Comportement du béton au jeune âge
Paul Acker
Jean-Michel Torrenti
Franz-Josef Ulm
hermes Science
Chapitre 1. Introduction: position du problème industriel
13
Paul Acker
Chapitre 2. Les paramètres influents
19
Vincent Waller et Buqan Miao
2.1. Introduction19
2.2. Influence de la composition du matériau20
2.2.1. Caractéristiques touchant la température du béton20
2.2.1.1. Dégagement de chaleur22
2.2.1.1.1. Degrés d'hydratation des liants24
2.2.1.1.2. Chaleurs massiques d'hydratation ou de réaction26
2.2.1.1.3. Cinétique27
2.2.1.2. Capacité thermique31
2.2.1.3. Coefficient de dilatation thermique33
2.2.2. Caractéristiques mécaniques33
2.2.2.1. Résistance en compression au jeune âge33
2.2.2.2. Résistance en traction au jeune âge35
2.2.2.3. Module d'élasticité et coefficient de Poisson35
2.2.2.4. Retrait36
2.2.2.5. Fluage propre38
2.3. Effets des conditions aux limites39
2.3.1. Effets des conditions aux limites thermiques40
2.3.2. Effets des conditions aux limites hygrométriques44
2.3.3. Effets des conditions aux limites de type mécanique48
2.3.4. Conclusion49
2.4. Bibliographie51
Chapitre 3. Eléments de modélisation - identification et caractérisation expérimentale
63
Franz-Josef Ulm, Jean-Michel Torrenti, Benoît Bissonnette, Jacques Marchand
3.1. Introduction63
3.2. Le problème thermo-chemo-mecanique couplé63
3.2.1. Modélisation macroscopique de la réaction d'hydratation63
3.2.1.1. Le degré d'hydratation64
3.2.1.2. Chémoélasticité: élasticité vieillissante et retrait endogène65
3.2.1.3. Couplage thermochimique67
3.2.1.4. Ecrouissage chémoplastique68
3.2.1.5. Fluage au jeune âge72
3.2.1.5.1. Fluage à court terme73
3.2.1.5.2. Fluage à long terme74
3.2.2. Identification de la cinétique d'hydratation76
3.2.3. Identification de l'affinité normalisée78
3.3. Obtention des données, méthodes expérimentales80
3.3.1. Degré d'hydratation81
3.3.1.1. Evaluation de la quantité de ciment hydraté81
3.3.1.2. Mesure de la quantité de chaleur dégagée83
3.3.2. Variations volumétriques84
3.3.2.1. Le retrait chimique85
3.3.2.1.1. La contraction Le Chatelier85
3.3.2.1.2. Le retrait d'autodessiccation87
3.3.2.1.3. Mesure combinée des retraits d'autodessiccation externe et interne91
3.3.2.2. Le retrait thermique92
3.3.3. Comportement mécanique94
3.3.3.1. Résistances mécaniques94
3.3.3.2. Propriétés viscoélastiques95
3.3.3.2.1. Essais de fluage sur béton durci95
3.3.3.2.2. Essais de fluage sur béton durcissant97
3.4. Conclusion102
3.5. Bibliographie
114
Chapitre 4. Exemples d'application
127
Jean-Luc Clément et Jean-Louis Tailhan
4.1. Introduction127
4.2. Aide à la conception d'ouvrage: étude en deux dimensions129
4.2.1. Position du problème129
4.2.2. Modèle et conditions aux limites129
4.2.3. Principaux résultats130
4.2.4. Apport de l'étude effectuée132
4.3. Estimation des risques de fissuration de pièces massives: approche en trois dimensions133
4.3.1. Position du problème et objectifs des études133
4.3.2. L'ouvrage et les éléments concernés134
4.3.3. Les objectifs visés et les études réalisées134
4.4. La démarche employée137
4.4.1. Les études prévisionnelles137
4.4.1.1. Données disponibles et données estimées137
4.4.1.2. Résultats des calculs thermiques et mécaniques140
4.4.1.3. Comparaison avec les mesures et précision des résultats143
4.4.2. Recalages144
4.4.2.1. Nouvelles données disponibles145
4.4.2.2. Comparaison calculs recalés / mesures146
4.4.3. Analyse147
4.4.3.1. Les limites d'un calcul thermique et les paramètres essentiels147
4.4.3.2. Les limites d'un calcul mécanique149
4.5. Bibliographie
150
Chapitre 5. La prévision des résistances au jeune âge
153
Laetitia d'Aloia Schwartzentruber
5.1. Introduction153
5.2. La maturométrie ou «méthode de l'âge équivalent»154
5.2.1. Principes de la méthode154
5.2.2. Fondements scientifiques155
5.2.2.1. Préambule155
5.2.2.2. Définition de la maturité155
5.2.2.3. Définition de l'âge équivalent156
5.2.2.4. Introduction de la loi d'Arrhenius157
5.2.2.5. Principe général d'application159
5.2.3. Les limites de la méthode160
5.2.4. Positionnement de la méthode162
5.3. L'étalonnage de la méthode163
5.3.1. Approches expérimentales et numériques164
5.3.1.1. Approches expérimentales mécanique et calorimétrique164
5.3.1.2. Approches numériques166
5.3.2. Détermination de l'énergie d'activation apparente du béton: Ea167
5.3.2.1. Méthode des vitesses167
5.3.2.2. Méthode de superposition170
5.3.3. Détermination de la courbe d'étalonnage171
5.3.4. Cas des bétons à période dormante longue173
5.3.4.1. Définition du temps caractéristique t173
5.3.4.1.1. Modélisation de t* par la loi d'Arrhenius: détermination de Ea0174
5.3.4.1.2. Prédiction de t* sur chantier174
5.3.4.2. Détermination de la courbe d'étalonnage et de Ea au-delà de t*175
5.3.4.2.1. Cas de la méthode des vitesses175
5.3.4.2.2. Cas de la méthode de superposition176
5.4. La mise en place de la méthode sur chantier176
5.4.1. La fabrication du béton176
5.4.2. La définition des points critiques de l'ouvrage et l'instrumentation177
5.4.2.1. Les points critiques177
5.4.2.2. L'instrumentation177
5.4.3. L'étalonnage au laboratoire et sur chantier178
5.4.4. La mise en place des contrôles de conformité179
5.5. Conclusion180
5.6. Bibliographie
180
Principales notations
185
Index
187