Utiliser un appareil TGA pour mesurer la perte au feu (LOI) dans le ciment

La perte au feu (ou LOI, de l’anglais “Loss on Ignition”) est un paramètre crucial dans l’évaluation de la qualité et composition du ciment. Elle mesure le pourcentage de substances volatiles (notamment l’humidité, le dioxyde de carbone et les composés organiques) libérées lorsque le ciment est chauffé à haute température. Cet article détaille étape par étape comment mesurer la LOI à l’aide d’un analyseur thermogravimétrique (ou TGA, de l’anglais “Thermogravimetric Analysis”), permettant ainsi d’obtenir des résultats précis et fiables conformes à la norme ASTM C150.

Comment obtenir une mesure de la LOI avec un analyseur thermogravimétrique

1.      Pesée du creuset vide

La première étape pour obtenir une mesure de la perte au feu (LOI) à l’aide d’un analyseur thermogravimétrique consiste à peser un creuset vide et à enregistrer sa masse. La masse initiale du creuset est indispensable pour déterminer avec précision la masse de l’échantillon de ciment et exécuter les calculs ultérieurs. Il est capital d’être précis lors de cette étape. Assurez-vous donc que la balance utilisée est correctement calibrée.

2.      Ajout de l’échantillon de ciment

Ajoutez ensuite 1 à 10 grammes de l’échantillon de ciment dans le creuset, puis pesez le creuset contenant l’échantillon de ciment et enregistrez la masse totale. La différence entre cette masse et celle du creuset vide correspond à la masse initiale de l’échantillon de ciment.

3.      Chauffage de l’échantillon

Placez le creuset contenant l’échantillon de ciment dans un four à moufle. Réglez la température entre 900 °C et 1000 °C (1650 °F – 1830 °F). Cette plage de températures est assez élevée pour volatiliser les composants organiques et inorganiques présents dans le ciment.

4.      Maintien de la température

Maintenez la température choisie pendant 15 minutes. Ceci permet de garantir la volatilisation complète des composants responsables de la LOI. Il est capital de contrôler précisément et constamment la température durant cette phase, pour assurer la fiabilité du test.

5.      Refroidissement de l’échantillon

Après la phase de chauffage, retirez soigneusement le creuset du four à l’aide d’outils résistants à la chaleur. Laissez ensuite le creuset et l’échantillon refroidir à température ambiante dans un dessiccateur. Ceci permet d’éviter toute absorption d’humidité provenant de l’environnement.

6.      Pesée de l’échantillon refroidi

Une fois refroidi, pesez à nouveau le creuset contenant l’échantillon de ciment. La différence de masse avant et après le chauffage correspond aux composants volatils qui se sont évaporés au cours du processus de chauffage.

7.      Calcul de la LOI

Calculez la LOI à l’aide de la formule suivante :

LOI = ((Masse initiale – Masse finale) / Masse initiale) × 100

Ce calcul permet d’obtenir le pourcentage de la masse initiale de l’échantillon perdu lors du chauffage, et représente ainsi la perte au feu.

8.      Confirmation des résultats

Pour garantir la précision des résultats, il est recommandé d’effectuer le test de LOI sur plusieurs échantillons et de calculer la valeur moyenne. Cette approche permet de réduire l’impact d’éventuelles anomalies ou incohérences dans les mesures individuelles.

Quelle est l’importance de la LOI pour la qualité du ciment?

La LOI mesure la quantité de composants volatils présents dans le ciment, dont l’humidité, le dioxyde de carbone et les composés organiques. Selon la norme ASTM C150, la LOI maximale autorisée pour un ciment Portland à usage général est de 3 %. Une valeur de LOI plus faible indique en général une meilleure qualité du ciment ainsi que de bonnes conditions de stockage.

Considérations de sécurité

Réaliser un test de LOI nécessite de manipuler des températures élevées et des matériaux potentiellement dangereux. Il est capital d’utiliser un équipement de protection approprié, tel que des gants résistants à la chaleur et des masques de protection. Faites toujours fonctionner le four à moufle dans un espace bien ventilé. Cette précaution permet d’éviter l’inhalation des fumées libérées lors du processus de chauffage.

Examiner la LOI avec un appareil TGA de XRF Scientific

En suivant les étapes ci-dessus, il est possible d’évaluer de manière fiable la LOI grâce à un analyseur thermogravimétrique et donc la qualité générale d’un ciment. Le respect des protocoles de sécurité et la réalisation du test sur plusieurs échantillons renforcent encore la fiabilité des résultats.

Pour en savoir plus sur l’utilisation des analyseurs thermogravimétriques, nous vous invitons à consulter notre guide du débutant en analyse thermogravimétrique. Notre article dédié aux analyseurs thermogravimétriques et à leur fonctionnement présente des explications détaillées et des conseils supplémentaires pour vous aider à maîtriser leur utilisation et obtenir des résultats précis et fiables.

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