux du projet est spécifiée), il est généralement souhaitable de réaliser des essais de flexion sur des éprouvettes de même qualité que la surface de travail. Lors des essais sur la surface de travail, les points suivants doivent être pris en compte : la qualité des éprouvettes, dans un plan perpendiculaire à la charge, doit être conforme à la qualité spécifiée pour le projet. Sauf indication contraire, l'éprouvette doit être positionnée de manière à ce que la surface finie soit soumise à une contrainte de flexion. La valeur moyenne des résultats d'essai doit être consignée comme étant la résistance à la flexion de la pierre sur la surface de travail.
Avant les tests, les échantillons sont séchés à 60 °C (60 °F) plus ou moins 2 °C (120 °F) pendant 48 heures. Aux heures 46, 47 et 48, les échantillons sont pesés afin d'assurer un poids uniforme. Si le poids continue de diminuer, les échantillons sont séchés jusqu'à obtenir trois lectures horaires consécutives du même poids. Après avoir été retirés du four, les échantillons sont refroidis à température ambiante dans un dessiccateur avant les tests.
Avant d'être testés en milieu humide, les échantillons sont immergés dans de l'eau à 22 °C (plus ou moins 2 °C) pendant 48 heures. Dès leur sortie du bain, l'eau de surface est essuyée et les échantillons sont testés.
Pour commencer l'essai, l'appareil est assemblé, l'éprouvette est placée sur les supports de travée et des cales de chargement quart de point sont ajustées pour venir en contact avec l'éprouvette. La charge est appliquée à une vitesse de contrainte constante de 4,14 MPa jusqu'à la rupture.
En résumé, la norme ASTM C880/C880M est une méthode d'essai développée pour déterminer la résistance à la flexion (module de rupture) de la pierre dimensionnée. Cette propriété est essentielle pour évaluer la résistance d'une pierre à la fracture ou à la fissuration lorsqu'elle est soumise à des flexions ou à des charges, notamment pour des applications architecturales et structurelles telles que les comptoirs, les revêtements de sol, les bardages ou les escaliers. Cet essai fournit aux concepteurs, architectes, ingénieurs et fournisseurs les données nécessaires pour garantir que leurs produits en pierre répondent aux exigences de performance et de sécurité.
La résistance à la flexion est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter en flexion. Elle est particulièrement importante pour les pierres de taille placées horizontalement ou soumises à des forces de flexion. La méthode d'essai décrite dans cette norme fournit :
Cette méthode est couramment utilisée pour tester des matériaux tels que : le granit, le marbre, le calcaire, le grès, l'ardoise et le travertin.
Les facteurs affectant la résistance à la flexion sont :
Les résultats des tests de la norme ASTM C880/C880M aident à :
L’utilisation de cette norme offre les avantages suivants :
Par conséquent, la norme ASTM C880/C880M est une méthode d'essai essentielle dans les secteurs de la pierre et de la construction. Elle permet de déterminer si un produit en pierre de taille peut résister à la flexion et aux contraintes auxquelles il sera soumis en utilisation réelle. En adhérant à cette norme, les fabricants et les concepteurs peuvent garantir la sécurité, la durabilité et la performance des structures et produits en pierre.
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