Nouvelle approche expérimentale pour la maîtrise de la fissuration du béton jeune : influence de la nature et de la saturation des granulats

New experimental approach for the control of early-age concrete cracking : influence of aggregate type and water saturation

• Auteur / Autrice : Rachid Cortas
• Direction : Ahmed Loukili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes (1962-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Béton -- Fissuration

Granulats

Béton

Résumé

La fissuration d’éléments minces en béton dès le jeune âge correspond à une réalité observée sur des ouvrages en construction. Cette fissuration concerne des bétons courants de bâtiments, pour lesquels les matériaux de qualité optimale ne sont pas toujours disponibles, en particulier au niveau des granulats. Le but de cette thèse est de définir une approche expérimentale d’étude de ces phénomènes et de proposer des interprétations pour les sensibilités relatives à la fissuration en fonction de la nature des granulats et de leurs taux de saturation initiaux. La sensibilité des moyens de mesures existants conçus pour des bétons spéciaux (BAP et BHP) a d’abord dû être vérifiée. Un nouveau dispositif expérimental a été développé dans le but de mieux décrire l’évolution de la résistance et de la capacité de déformation en traction du béton jeune. Les indicateurs globaux (macroscopiques) apparaissent plus sensibles que les indicateurs de la microstructure pour rendre compte des différences de comportement observées. L’évolution du module élastique, du retrait plastique et endogène corrélées à l’évolution de la capacité de déformation et de la résistance en traction permettent de mieux caractériser le risque potentiel de fissuration par retrait empêché. La fin de prise correspond à une phase critique. L’influence de la saturation des granulats est indirecte, et résulte des variations du rapport Eau d’ajout/Ciment, à rapport Eau efficace/Ciment constant. La nature des granulats intervient au niveau des évolutions relatives de la résistance en traction et du module élastique. La méthodologie peut être appliquée à l’étude d’autres types de bétons et d’autres paramètres de formulation.

Early age cracking of thin concrete elements is a reality observed on structures under construction. These cracking problems concern the standard “building concrete”, for which the optimal materials quality is not always available, particularly at the aggregates level. The aim of this thesis is to define an experimental approach to study these phenomena and propose interpretations for the relative cracking sensibility according to the type of aggregates and their initial saturation degree. The measurement sensibility of existing devices designed for special concretes (SCC and HPC) must firstly be checked. A new experimental device was developed to better describe the evolution of the tensile strength and strain capacity of early-age concrete. Global indicators (macroscopic) appear to be more sensitive than the microstructure indicators. The evolution of the elastic modulus, plastic and autogenous shrinkage, correlated to the tensile strain capacity and the tensile strength, would better characterize the potential cracking risk subjected to restrained conditions. The final setting time is a critical phase. The influence of the aggregates saturation is indirect, and produces variation of the ratio (Added Water/Cement), with a constant (Effective Water/Cement) ratio. The aggregates type is involved at the level of the relative evolution of the tensile strength and the elastic modulus. The methodology can be applied to study other types of concrete and other formulation parameters.