Effet du séchage sur les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires
R. Bucher  1, *@  , T. Vidal  1, 2@  , Alain Sellier  1@  , Jérôme Verdier  1@  
1 : Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions [Toulouse]  (LMDC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse, Université Paul Sabatier - Toulouse 3
INSA-UPS 135 Avenue de Rangueil - 31077 TOULOUSE CEDEX -  France
2 : CHU Clermont-Ferrand
Neurology Department and Resource and Research Memory Center (CMRR)
* : Auteur correspondant

Le projet ANR MOSAIC (MesOscopic Scale durAbility Investigations for Concrete) a pour objectif d'améliorer la connaissance des mécanismes à l'échelle fine de phénomènes de dégradation des matériaux cimentaires et leur conséquences à l'échelle macroscopique, en terme de comportement mécanique, de fissuration et donc de durabilité. Dans le cadre de projet, une des pathologies étudiées était le séchage et la microfissuration induite à différentes échelles. A l'échelle du matériau, le retrait de la pâte peut être gêné par l'inclusion granulaire plus rigide et entrainer un premier type de microfissuration qui s'initie à l'interface entre les deux phases. Une deuxième microfissuration structurale peut également se produire du fait des gradients de déformations de retrait entre le cœur et la surface du matériau. Un vaste programme expérimental a été établi avec pour ambition d'étudier les effets du séchage et de la microfissuration inhérente sur les propriétés mécaniques des matériaux à base cimentaires. Les matériaux étudiés sont la pâte de ciment, le mortier et le béton afin d'analyser le rôle des inclusions granulaires. Quatre conditions thermo-hydriques sont appliquées, à savoir par ordre de sévérité de séchage, 20°C-76%HR, 20°C-50%HR, 40°C-50% et 40°C-23%HR. Pour chaque matériau et chaque condition de séchage, les retraits et les pertes de masses sont enregistrés jusqu'à obtention d'un état proche de l'équilibre hydrique. L'effet du séchage et du degré de saturation sur les propriétés mécaniques est estimé à travers une campagne d'essais de résistance en compression, module de Young, résistance en traction par fendage, résistance en traction par flexion trois points et flexion quatre points menés sur l'ensemble des échantillons ayant subi les conditions thermo-hydriques de conservation. Différentes géométries ont été testées, échantillons épais classiquement utilisées par les normes mais aussi éléments fins afin de limiter la microfissuration structurale et de se focaliser sur l'effet de celle due au retrait de la pâte gênée par les inclusions granulaires. Les résultats obtenus ne montrent pas d'influence significative du degré de saturation sur la résistance en compression dès lors que le séchage se fait de façon assez homogène, par contre sur éléments épais, une microfissuration structurale de retrait entraine une diminution de cette résistance pour la condition de séchage la plus sévère. Les modules d'élasticité diminuent avec le degré de saturation, démontrant la contribution de l'eau sur la compressibilité des matériaux. Les résistances en traction quant à elles, augmentent avec le séchage grâce à l'action de précontrainte due aux tensions capillaires. L'analyse comparative des résistances à la traction par flexion, de flexion 3 points et 4 points, montre que l'effet d'échelle probabiliste subsiste indépendamment du degré de saturation.


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