| Titre : | Etude Expérimentale Sur La Compatibilité Déformationnelle Des Réparations En Béton De Sable |
| Auteurs : | Karima Gadri, Auteur ; Abdelhamid Guettala, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Année de publication : | 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Béton de sable ; Substrat ; Rechargement ; Rugosité de surface ; Compatibilité déformationnelle ; Résistance de liaison |
| Résumé : |
Ce travail porte sur la compatibilité dimensionnelle des réparations en béton. Il a pour
objectif l'étude de la capacité d'adaptation du béton de sable comme rechargement adhérent au support en béton ordinaire. De plus, il consiste à l'évaluation du niveau d’adhérence entre les deux matériaux en contacte. En tenant compte du fait que les principales pathologies des rechargements minces adhérents à base cimentaire résultent de la fissuration due aux variations dimensionnelles, et pour atteindre l’objectif visé de cette étude, l'utilisation du béton de sable comme matériau de rechargement qui se caractérise par un faible module d’élasticité s'avère une solution prometteuse. Dans ce cadre, après une démarche de formulation, quatre mélanges de béton de sable destinés à la réparation ont été caractérisés ; à savoir, trois mélanges à base de sable concassé: le premier est à 100% de filler calcaire (BSCR), le deuxième est à base d’une alliance de filler (50% filler calcaire et 50% de poudre de verre) (BSVR), et le troisième mélange est à base d'une substitution du filler calcaire par 5% de la fumée de silice (BSFR) et en fin un mélange à base de sable de dune et 100% de filler calcaire (BSDR). Une simulation de la structure réparée par la technique de rechargement mince adhérent été appliquée. Les composites sujets d’essai sont constitués d’une couche de rechargement en béton de sable coulée sur un substrat en béton ordinaire. Les substrats sont préparés selon différentes formes avec deux niveaux de rugosité de surface : lisse (LS) et rugueuse (RG), et pour chaque niveau de rugosité, un traitement de surface supplémentaire a été effectué Des essais d’adhérence de flexion trois points, de fendage et de cisaillement oblique était appliqués sur des éprouvettes composites support-rechargement, afin de déterminer la résistance et la qualité de liaison, ainsi que le mode de rupture pour chaque composite. Les résultats expérimentaux ont montrés des résistances de liaison par fendage remarquables par les rechargements BSVR et BSCR, dépassant 2.5 MPa. Ce qui a permet d’apprécier une excellente qualité de liaison. D’ailleurs, l’ensemble des résultats reflète une capacité d’adaptation significative, ainsi qu’une compatibilité déformationnelle adéquate du béton de sable avec le béton ordinaire du substrat, qui contribue à l’amélioration de la durabilité des réparations. |
| Sommaire : |
Table des matières
Remerciements............................................................................................................................... i Résumé............................................................................................................................................ ii Abstract.......................................................................................................................................... iii ????? ا............................................................................................................................................... iv Table des matières........................................................................................................................ v Liste des figures............................................................................................................................ ix Liste des tableaux......................................................................................................................... xiv Liste des abréviations................................................................................................................... xvii INTRODUCTION GENERALE.................................................................................... 1 CHAPITRE I : ETAT DES CONNAISSANCES I.1 Introduction........................................................................................................... 6 I .2 La dégradation du matériau béton 6 I .2.1 Dégradations d’origine physique................................................................... 7 I .2.2 Dégradations d’origine mécanique................................................................ 7 I .2.3 Dégradations d’origine chimique.................................................................. 7 I.3 Concept d’une réparation..................................................................................................... 8 I.4 Contexte normatif................................................................................................................ 8 I.5 Processus d’une réparation …………………………………………………………….… 9 I.6 Durabilité d’un système de réparation...................................................................... 11 I.7 Mécanismes d’adhérence.......................................................................................... 11 I.7.1 Adhérence mécanique (ancrage mécanique)................................................. 12 I.7.2 Adhérence spécifique (interaction physico-chimique).................................... 12 I.7.3 Mode de rupture d’un système de réparation …………………………………… 13 I.8 Paramètres influençant l’adhérence......................................................................... 14 I.8.1 Rugosité et intégrité du substrat.................................................................. 14 I.8.1.1 L’évaluation de la rugosité de surface ……………………………. 17 I.8.2 L’état hydrique du substrat......................................................................... 19 I.8.3 L’utilisation d’un agent de liaison.............................................................. 20 I.8.4 Propriété du matériau de réparation............................................................. 21 I.9 Méthodes d'essais d'adhérence............................................................................................. 24 I.10 Notions de compatibilité dans les réparations............................................................ 27 I.10.1 La compatibilité de perméabilité.................................................................. 28 I.10.2 La compatibilité chimique........................................................................... 28 I.10.3 La compatibilité électrochimique.................................................................. 28 I.10.4 La compatibilité déformationnelle (volumétrique)........................................ 29 I.11 Facteurs influençant la compatibilité déformationnelle.............................................. 29 I.11.1 Le retrait.................................................................................................... 29 I.11.1.1 Le retrait plastique...................................................................... 30 vi I.11.1.2 Le retrait thermique................................................................... 30 I.11.1.3 Le retrait endogène....................................................................... 31 I.11.1.4 Le retrait de séchage................................................................... 32 I.11.2 Le module d’élasticité................................................................................. 34 I.11.3 La dilatation thermique............................................................................... 35 I.11.4 Le fluage.................................................................................................... 35 I.12 Les bétons de sable.................................................................................................. 36 I.12.1 Les constituants d’un béton de sable................................................................... 36 I.12.1.1 Le Sable...................................................................................... 37 I.12.1.2 Les additions minérales............................................................... 38 I.12.1.3 Les ciments................................................................................ 40 I.12.1.4 L’eau de gâchage........................................................................... 41 I.12.1.5 Les adjuvants............................................................................. 41 I.12.1.6 Les autres ajouts........................................................................... 41 I.12.2 Propriétés générales des bétons de sable....................................................... 42 I.12.2.1 Maniabilité................................................................................. 42 I.12.2.2 Résistance à la compression......................................................... 43 I.12.3 Propriétés spécifiques................................................................................... 47 I.12.3.1 La résistance à la traction................................................................ 47 I.12.3.2 Le retrait..................................................................................... 48 I.12.3.3 Le module d’élasticité.................................................................... 49 I.12.3.4 Durabilité.................................................................................... 50 I.12.4 Formulation des bétons de sable....................................................................... 51 I.12.5 Exemples d’applications des bétons de sable dans la réhabilitation................. 53 I.13 Conclusion................................................................................................................ 56 CHAPITRE II : TECHNIQUES D’EXPERIENCES II.1 Introduction........................................................................................................... 58 II.2 Techniques et procédure de réparation..................................................................... 58 II.2.1 Fabrication des substrats....................................................................................... 58 II.2.2 Préparation des surfaces des substrats ................................................................... 60 II.2.3 Application de la réparation …………………………………………………… 63 II.2.4 Murissement des composites (Rechargement – Substrat)……………………. 64 II.3 Essais mécanique d’adhérence................................................................................. 64 II.3.1 Essais de traction indirecte.......................................................................... 65 II.3.1.1 Essai de fendage (Essai Brésilien) …………………………………. 65 II.3.1.2 Essais de flexion trois points ………………………………………. 67 II.3.2 Essais de cisaillement oblique …………………………………………………. 68 II.4 Essai de Compatibilité dimensionnelle …………………………………………………. 70 II.5 Conclusion................................................................................................................ 72 vii CHAPITRE III: MATERIAUX, FORMULATION ET CARACTERISATION DES BETONS III.1 Introduction ……………………………………………………………………………… 74 III.2 Matériaux utilisés et caractéristiques …………………………………………………… 74 III.2.1 Granulats ………………………………………………………………………… 74 III.2.2 Ciment …………………………………………………………………………. 75 III.2.3 Filler calcaire …………………………………………………………………… 76 III.2.4 La poudre de verre …………………………………………………………….. 76 III.2.5 Fumée de silice …………………………………………………………………. 77 III.2.6 Superplastifiant ………………………………………………………………… 79 III.2.7 Eau de gâchage ………………………………………………………………… 79 III.3 Malaxage et conservation des bétons ……………………………………………………. 79 III.4 Formulation des bétons étudiés ………………………………………………………….. 80 III.4.1 Béton du support ………………………………………………………………… 80 III.4.2 Béton de sable du rechargement (formulation de base) ………………………. 80 III.4.3 Détermination des compositions des bétons de sable de réparation …………. 85 III.4.3.1 Béton de sable avec fumée de silice ……………………………….. 85 III.4.3.2 Béton de sable avec la poudre de verre ……………………………… 87 III.4.3.3 Béton de sable de dune …………………………………………….. 89 III.5 Béton de sable de réparation……………………………………………………………… 92 III.6 Caractérisation des bétons étudiés ……………………………………………………… 92 III.6.1 Caractérisation mécanique …………………………………………………..… 93 III.6.1.1 Résistance à la compression ………………………………………… 93 III.6.1.2 Résistance à la traction par flexion …………………………………. 94 III.6.1.3 Résistance à la traction par fendage ………………………………… 95 III.6.1.4 Module d’élasticité ………………………………………………… 96 III.6.2 Caractérisation physique ………………………………………………………… 99 III.6.2.1 La porosité accessible à l’eau ……………………………………… 99 III.6.2.2 Mesure des retraits libres et des pertes de masse …………………….. 102 III.6.3 Conclusion …………………………………………………………………….. 109 CHAPITRE IV: PRESENTATION DES RESULTATS ET DISCUSSION IV.1 Introduction ……………………………………………………………………………. 112 IV.2 Liaison et adhérence mécanique …………………………………………………………. 112 IV.2.1 Résistance de liaison par flexion (flexion trois points) ………………………… 113 viii IV.2.1.1 Variance de la résistance de liaison par flexion …………………… 113 IV.2.1.2 Effet de rugosité de surface sur la résistance de liaison par flexion 117 IV.2.1.3 Modes de rupture des éprouvettes composites soumises à la flexion (Cas A) …………………………………………………………….. 119 IV.2.1.4 Effet de l'orientation de l'interface sur la résistance de liaison à la flexion ……………………………………………………………… 121 IV.2.2 Résistance de liaison au fendage ……………………………………………….. 124 IV.2.2.1 Variance de la résistance de liaison par fendage des composites cylindriques …………………………………………………………. 124 IV.2.2.2 Effet de la rugosité de surface sur la résistance de liaison au fendage des composites cylindriques ……………………………………… 128 IV.2.2.3 Effet de la rugosité de surface sur la résistance de liaison par fendage des composites cubiques…………………………………………… 130 IV.2.2.4 Modes de rupture des composites soumises au fendage …………. 132 IV.2.3 Résistance de liaison par cisaillement oblique ………………………………. 137 IV.2.3.1 Variance de la résistance de liaison par cisaillement oblique ……. 138 IV.2.3.2 Effet de la rugosité des surfaces sur la résistance de liaison par cisaillement oblique ………………………………………………… 141 IV.2.3.3 Modes de rupture des composites soumises au cisaillement oblique 144 IV.3 Compatibilité déformationnelle des composites (Rechargement-substrat) …. 147 IV.3.1 Etat déformationnelle des composites sous sollicitations hydriques ………… 147 IV.3.2 Comportement des composites (Rechargement-Substrat) en compression uniaxiale ………………………………………………………………………. 149 IV.4 Conclusion............................................................................................................. 154 CONCLUSION GENERALE & PERSPERCTIVES………………………………………… 158 ANNEXES ........................................................................................................................... 163 REFERENCES NORMATIVES...................................................................................... 168 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES……………………………………………………… 171 LISTE DES PUBLICATIONS………………………… …….……………………………… 185 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0930 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable |
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