Performance des bétons autoplaçants développés pour la réparation des infrastructures en béton

Abstract

Grâce à sa très grande ouvrabilité, le béton autoplaçant (BAP) est utilisé au Canada pour la réparation de structures afin de faciliter la mise en place et la consolidation du béton dans des endroits d'accès restreint. Un programme expérimental a été entrepris pour évaluer systématiquement l'influence de divers paramètres de dosage des mélanges sur les propriétés mécaniques, la durabilité au gel, la résistance aux sels déverglaçants, les propriétés viscoélastiques incluant la fissuration et les propriétés de transport ainsi que les propriétés rhéologiques des BAP. Les paramètres étudiés sont le dosage des mélanges, les combinaisons adjuvants-liants, le type et la teneur de fibres synthétiques, le type de superplastifiant, le dosage en adjuvant réducteur de retrait, l'utilisation de fibres hybrides, ainsi que l'homogénéité des propriétés in situ. Le type d'adjuvant chimique semble avoir une influence considérable sur la performance des BAP. Le BAP fabriqué avec un superplastifiant à base de polynaphthalène sulphonate (PNS) a exigé un dosage plus élevé en superplastifiant et est associé à un tassement de la surface plus élevé comparativement au béton préparé avec un superplastifiant à base de polycarboxylate (PCP). Toutefois, le premier béton a présenté une plus grande robustesse et un meilleur maintien de l'ouvrabilité. Pour un rapport E/L donné, le béton incorporant un PNS a développé une résistance à la compression à 56-j jusqu'à 20% moins élevée comparativement à un BAP similaire fabriqué avec un superplastifiant à base de PCP. Malgré une résistance à la compression peu élevée, le BAP fabriqué avec un superplastifiant à base de PNS avait un temps à la fissuration 2,7 fois plus long comparativement à un BAP similaire préparé avec un superplastifiant à base de PCP. L'incorporation d'adjuvant réducteur de retrait mène à une réduction prononcée du retrait de séchage et du risque de fissuration dû au retrait empêché. Le BAP fabriqué avec un dosage élevé d'agent réducteur de retrait de 8 L/m[indice supérieur 3] a développé un retrait de séchage 35% moins élevé et un temps à la fissuration 2,3 plus grand qu'un béton sans agent réducteur de retrait. Selon les résultats présentés dans cette thèse, des lignes directrices pour l'utilisation des BAP pour la réparation d'infrastructures sont suggérées. Les BAP conçus pour les réparations doivent avoir un écoulement de 620 à 720 mm, et selon l'essai d'écoulement utilisé, un rapport de blocage au L-box (h[indice inférieur 2]/h[indice inférieur 1]) plus élevé que 0,70, un écoulement au JRing de 600 à 700 mm et un étalement à l'essai d'écoulement et à l'essai du JRing de moins de 50mm. Un tassement de surface de 0,5% et un index de ségrégation dans une colonne de 3% sont recommandés afin d'assurer des propriétés in situ homogènes. Le BAP doit aussi développer un coefficient de durabilité au gel minimal de 80% et une masse de résidus à l'écaillage cumulative maximale de 500 g/m[indice supérieur 2]. Un tel matériau de réparation doit posséder un coefficient de diffusion des ions chlorure de moins de 3.5 × 10[indice supérieur -12] m[indice supérieur 2]/s, une perméabilité aux ions chlorure de moins de 1000 Coulomb, un volume de gros pores capillaires (>50 nm) de moins de 45 mm[indice supérieur 3]/g et un rapport du volume de la porosité capillaire (>50 nm) à la porosité totale de moins de 0,60. Les résultats de retrait empêché indiquent que le BAP doit assurer un potentiel de fissuration de moins de 50%, ce qui correspond à un temps à la fissuration de plus de 14 jours. Pour ce faire, l'utilisation combinée d'agent réducteur de retrait et de fibres synthétiques ou hybrides à un volume de 0,25% ou 0,50% s'avèrent très efficace pour développer des BAP de haute- performance au potentiel de fissuration faible. Une équation de régression multiple prenant en considération le retrait de séchage et le module d'élasticité peut permettre d'évaluer le potentiel de fissuration des BAP."--Résumé abrégé par UMI.