Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well cementing — Part 5: Determination of shrinkage and expansion of well cement formulations at atmospheric pressure

ISO 10426-5:2004 provides the methods for the testing of well cement formulations to determine the dimension changes during the curing process (cement hydration) at atmospheric pressure only. This is a base document, because under real well cementing conditions shrinkage and expansion take place under pressure and different boundary conditions.

Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits — Partie 5: Détermination du retrait et de l'expansion à la pression atmosphérique des formulations de ciments pour puits

L'ISO 10426-5:2004 fournit les méthodes d'essai des formulations de ciments pour puits afin de déterminer les variations de dimensions au cours du processus de vieillissement (hydratation du ciment), à la pression atmosphérique uniquement. Il s'agit d'un document de base, car, dans les conditions réelles de cimentation des puits, le retrait et l'expansion se produisent sous pression et dans des conditions d'environnement différentes.

General Information

Status
Published
Publication Date
30-Nov-2004
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Completion Date
26-Jul-2023
Ref Project

Relations

Buy Standard

Standard
ISO 10426-5:2004 - Petroleum and natural gas industries -- Cements and materials for well cementing
English language
13 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 10426-5:2004 - Industries du pétrole et du gaz naturel -- Ciments et matériaux pour la cimentation des puits
French language
13 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10426-5
First edition
2004-12-01

Petroleum and natural gas industries —
Cements and materials for well
cementing —
Part 5:
Determination of shrinkage and
expansion of well cement formulations at
atmospheric pressure
Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux pour
la cimentation des puits —
Partie 5: Détermination du retrait et de l'expansion à la pression
atmosphérique des formulations de ciments pour puits




Reference number
ISO 10426-5:2004(E)
©
ISO 2004

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.


©  ISO 2004
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland

ii © ISO 2004 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Sampling . 2
5 Determination of shrinkage or expansion under conditions of free access of water at
atmospheric pressure — Annular ring test.2
6 Determination of bulk shrinkage or expansion under impermeable condition and
atmospheric pressure — Membrane test . 9
Bibliography . 13

© ISO 2004 – All rights reserved iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10426-5 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 3, Drilling and completion fluids,
and well cements.
ISO 10426 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries —
Cements and materials for well cementing:
 Part 1: Specification
 Part 2: Testing of well cements
 Part 3: Testing of deepwater well cement formulations
 Part 4: Preparation and testing of foamed cement slurries at atmospheric pressure
 Part 5: Determination of shrinkage and expansion of well cement formulations at atmospheric pressure
iv © ISO 2004 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
Introduction
Dimensional changes in oil- and gas-well cements after placement, phenomena often referred to as shrinkage,
(when the dimensional change corresponds to a decrease in cement volume) have often been used to explain
various wellbore phenomena including
 a microannulus, leading to a bad bond as demonstrated by the bond log;
 interzonal communication, resulting in costly remedial operations;
 lack of a hydraulic seal when utilizing cement inflatable packers.
Attempts have been made to find additives that decrease cement shrinkage (shrinkage being a fundamental
characteristic of Portland cement) The best solution for shrinkage thus far has been the identification of
additives that favour the expansion of the cement. However, even if cement expands dimensionally, it will still
shrink internally. In this case, the bulk expansion of the cement sample is simply superimposed on an inner
shrinkage that will affect the porosity of the sample.
Shrinkage and expansion in cement result from the formation of hydration products having a density different
from the compounded density of the reaction components. This can result in the following:
 change in pore volume;
 change in pore pressure;
 change in sample dimensions;
 change in internal stress.
In a closed cell with a non-deformable boundary, the volume of hydrates produced during the chemical
reaction is less than the volume of dry compounds plus water. The change in volume of hydrates will be
referred to as inner hydration shrinkage. The change in the sample dimensions will be referred to as bulk
shrinkage or expansion. Bulk shrinkage and expansion of cement refer to the result of the measurement of
linear dimensional change or volume change. The volume to which all volume changes are related is the
volume of the slurry immediately after mixing and emplacement in the experimental equipment.
In this part of ISO 10426, units are given as SI, and where practical, U.S. Customary units are included in
brackets for information.
Users of this part of ISO 10426 should be aware that further or differing requirements might be needed for
individual applications. This part of ISO 10426 is not intended to inhibit a vendor from offering, or the
purchaser from accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This
can be particularly applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is
offered, the vendor should identify any variations from this International Standard and provide details.
[1]
This part of ISO 10426 is based on API Technical Report 10TR 2 .
© ISO 2004 – All rights reserved v

---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10426-5:2004(E)

Petroleum and natural gas industries — Cements and materials
for well cementing —
Part 5:
Determination of shrinkage and expansion of well cement
formulations at atmospheric pressure
1 Scope
This part of ISO 10426 provides the methods for the testing of well cement formulations to determine the
dimension changes during the curing process (cement hydration) at atmospheric pressure only. This is a base
document, because under real well cementing conditions shrinkage and expansion take place under pressure
and different boundary conditions.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 10426-2:2003, Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well cementing —
Part 2: Testing of well cements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
bulk expansion
increase in the external volume or dimensions of a cement sample
3.2
bulk shrinkage
decrease in the external volume or dimensions of a cement sample
3.3
hydration shrinkage
difference in the volume between the hydration products and the volume of the dry cement, additives and
water
© ISO 2004 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
4 Sampling
4.1 General
Samples of the neat cement or cement blend, solid and liquid additives, and mixing water are required to test
a slurry according to this part of ISO 10426. Accordingly, the best available sampling technology should be
employed to ensure the laboratory test conditions and materials match as closely as possible those found at
the wellsite. Some commonly used sampling devices are shown in ISO 10426-2:2003, Figure 1.
4.2 Method
Applicable sampling techniques for the fluids and materials used are specified in ISO 10426-2:2003, Clause 4.
5 Determination of shrinkage or expansion under conditions of free access of water
at atmospheric pressure — Annular ring test
5.1 General information
The annular expansion mould is a device suitable for measuring only the linear bulk shrinkage or expansion
properties of a cement formulation. The magnitude of expansion depends on the amount of expanding agent,
cement powder, slurry design and curing condition (pressure, temperature, time, fluid access). It should be
noted that expansion is strongly affected by boundary conditions. The chemical process of mineral growth is
strongly controlled by the state of stress and mineral growth will tend to occur where the stress value is the
lowest, i.e. in pore space or empty spaces. Therefore, the degree of cement shrinkage and expansion is
dependent on a number of conditions, not all of which can be uniquely defined. The test does not represent
fully the annulus of a well.
5.2 Apparatus
5.2.1 Mould
5.2.1.1 General
Use corrosion-resistant material (e.g. stainless steel). The outer diameter (OD) of the inner ring shall be
50,8 mm (2 in) and the inner diameter (ID) of the outer expansion ring shall be 88,9 mm (3,5 in).
See Figures 1, 2 and 3.

Figure 1 — Typical mould assembly (top view) Figure 2 — Typical mould assembly (side view)
2 © ISO 2004 – All rights reserved

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
Dimensions in millimetres (inches)

a)  Base b)  Lid

c)  Internal ring d)  Annular ring mould

e)  External ring f)  Spacer block
Figure 3 — Schema of typical mould assembly parts
© ISO 2004 – All rights reserved 3

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
5.2.1.2 Mould calibration
The resilience of the ring of the mould shall be calibrated annually. The resilience shall be such that the mass
of 1 000 g ± 1 g (2,204 6 lb ± 0,002 lb) applied as shown in Figure 4 shall increase the distance between the
two steel measurement balls (see Figure 9) by 2 mm ± 0,3 mm (0,078 7 in ± 0,011 8 in) without permanent
deformation.
Attention must be paid to ensure that the load is applied perpendicular to the gap (90°) in order to avoid errors,
which might be easily made. The readings shall be repeated at least three times to obtain an average value
with a standard deviation of 0,05 mm (0,002 in).
Dimensions in millimetres

Key
1 ring
2 mass, 0 g
3 mass, 1 000 g ± 1 g (2,204 6 lb ± 0,002 lb)
Figure 4 — Schema of a calibration measurement of the ring — Resilience test
5.2.1.3 Spacer block
The spacer block shall be used only in the case of shrinkage measurement. It is used to slightly increase the
diameter of the outer ring prior to slurry-pouring and to measure shrinkage by removing it once the cement
starts to set. The dimensions of the block shall be 3,175 mm × 3,175 mm to 6,35 mm × 6,35 mm
(0,125 in × 0,125 in to 0,25 in × 0,25 in) and 22,0 mm (0,866 in) tall; see Figure 3. To ensure that the spacer
block’s thermal expansion properties are the same as those of the expandable outer ring, the block shall be
made of the same material as the mould (e.g. stainless steel).
5.2.2 Water curing bath
A curing bath or tank having dimensions suitable for the complete immersion of a mould(s) in water and which
can be maintained within ± 2 °C (± 3 °F) of the prescribed test temperature shall be employed. The curing
bath is an atmospheric-pressure apparatus (bath) for curing specimens at a temperature of up to 88 °C
(190 °F). It shall have an agitator or circulating system.
4 © ISO 2004 – All rights reserved

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 10426-5:2004(E)
5.2.3 Cooling bath
The cooling-bath dimensions shall be such that the specimen to be cooled from the curing temperature can be
completely submerged in water maintained at 27 °C ± 3 °C (80 °F ± 5 °F).
5.2.4 Temperature measuring system
The temperature-measuring system shall be calibrated to an accuracy of ± 1 °C (± 2 °F). Calibration shall be
no less frequent than monthly. The procedure described in ISO 10426-2:2003, Annex A, is commonly used.
5.2.4.1 Thermometer
A thermometer with a range including 21 °C to 100 °C (70 °F to 212 °F) with minimum scale divisions not
exceeding 1 °C (2 °F) should be used.
5.2.4.2 Thermocouple
A thermocouple system with the appropriate range should be used.
5.2.5 Consistometer
The atmospheric-pressure consistometer shall be used for stirring and conditioning the cement slurry. The
consistometer consists of a rotating cylindrical slurry container, equipped with an essentially stationary paddle
assembly, in a temperature-controlled liquid bath. The consistometer shall be capable of maintaining the
temperature of the bath within ± 2 °C (± 3 °F) of the test temperature and of rotating the slurry container at a
speed of 2,5 r/s ± 0,25 r/s (150 rpm ± 15 rpm) during the stirring and conditioning period for the slurry. The
paddle and all parts of the slurry container exposed to the slurry shall be constructed of corrosion-resistant
materials (see ISO 10426-1:2000).
5.3 Procedure
5.3.1 Preparation of the mould
The assembled moulds shall be watertight to avoid leakage. The interior faces of the moulds and contact
surfaces of the plates may be lightly coated with a release agent. Alternatively, the interior faces of the moulds
and contact surfaces of the plates may be left clean and dry. In the ca
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10426-5
Première édition
2004-12-01


Industries du pétrole et du gaz naturel —
Ciments et matériaux pour la cimentation
des puits —
Partie 5:
Détermination du retrait et de l’expansion
à la pression atmosphérique des
formulations de ciments pour puits
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well
cementing —
Part 5: Determination of shrinkage and expansion of well cement
formulations at atmospheric pressure




Numéro de référence
ISO 10426-5:2004(F)
©
ISO 2004

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT


©  ISO 2004
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse

ii © ISO 2004 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Echantillonnage . 1
5 Détermination du retrait ou de l’expansion à la pression atmosphérique sous conditions
d’accès libre d’eau — Essai en anneau annulaire . 2
6 Détermination du retrait apparent ou de l’expansion apparente en conditions
imperméables et à la pression atmosphérique — Essai en membrane . 9
Bibliographie . 13

© ISO 2004 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10426-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 3, Fluides de forage et de
complétion, et ciments à puits.
L'ISO 10426 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits:
 Partie 1: Spécification
 Partie 2: Essais de ciments pour puits
 Partie 3: Essais de formulations de ciment pour puits en eau profonde
 Partie 4: Préparation et essais en conditions ambiantes des laitiers de ciment mousse
 Partie 5: Détermination du retrait et de l'expansion à la pression atmosphérique des formulations de
ciments pour puits
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
Introduction
Les variations dimensionnelles des ciments pour puits de pétrole et de gaz après mise en place, phénomènes
souvent désignés par le terme de retrait (lorsque la variation dimensionnelle correspond à une diminution du
volume du ciment) sont souvent utilisées pour expliquer divers phénomènes relatifs aux puits, y compris:
 un microannulaire, entraînant une mauvaise adhérence, ce que montrent les diagraphies de cimentation;
 une communication interzonale, entrainant des réparations coûteuses;
 un manque d’étanchéité hydraulique lors de l’utilisation de garnitures d’étanchéité («packers») gonflables
au ciment.
Des tentatives ont été faites pour trouver des additifs qui diminuent le retrait du ciment (le retrait étant une
caractéristique essentielle du ciment Portland). A ce jour, la meilleure solution apportée au retrait a été
l’identification d’additifs qui favorisent l’expansion du ciment. Toutefois, même en cas d’expansion du ciment,
il sera toujours sujet à un retrait interne. Dans ce cas, l’expansion apparente de l’échantillon de ciment se
superpose simplement au retrait interne qui affecte la porosité de l’échantillon.
Le retrait et l’expansion du ciment proviennent de la formation de produits d’hydratation ayant une masse
spécifique différente de la masse spécifique combinée des composants de la réaction. Cela peut entrainer:
 une variation du volume des pores;
 une variation de la pression des pores;
 une variation des dimensions de l’échantillon;
 une variation de la contrainte interne.
Dans une cellule fermée indéformable, le volume des produits de l’hydratation est inférieur à celui des
composés secs et de l’eau. La variation du volume des produits de l’hydratation sera désignée par le terme de
retrait d’hydratation interne. La variation des dimensions de l’échantillon sera désignée par le terme de retrait
apparent ou d’expansion. Le retrait apparent et l’expansion du ciment désignent le résultat du mesurage de la
variation des dimensions linéaires ou du volume. Le volume auquel sont rapportées toutes les variations de
volume est celui du laitier immédiatement après mélange et mise en place dans l’équipement expérimental.
Dans cette partie de l’ISO 10426, les unités sont données en SI, et, pour des raisons pratiques, les unités
couramment utilisées aux Etats-Unis sont données entre parenthèses pour information.
Il convient que les utilisateurs de cette partie de l’ISO 10426 prennent conscience que des exigences
différentes ou complémentaires peuvent se révéler nécessaires à des applications particulières. La présente
partie de l’ISO 10426 n’a pas pour but d’interdire à un vendeur d’offrir, ou à un acheteur d’accepter un
matériel de substitution ou des solutions techniques de rechange pour une application particulière. Cela peut
tout particulièrement s’appliquer lorsqu’existe une technologie innovante ou de pointe. Lorsqu’une autre
solution est proposée, il convient que le vendeur identifie toute différence par rapport à la présente Norme
internationale et qu’il en fournisse les détails.
[1]
La présente partie de l’ISO 10426 repose sur le rapport technique 10TR 2 de l’API.
© ISO 2004 – Tous droits réservés v

---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 10426-5:2004(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux
pour la cimentation des puits —
Partie 5:
Détermination du retrait et de l’expansion à la pression
atmosphérique des formulations de ciments pour puits
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10426 fournit les méthodes d’essai des formulations de ciments pour puits afin de
déterminer les variations de dimensions au cours du processus de vieillissement (hydratation du ciment), à la
pression atmosphérique uniquement. Il s’agit d’un document de base, car, dans les conditions réelles de
cimentation des puits, le retrait et l’expansion se produisent sous pression et dans des conditions
d’environnement différentes.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables à l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 10426-2:2003, Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des
puits — Partie 2: Essais de ciments pour puits
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
expansion apparente
augmentation du volume ou des dimensions externes d’un échantillon de ciment
3.2
retrait apparent
diminution du volume ou des dimensions externes d’un échantillon de ciment
3.3
retrait d’hydration
différence de volume entre les produits d’hydratation et le volume du ciment sec, des additifs et de l’eau
4 Échantillonnage
4.1 Généralités
Des échantillons du ciment pur ou du mélange de ciment, des additifs solides et liquides, et de l’eau de
mélange sont nécessaires pour soumettre à essai un coulis conformément à la présente partie de
l’ISO 10426. En conséquence, il convient d’employer la meilleure technique d’échantillonnage disponible afin
de s’assurer que les conditions d’essai et les matériaux du laboratoire soient le plus proche possible de ceux
© ISO 2004 – Tous droits réservés
1

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
trouvés sur le chantier. Quelques dispositifs d’échantillonnage couramment utilisés sont présentés dans
l’ISO 10426-2:2003, Figure 1.
4.2 Méthode
Les techniques d’échantillonnage applicables pour les fluides et les matériaux utilisés sont spécifiées dans
l’ISO 10426-2:2003, Article 4.
5 Détermination du retrait ou de l’expansion à la pression atmosphérique sous
conditions d’accès libre d’eau — Essai en anneau annulaire
5.1 Information générale
Le moule d’expansion annulaire est un dispositif uniquement adapté au mesurage des propriétés de retrait
apparent linéaire ou d’expansion d’une formulation de ciment. L’ampleur de l’expansion dépend de la quantité
d’agent d’expansion, du ciment poudre, de la conception du coulis de ciment et des conditions de
vieillissement (pression, température, temps, accès aux fluides). Il convient de remarquer que l’expansion est
fortement influencée par les conditions aux limites. Le processus chimique de croissance cristalline est
fortement contrôlé par le niveau de contraintes, et la croissance des cristaux minéraux aura tendance à se
produire à l’endroit où la valeur des contraintes est la plus basse, c.à.d. dans l’espace poral ou dans les
espaces vides. Le degré de retrait et d’expansion du ciment dépend toutefois d’un certain nombre de
conditions, dont toutes ne peuvent être définies de façon distincte. L’essai ne représente pas complètement
l’annulaire d’un puits.
5.2 Appareillage
5.2.1 Moule
5.2.1.1 Généralités
Utiliser un matériau résistant à la corrosion (par ex. un acier inoxydable). Le diamètre externe (OD) de
l’anneau interne doit être de 50,8 mm (2 in) et le diamètre interne (ID) de l’anneau d’expansion externe doit
être de 88,9 mm (3,5 in). Voir les Figures 1, 2 et 3.

Figure 1 — Assemblage de moule typique Figure 2 — Assemblage de moule typique
(vue de dessus) (vue latérale)
© ISO 2004 – Tous droits réservés
2

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
Dimensions en millimètres (pouces)
a) Base b) Couvercle
c) Anneau interne d) Moule anneau annulaire
e) Anneau externe f) Entretoise
Figure 3 — Schéma des pièces d’un assemblage de moule typique
© ISO 2004 – Tous droits réservés
3

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
5.2.1.2 Etalonnage du moule
La résilience de l’anneau du moule doit être étalonnée annuellement. La résilience doit être telle que la masse
de 1 000 g  1 g (2,204 6 lb  0,002 lb), appliquée telle qu’en Figure 4, doit augmenter la distance entre les
deux billes de mesurage en acier (voir Figure 9) de 2 mm  0,3 mm (0,078 7 in  0,011 8 in) sans déformation
permanente.
Il faut s’assurer, avec une attention toute particulière, que la charge est appliquée perpendiculairement à
l’interstice (90°) afin d’éviter des erreurs, qui peuvent être facilement faites. Les lectures doivent être répétées
au moins trois fois afin d’obtenir une valeur moyenne avec un écart type de 0,05 mm (0,002 in).
Dimensions en millimètres

Légende
1 anneau
2 masse, 0 g
3 masse, 1 000 g  1 g (2,204 6 lb  0,002 lb)
Figure 4 — Schéma d’un mesurage d’étalonnage de l’anneau — Essai de résilience
5.2.1.3 Entretoise
L’entretoise doit être utilisée seulement dans le cas d’un mesurage du retrait. Elle est utilisée pour augmenter
légèrement le diamètre de l’anneau externe avant de verser le coulis et pour mesurer le retrait en l’enlevant
une fois que le ciment commence à prendre. Les dimensions de l’entretoise doivent être
de 3,175 mm  3,175 mm et de 6,35 mm  6,35 mm (0,125 in  0,125 in et de 0,25 in  0,25 in) et
de 22,0 mm (0,866 in) en hauteur; voir Figure 3. Il convient que l’entretoise soit faite du même matériau que le
moule (par ex. en acier inoxydable), pour s’assurer que les propriétés d’expansion thermique de l’entretoise
soient identiques à celles de l’anneau externe expansible.
5.2.2 Bain-marie de vieillissement
Un bain de vieillissement ou un bac dont les dimensions permettent une immersion complète du (des)
moule(s) dans l’eau et qui peut être maintenu à  2 °C ( 3 °F) de la température d’essai prescrite doit être
employé. Le bain de vieillissement est un appareil (bain) à la pression atmosphérique destiné au
vieillissement d’échantillons jusqu’à une température de 88 °C (190 °F). Il doit être équipé d’un agitateur ou
d’un système de circulation.
5.2.3 Bain de refroidissement
Les dimensions du bain de refroidissement doivent être telles que l’échantillon à refroidir à partir de la
température de vieillissement, puisse être complètement immergé dans l’eau maintenue à 27 °C  3 °C
(80 °F  5 °F).
© ISO 2004 – Tous droits réservés
4

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 10426-5:2004(F)
5.2.4 Système de mesurage de la température
Le système de mesurage de la température doit être étalonné avec une précision de  1 °C ( 2 °F). Un
étalonnage mensuel, au minimum, devra être réalisé. Le mode opératoire décrit dans l’Annexe A de
l’ISO 10426-2:2003, est couramment utilisé.
5.2.4.1 Thermomètre
Il convient d’utiliser un thermomètre ayant une échelle de mesure incluant 21 °C à 100 °C (70 °F à 212 °F)
avec des graduations minimales n’excédant pas 1 °C (2 °F).
5.2.4.2 Thermocouple
Il convient d’utiliser un thermocouple ayant une échelle de mesure appropriée.
5.2.5 Consistomètre
Un consistomètre atmosphérique doit être utilisé pour brasser et conditionner le coulis de ciment. Le
consistomètre atmosphérique se compose d’une cellule à coulis cylindrique rotative, munie essentiellement
d’un assemblage fixe de pale, et placée dans un bain à température régulée. Le consistomètre doit être
capable de maintenir la température du bain à  2 °C ( 3 °F) de la température d’essai et de faire tourner la
cuve à coulis à une vitesse de 2,5 r/s  0,25 r/s (150 rpm  15 rpm) pendant le temps de brassage et de
conditionnement du coulis. La pale et tous les éléments de la cuve en contact avec le coulis doivent être
construits dans un matériau résistant à la corrosion (voir l’ISO 10426-1:2000).
5.3 Mode opératoire
5.3.1 Préparation du moule
Les moules assemblés doivent être étanches à l’eau pour éviter les fuites. Les faces intérieures des moules et
les surfaces de contact des plaques peuvent être légèrement enduites d’un agent de démoulage. Sinon, les
faces intérieures des moules et les surfaces de contact des plaques doivent être conservées propres et
sèches. Dans le cas d’un essai de retrait, placer l’entretoise dans la fente de l’anneau externe. Préparer les
moules comme suit:
a) nettoyer soigneusement le moule;
b) mettre un peu de graisse sur les plaques supérieure et inférieure, au niveau du contact entre l’anneau
interne fixe et l’anneau externe expansible;
c) si désiré, appliquer une très fine couche d’huile minérale légère
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.