Caractérisation et optimisation de la performance des cartouches d'ancrage AMBEX sous chargement soutenu

Abstract

Les systèmes d’ancrages adhésifs sont utilisés dans plusieurs applications en génie civil, notamment en réhabilitation et réparation des ouvrages d’infrastructure tels que des dalles de ponts, chaussées, tunnels, barrages, murs, poteaux, ainsi que dans certains travaux d’exploration géologique et minière. Un système d’ancrage adhésif comprend trois composants : l’élément d’ancrage : une barre d’armature ou une tige filetée ; le matériau adhésif : polymérique, cimentaire ou hybride ; et le substrat : en béton ou en maçonnerie. Les charges imposées sur les barres d’ancrage sont transmises au substrat par adhérence chimique (réactions) et liaison mécanique (interlock) entre les composants mentionnés. Le modèle de design d’adhérence uniforme établit que la performance structurale d’un système d’ancrage adhésif est déterminée par la contrainte de l’adhérence (τ), développée sur toute la surface de contact, entre les composants à l’intérieur du trou d’ancrage. Ce projet, en partenariat avec l’entreprise AMBEX, étudie et évalue la performance des systèmes d’ancrage avec adhésifs en matériau cimentaire, par rapport au comportement sous chargement continu. Pour ce faire, on a ancré des barres d’armature dans un substrat en béton conventionnel. Les deux adhésifs étudiés sont les cartouches d’ancrage AAC et ARC. On a tenu compte des paramètres géométriques et d’installation en assurant la rupture de l’adhérence lors des essais d’arrachement. On a évalué deux conditions en service: température ambiante (21ºC) et élevée (43ºC). On a effectué des essais statiques de traction et des essais sous chargement soutenu. Les résultats sont présentés dans des graphiques « chargedéplacement-temps », afin d’établir des prédictions futures de comportement. Le projet montre les avantages des ancrages adhésifs en matériau cimentaire, tels que le taux de fluage très faible sous chargement soutenu, et quelques limitations aussi, comme la variabilité des résultats à l’arrachement pour les ancrages avec la cartouche AAC.

Abstract : Adhesive anchoring systems are used in many civil engineering applications, including rehabilitation and repair of infrastructure such as bridge decks, roadways, tunnels, dams, walls, columns, and in some geological explorations and mining. An adhesive anchoring system consists of three components: the anchor: a reinforcing bar or a threaded rod; the adhesive material: polymeric, cementitious or hybrid; and a substrate of concrete or masonry. The loads applied on the anchor rods are transmitted by a chemical adhesion to the substrate (reactions) and mechanical interlock between the components mentioned. The design pattern of uniform adhesion establishes that the structural performance of an adhesive anchoring system is determined by the bond strength (τ) developed across the contact surface, between the components within the anchor hole. This project, in partnership with AMBEX, investigates and assesses the performance of an anchoring system, with an adhesive of cementitious material, related to the creep behaviour. To achieve this, steel rebars were anchored in a conventional concrete substrate. Two adhesives were evaluated: AAC and ARC cartridges. Geometrical and installation parameters were taken into account, to ensure bond failure during pullout tests. Two service conditions were studied: room temperature (21ºC) and high temperature (43ºC). Static tensile tests and creep tests were performed. The results are presented in graphs “load-displacement-time”, in order to make predictions of future behavior. The project shows the advantages of adhesive anchors made of cementitious material, as a feeble creep rate at sustained load, and also some limitations, as the variability of tension test results for anchors tested with AAC cartridge.