Retrait et fluage des bétons à haute performance

Abstract

L'étude du comportement à long terme (retrait et fluage) d'éléments structuraux en service et des échantillons fabriqués avec des bétons à haute performance est relativement récente. Au laboratoire des matériaux de l'Université de Sherbrooke nous avons réalisé des essais de retrait et de fluage sur des échantillons fabriqués avec deux bétons à haute performance. Le premier béton contenait de la fumée de silice, il sera désigné par la suite comme étant le béton C-100 (98 MPa à 91 jours). Le deuxième béton est un béton ne contenant pas de fumée de silice, il sera désigné par la suite comme étant le béton C-85 (85 MPa à 91 jours). Différents échantillons de ces bétons ont été prélevés lors du bétonnage de quatre colonnes expérimentales dont deux font partie de la structure et deux autres sont seulement des colonnes témoins (50 mm plus courtes que les colonnes actives) qui n'ont jamais supporté aucune charge. L'effet de plusieurs facteurs sur le taux de retrait et le retrait final a été évalué. Il a été remarqué que : plus la durée de mûrissement initiale est longue, moins est le retrait par séchage mesuré après 365 jours de vieillissement à l'air; le mûrissement à l'eau génère un léger gonflement dans le cas des échantillons fabriqués avec le béton C-85 tandis que ce gonflement est négligeable dans le cas des échantillons fabriqués avec le béton C-100; le retrait final des échantillons fabriqués avec le béton C-100 après 365 jours de séchage est inférieur à celui des échantillons fabriqués avec le béton C-85; Durant les essais de fluage réalisés sur des échantillons scellés et exposés à l'air en permanence, les effets des facteurs suivants ont été évalués: l'âge du béton au moment de l'application de la charge : le coefficient de fluage et le coefficient spécifique de fluage après 365d de chargement pour des échantillons chargés à 28d sont supérieurs à ceux des échantillons chargés à 7d et sont inférieurs à ceux chargés à 91d; le mûrissement après scellement : le fluage, le coefficient de fluage et le coefficient spécifique de fluage des échantillons scellés fabriqués avec le béton C-85 sont inférieurs à ceux des échantillons mûris à l'air. Alors que, dans le cas du béton C-100 cet effet est moins prononcé; la fumée de silice a été combinée à un faible rapport eau liant: le fluage, le coefficient de fluage et le coefficient spécifique de fluage des échantillons fabriqués avec le béton C-100 de rapport eau liant égal 0,23 et contenant de la fumée de silice ont été inférieurs à ceux des échantillons fabriqués avec le béton C-85 de rapport eau ciment égal 0,28 et ne contenant pas de la fumée de silice; L'instrumentation à l'aide de cordes vibrantes de 4 colonnes a permis d'évaluer la somme de déformations dues aux charges appliquées (morte et vive) de deux colonnes actives fabriquées avec les deux bétons C-100 et C-85. Également, les déformations dues au retrait du béton des deux colonnes témoins jumelées aux colonnes actives ont été évaluées. Différentes comparaisons entre les différents types de déformations ont été réalisées dans le but de comparer les comportements de ces éléments structuraux. Les formules préconisées par le modèle du comité 209 de l'ACI (1982) ont représenté adéquatement nos résultats expérimentaux (retrait par séchage, coefficient de fluage). Les constantes de ces équations ont été évaluées avec l'aide d'une méthode de régression non linéaire.