Etude expérimentale de la rhéologie et du comportement des bétons autoplaçants (BAP) : influence des fines calcaires et des fibres végétales

par Abdellah El Hilali

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Elhem Ghorbel.


  • Résumé

    Ce travail consiste à mettre en place une méthode simple pour la formulation d’un BAP contenant des fillers calcaires et sans agent de viscosité. La démarche adoptée repose sur une approche double : expérimentale et théorique (optimisation du squelette granulaire). Les dosages en eau et en superplastifiant ont été déterminés en réalisant des essais empiriques sur la pâte en utilisant le mini cône et le cône de Marsh. L’influence de la finesse des fillers calcaires sur les caractéristiques rhéologiques et sur les propriétés mécaniques des BAP a été appréhendée. Trois fillers calcaires ont été introduits dans la composition des BAP notés "MFS", "LFE" et "MFO". Ils se différencient par leur surface de Blaine "SB". On montre qu’en augmentant la finesse des fillers calcaires la demande en superplastifiant de la pâte ainsi que sa compacité augmentent alors que sa fluidité diminue. Les fillers calcaires utilisés dans le cadre de ce travail jouent le rôle d’un agent de viscosité. La durabilité des BAP vis-à-vis de la diffusion de gaz (CO2) et des liquides est améliorée par l’introduction dans la composition des fillers calcaires avec une surface de Blaine élevée. Une nette augmentation de la résistance à la compression est, également, observée particulièrement au jeune âge. La relation établie entre le module d’élasticité et la contrainte à la compression des BAP est indépendante de la finesse des fillers et est très proche de celle préconisée par l’ACI 318-89. Cependant, une question reste souvent posée : en résistance mécanique, le béton autoplaçant contenant des fibres végétales est-il aussi résistant que le béton autoplaçant témoin? Un des objectifs de ce travail de recherche a été de donner une réponse claire à cette question. Un programme expérimental a été conduit afin d’étudier l’influence de l’introduction de fibres végétales courtes issues du recyclage de papier sur les propriétés du BAP. Quatre types de fibres végétales ont été testées, notées FbA, FbB, FbC, FbD. Elles se différencient par leurs caractéristiques géométriques et par le taux de cellulose qu’elles contiennent. L’introduction des fibres végétales courtes dans le BAP témoin formulé avec un dosage en liant constant conduit à une augmentation significative de la demande en eau et en superplastifiant de la pâte, une diminution de la masse volumique du béton, une augmentation de la perméabilité qui sera à l’origine d’une baisse de sa durabilité et une diminution des résistances mécaniques.

  • Titre traduit

    Experimental study of the rheological and behviour of self-compacting concrete (SCC) : influence of calcareous fillers and vegetable fibres


  • Résumé

    The research presented in this thesis develops a simple method for the formulation of self-compacting reference concrete containing limestone fillers and no added viscosity agent. The approach is dual: both experimental and theoretical (granular optimization) were conducted. The water and superplasticizer were determined through mini cone and Marsh cone tests conducted on the SCC paste. Effects of limestone filler fineness on rheological and mechanical properties of the SCC have been noteworthy. Three calcareous fillers have been introduced into the SCC paste, respectively noted "MFS", "LFE" and "MFO". The fillers had different Blaine Specific areas ‘SB’. The results demonstrated that increasing the calcareous fillers’ fineness amplified the demand for superplasticizer as well as increased its compactness and fluidity. Furthermore, it has been shown that the fillers with high ‘SB’ improved SCC durability relative to gas (CO2) and liquid diffusion; the concrete compressive strength was improved mainly at early curing ages. Also, the relationship between the elastic modulus and the SCC compressive strengths was independent of the fineness of the fillers and was very close to that recommended by ACI318-89. Is vegetable-fiber reinforced SCC mechanical strength as resistant as unreinforced SCC ? The main objective of this research was to answer this question. An experimental program was designed to study the influence of the introduction of short vegetable fibers issued from paper pulp recycling on the SCC’s properties. Four types of vegetable fibers have been studied, noted FBA, FBB, FBC and FBD. They differ in their geometric characteristics and their cellulose concentrations. The introduction of the short vegetal fibers in the formulated reference SCC with constant binder dosages led to a significant increase in the paste’s demand for water and superplasticizer, a decrease in concrete density, and an augmentation in permeability which reduced its mechanical strength and durability.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.135-146

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Cergy-Pontoise. Service commune de la documentation. Bibliothèque universitaire de Neuville.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS CERG 2009 ELH
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