La masse d'un objet divisée par son volume est sa densité (^g/cm3). Le résultat est appelé densité d'enveloppe (parfois densité apparente) lorsque le volume de l'objet est déterminé comme si une fine pellicule l'entourait et bloquait l'accès aux pores de l'objet. Lorsque tous les pores sont ouverts et librement accessibles, de sorte qu'ils peuvent être exclus de la mesure du volume, le résultat est appelé densité absolue (parfois densité squelettique, vraie ou réelle). Les deux densités sont égales lorsque l'objet est non poreux, mais elles sont différentes lorsque l'objet est poreux. Le GeoPyc® 1360 de Micromeriticsmesure la densité de l'enveloppe. L'^AccuPycTM 1330 de Micromeritics mesure la densité absolue.

Le GeoPyc détermine le déplacement volumétrique d'un milieu sec et fluide composé de petites sphères rigides - appelées DryFlo®- par l'objet testé. DryFlo®se conforme aux caractéristiques externes mais ne pénètre pas dans les pores, ce qui permet d'analyser des échantillons de forme irrégulière et des échantillons composés de pièces multiples (aussi petites que 2 mm).

L'utilisation d'un milieu sec rend la méthode différente des autres procédures actuelles. La première de ces autres procédures, appelée méthode^A1, obture les pores d'un objet poreux en plongeant l'objet dans de la cire fondue. La densité de l'enveloppe est ensuite calculée à partir du poids sec de l'échantillon, du poids de l'objet enduit de cire dans l'air et du poids de l'objet enduit de cire en suspension dans l'eau. La deuxième méthode, appelée méthode^B2, consiste à immerger l'objet à tester dans une piscine de mercure et à mesurer le volume de mercure déplacé. Le mercure étant un liquide non mouillant, il ne pénètre pas dans les pores sous faible pression. La méthode^C3 ne scelle pas les pores, mais recherche leur volume. L'objet doit être soigneusement séché, pesé, bouilli dans l'eau pour éliminer l'air des pores, refroidi dans l'eau pour remplir les pores, puis séché superficiellement. La différence de poids entre l'objet sec et l'objet rempli de pores permet de calculer le volume des pores et, à partir de ce volume et de la densité absolue, la densité de l'enveloppe.

Le tableau 1 montre que GeoPyc donne des résultats comparables à ceux obtenus par les autres méthodes. La méthode GeoPyc diffère cependant des autres à plusieurs égards :

• Rapidité. Alors que les méthodes A et C peuvent prendre des heures, le GeoPyc peut effectuer une analyse en 5 à 20 minutes, en fonction des variables sélectionnées par l'opérateur. Cela permet de tester plus fréquemment les échantillons et d'améliorer la réactivité de la production par rapport aux normes de qualité.
• Automatisation. La méthode GeoPyc étant automatisée, elle réduit le risque d'erreur humaine. Le GeoPyc ne nécessite aucune technique difficile ou spécialisée, contrairement à la méthode A, dans laquelle l'opérateur doit éviter de laisser la cire fondue pénétrer dans les pores, ou à la méthode C, dans laquelle l'opérateur ne doit pas vider les pores par un séchage excessif.
• Non-toxique/non-destructif. Comme DryFlo est non toxique et qu'il s'enlève facilement de la plupart des surfaces, les échantillons ne sont généralement pas altérés par l'analyse GeoPyc. Ils peuvent souvent être utilisés pour d'autres tests ou même être remis en production. Contrairement à la méthode B, GeoPyc ne nécessite aucune manipulation ou élimination de matériaux dangereux.

Résultats comparables

Le tableau suivant présente les données cumulées des méthodes A, B et C pour comparaison avec les valeurs GeoPyc. Les données GeoPyc et les densités absolues ont été déterminées par Micromeritics à l'aide du GeoPyc 1360 et de l'AccuPyc 1330. Certaines des valeurs restantes ont été mesurées par Micromeritics et d'autres ont été obtenues à partir d'autres sources. Les blancs dans le tableau indiquent que les données d'essai n'étaient pas disponibles.

L'accord général entre les résultats du tableau est évident malgré les techniques très différentes utilisées et les différents niveaux d'expertise de l'opérateur requis. Lorsque les données des autres méthodes sont rapportées aux valeurs GeoPyc, les chiffres obtenus varient de 1,005 à 0,961 pour la méthode A, de 1,034 à 0,959 pour la méthode B et de 1,088 à 0,821 pour la méthode C. Lorsque tous les rapports sont inclus et que leurs écarts moyens sont additionnés, la concordance globale avec GeoPyc est de 0,17 % pour la méthode A, de 0,07 % pour la méthode B et de 0,79 % pour la méthode C.

Ressources

1. DIN 30911 (allemand) qui est essentiellement la même que la norme ASTM C914-89, Bulk Density and Volume of Solid Refractories by Wax Immersion (densité apparente et volume des réfractaires solides par immersion dans la cire).
2. ASTM Standard Test Method C493-93, Bulk Density and Porosity of Granular Refractory Materials by Mercury Displacement.
3. ASTM Standard Test Method C20-92, Apparent Porosity, Water Absorption, Apparent Specific Gravity, and Bulk Density of Burned Refractory Brick and Shapes by Boiling Water (Porosité apparente, absorption d'eau, densité apparente et densité apparente des briques et formes réfractaires brûlées par ébullition de l'eau).