La masse volumique du sable
La masse volumique du sable est une propriété importante. Elle est utilisée par exemple pour définir les dosages des constituants d’une formule de béton, ou bien plus simplement pour s’assurer qu’on respecte le poids maximum du véhicule (PTAC) lorsqu’on transporte du sable.
Quelques rappels sur les notions de masse volumique et de densité
La masse volumique : calcul
C’est une grandeur physique qui caractérise la masse d’un corps par unité de volume.
Elle est calculée en divisant la masse de ce corps par son volume.
Elle s’exprime en kilogramme par mètre cube (kg/m3) ou en tonne par mètre cube (t/m3).
La densité
La densité exprime le rapport de la masse d’un corps à celle qu’aurait le même volume constitué d’eau.
Pour connaître la densité d’un matériau solide (tel que le sable) il faut faire le rapport de la masse volumique de ce matériau à la masse volumique de l’eau. La densité s’exprime par un ratio et n’a donc pas d’unité.
Différence entre densité et masse volumique
La densité d’un matériau solide ou liquide est le rapport de la masse volumique de ce matériau à celle de l’eau. La densité est forcément un nombre sans dimension.
La masse volumique de l’eau valant 1 000 kg/m3 (un litre d’eau pèse 1 kg), la densité d’un liquide ou d’un solide s’exprime donc par la même valeur numérique que sa masse volumique.
Par exemple, il est équivalent de dire que la densité du ciment est de 3,1 ou que la masse volumique du ciment est de 3,1 t/m3.
Voici pourquoi il y a régulièrement des confusions entre ces deux concepts.
Quelle est la masse volumique du sable ?
Un sable sec non compacté présente une masse volumique apparente de l’ordre de 1600 kg/m3.
A ne pas confondre avec la densité du sable qui est de 1,6.
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Mesure de la masse volumique du sable.
Quels sont les facteurs qui influent sur la masse volumique du sable ?
La masse volumique apparente d’un sable dépend de plusieurs facteurs :
- De sa nature : selon la nature de la roche et la densité des minéraux, la masse des grains du sable est variable.
- De la forme de ses grains : un sable composé de grains de forme sphériques ou cubiques aura une masse volumique apparente plus élevée qu’un sable composé de grains de forme plate, allongée ou en aiguille (toutes choses étant égales par ailleurs).
- De sa granularité : un sable de granularité étendue présentera très peu de vide entre ses grains (les plus petits grains venants combler les vides entre les plus gros). Sa densité sera alors plus élevée qu’un sable d’étendue granulaire limitée. Par exemple un sable 0/4 aura une densité apparente plus élevée qu’un sable 0/1 de même nature.
- De son taux d’humidité : la masse volumique apparente d’un sable sec est plus faible que celle d’un sable humide.
Par exemple un sable sec aura une densité apparente de 1,6 alors que celle de ce même sable humide sera de 1,9 à 2,0 (selon le taux d’humidité). - De son taux de compactage : un sable tassé dans un sac ou un big bag a une masse volumique apparente plus élevée qu’un sable non tassé. Par exemple celle d’un sable sec non compacté sera de 1,4t/m3 alors que celle du même sable compacté dans un sac sera de 1,7t/m3.
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