Fissuration des mortiers - CSTB

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Conception de l’essai à l’anneau adapté aux couches minces À partir des relations vues précedemment (cf. paragraphe 5.1), on peut également écrire les équations de comportement pour l’anneau laiton et l’anneau mortier, d’après l’équation 2.7 : et en élasticité (cf. équation 2.11) : dσlaiton = K.dεanneau dσmortier = Emortier.dεelastique On détermine ainsi dεelastique en remplaçant dans l’équation 2.9 : (2.10) (2.11) dεelastique = −K. dεanneau (2.12) Emortier Les déformations totales mesurées avec l’anneau laiton sont la somme des déformations élastiques, de retrait libre et viscoélastiques comme le fluage et la micro-fissuration. On peut traduire cela en équation (cf. équation 2.13). dεanneau = dεelastique + dεretraitlibre + dεnonlineaires (2.13) Il nous reste à isoler la partie des déformations viscoélatiques que l’on veut calculer (cf. équation 2.14). dεnonlineaires = dεanneau − dεretraitlibre − dεelastique (2.14) Puis à intégrer et à remplacer les déformations élastiques qu’on a déterminées dans l’équation 2.13 (cf. équation 2.15). t dεanneau εnonlineaires = εanneau − εretraitlibre + K. 24h Emortier(t) (2.15) Avec pour récapituler : • εnonlineaires : les déformations non linéaires que l’on cherche à déterminer • εanneau : les déformations de l’anneau laiton mesurées au cours du temps par les jauges • εretraitlibre : les déformations de retrait libre mesurées sur une éprouvette linéique (voir partie sur le retrait libre) • K : la rigidité théorique de l’anneau laiton déterminée en pararagraphe 2.1 • Emortier : le module d’Young dynamique du mortier déterminé expérimentalement par mesures ultrasonores Il est important de noter que le calcul de ces déformations est effectué après démoulage du matériau, c’est-à-dire après 24h dans notre cas. En effet, les mesures de retrait libre nécessite un durcissement suffisant du matériau. De la même façon, l’anneau mortier ne peut être démoulé plus tôt et le gonflement ou le retrait endogène ne sont pas pris en compte dans notre calcul. Pour considérer ces deux phénomènes, il est nécessaire de suivre l’évolution du module d’Young et du retrait libre au très jeune âge. 5.4 Influence de la rugosité du support sur la fissuration Cette approche nous a conduit, dans un premier temps, à quantifier l’importance des déformations viscoélastiques au jeune âge dans notre essai et, dans un second temps, à étudier 56
Conception de l’essai à l’anneau adapté aux couches minces l’influence de la rugosité de l’anneau laiton sur celles-ci. Pour cela, deux anneaux de mortier noté B (lisse : A2lisse et cranté : Acrante) sont coulés en parallèle. Les déformations mesurées ainsi que les contraintes induites dans le mortier pour chaque anneau sont présentées en figure 2.19. FIG. 2.19: Évolution des déformations des anneaux lisse et cranté (à gauche) et de la contrainte résiduelle induite (à droite) du mortier industriel noté B En premier lieu, il apparaît que les déformations mesurées sur l’anneau cranté sont quasiment deux fois plus importantes que sur l’anneau lisse. Le calcul des rigidités des deux anneaux avait souligné une différence importante (cf. paragraphe 5.1), qui justifie en partie cet écart dans les déformations. Néanmoins, le calcul des contraintes résiduelles induites dans le mortier met en évidence un accroissement plus faible des contraintes dans le mortier appliqué sur l’anneau laiton cranté. Ceci est certes dû, en partie, au degré de blocage moins important de l’anneau laiton de plus faible rigidité (ici l’anneau cranté), mais pas seulement. Alors qu’une macro-fissure se révèle dès 6 jours sur le mortier accroché à l’anneau laiton lisse, aucune n’apparaît sur le mortier appliqué sur le support rugueux artificiel. Dès lors, il devient intéressant de calculer la part de déformations non linéaires qui se développent dans chacun des échantillons, afin de rendre compte d’un fluage et d’une micro-fissuration qui peuvent certainement permettre une relaxation des contraintes de traction dans le matériau. Pour les besoins du calcul, il est nécessaire de suivre en parallèle l’évolution du retrait libre et du module d’Young dynamique depuis le démoulage du matériau. L’évolution du module d’Young dynamique a été déterminé par des mesures ponctuelles de propagation d’ondes ultrasonores au travers d’une éprouvette 4×4×16 cm (cf. paragraphe 4.5 pour plus de détails sur la technique). Le retrait libre a été identifié par des mesures ponctuelles sur éprouvettes 2×4×16 cm (cf. paragraphe 4.4 pour une présentation du dispositif de mesure). Les résultats sont regroupés dans la figure 2.20 57
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