Comparaison entre le béton ordinaire et le béton haute résistance

L‟addition de fumée de silice semble améliorer les propriétés du béton sous chargement statique. Cependant la supériorité de la performance du béton avec fumée de silice par rapport au béton ordinaire dans les situations de chargement statique n‟implique pas nécessairement sa supériorité dans le cas de situations de chargements dynamiques. La comparaison des performances du béton haute résistance avec le béton ordinaire est présentée sur la Figure 6.16a, b et c. Figure 6.16a montre le pic de charge obtenu pour les trois hauteurs de chute du marteau et les Figures 6.16b et c montrent respectivement les variations correspondantes des énergies et des déformations à la rupture. Le pic de charge élevé obtenu pour le béton haute résistance par rapport au béton ordinaire semble suggérer que le béton le plus résistant dans le cas de chargement statique est le plus résistant dans le cas de chargement dynamique. Cependant le béton haute résistance a été trouvé plus fragile que le béton ordinaire pour une certaine hauteur de chute du marteau (Figure 6.13b), comme indiqué par son énergie réduite de rupture. Finalement, la déformation au pic de charge, considérée comme la déformation à la rupture, qui est proportionnelle au déplacement au pic de charge, a été trouvée plus élevée pour le béton ordinaire que pour le béton haute résistance à une cette hauteur de chute du marteau. Il peut être noté que la valeur de la déformation au pic de charge, obtenue en utilisant l‟Equation 3.34b, est seulement la valeur moyenne de la déformation et n‟indique ni la valeur de la déformation locale ni la variation de la déformation d‟un point à un autre.

Il peut être remarqué que la surface fracturée du béton ordinaire est irrégulière sans fracture des granulats alors que la surface fracturée du béton haute résistance présente une surface lisse et avec beaucoup de granulats fracturés.

La rupture des matériaux fragiles se produit à cause de la cassure des liaisons atomiques et de la propagation des fissures. Dans le cas de matériau idéalement fragile, l‟énergie consommée durant une unité d‟extension de la fissure, appelée résistance à la propagation de la fissure R, consiste seulement à l‟énergie requise pour la cassure des adhérences à travers la surface de rupture, et comme telle est une constante.

Ainsi, quand l‟énergie de déformation libérée sur une unité d‟extension de la fissure est égale à la résistance de la fissure R, la propagation de la fissure commence. Cependant le béton n‟est pas un matériau idéalement fragile et la propagation des fissures se développe par la formation d‟un « process zone » autour de la pointe de la fissure. La formation de ce « process zone », cependant, requière de l‟énergieet ainsi la résistance de la fissure dans le béton (R) est constituée non seulement de la composante de l‟énergie de surface, mais aussi la composante de la microfissuration qui se produit dans une zone de profondeur  comme montré sur la Figure 6.17 ou  est approximativement égale à la taille maximum de l‟agrégat dans le cas du chargement statique. Comme a été montré sur la Figure 6.11 et le Tableau 6.6a, pour la poutre chargée statiquement, l‟énergie de déformation accumulée jusqu‟au pic de charge (1.00 Nm) ne semble pas être suffisante à conduire la fissure à une distance égale à la hauteur de la poutre 0 0.15 0.3 0.45 0.60 0.75 100 80 60 40 20 0

Hauteur de chute du marteau

marteau, m BO TEMPS, m sec TEMPS, m sec 40 32 24 18 8 0 0 0.15 0.3 0.45 0.60

Hauteur de chute du marteau au, m C H A R G E , K N BO BHR BHR (a) _(b) EN ER G IE D E R U P TU R E , N m 0 0.15 0.3 0.45 0.60 0.75

Hauteur de chute du marteau, m BHR (c) D EF O R M A TI O N A LA R U P TU R E X 10 4  5 4 3 2 1 0 BO

Figure 6.16 – Comparaison entre le béton ordinaire et le béton haute résistance (a) Pic de charge de flexion (b) Energie de

rupture (c) déformation à la rupture

L‟aire de la surface de la courbe charge statique par déplacement au pic de charge suggère que la poutre continue à absorber de l‟énergie pour accomplir la croissance de la fissure. Ceci est vraie bien que l‟énergie au pic des charges doit avoir été sous estimée, puisque la machine utilisée dans le test statique est de moindre raideur. Ainsi, ultimement la poutre requière à peu prés 5.5Nm avant la séparation complète des deux moitiés cassées.

Dans le cas de chargement dynamique, le même raisonnement peut être utilisé, la seule différence est dans les valeurs des énergies. En se référant à la Figure 6.10 et le Tableau 6.6b (à 0.5m de hauteur de chute du marteau), quand l‟énergie au pic de charge était seulement à peu prés de 6.4 Nm, l‟énergie totale de rupture a été supérieure à 90Nm. Ainsi, la fissure en chargement dynamique semble requérir pour croître, plus d‟énergie que pour le chargement statique. Le requière ment d‟une énergie plus élevée au pic de charge dans le cas de chargement dynamique est, en partie, une conséquence d‟un large « process zone » ou un  élevé (Figure 6.17). Cependant la détermination exacte de la profondeur de zone fissurée  sous chargement dynamique n‟est pas encore possible. En plus, les mécanismes de rupture peuvent aussi être différents sous chargement dynamique.

Il est connu que le béton haute résistance possède une meilleure adhérence que le béton ordinaire entre la pâte de ciment et les agrégats. Ce n‟est pas une surprise que le béton haute résistance présente moins de micro fissures que le béton ordinaire. Cependant, comme montrée sur la figure 6.18 et le tableau 6.7, le chargement dynamique sur le béton haute résistance lui associe aussi la formation d‟une zone micro fissurée qui correspond à la région du pic des charges. A cause de l‟augmentation de ses qualités d‟adhérence, le béton haute résistance dans la présente étude, a été toujours trouvé plus fragile que le béton ordinaire.

