Description de l’essai

La mesure des déformations endogènes, qui a été mise au point dans le cadre des présents travaux, a comme point de départ le dispositif développé par Charron ([CHA03]) à l’université Laval. Le dispositif existant consiste en 2 bassins d’un volume de 150 litres chacun. Un moteur est centré par rapport aux deux bassins (voir Figure 2-51). Un arbre d’entraînement, avec son système de courroies de transmission, est relié à deux dispositifs fixés chacun dans un des deux bassins (voir Figure 2-52). Les deux dispositifs, qui permettent la mise en rotation, peuvent contenir jusqu’à 8 échantillons chacun.

Les échantillons sont introduits dans des pots cylindriques en PVC. Les pots sont percés afin d'y permettre la pénétration du liquide d'immersion. Ils sont ensuite fixés sur les cadres des dispositifs rotatifs. La mise en rotation des échantillons est primordiale pour éviter les effets du ressuage, mais elle joue aussi un rôle important dans l’uniformisation de la température du liquide dans le bassin. Les deux bassins sont contrôlés en température par un bain thermostaté.

Figure 2-52 : Détail du système rotatif [CHA03]

La fabrication de la pâte de ciment et du mortier est fidèle à la procédure de fabrication utilisée pour le retrait chimique. Une fois le mélange prêt, le matériau frais est introduit dans une membrane élastique, qui, dû à sa souplesse, est capable de suivre les déformations du matériau. L’ensemble, membrane et matériau, sont disposés sur une table vibrante, pour enlever les bulles d’air qui peuvent être occluses pendant l’opération de remplissage de la membrane. Après 5 minutes sous vibration, la membrane est soigneusement fermée en s’assurant qu’aucune bulle ne soit présente à l’intérieur, puis elle est nettoyée et pesée. Pour éviter l’effet d’échelle sur la mesure de retrait endogène (voir paragraphe 1.5.2.6), la masse du système "membrane et matériau" est égale à 250 ± 20g pour toutes les éprouvettes confectionnées. Les échantillons sont ensuite placés dans les pots en PVC, mais ils sont préalablement entourés par des éponges, pour éviter que la membrane ne s’abîme. Les pots sont ensuite fixés dans le système rotatif. Des mesures hydrostatiques ponctuelles sont ensuite prises à intervalles d’une heure entre chaque mesure. Comme le dispositif peut accueillir 16 échantillons en même temps, une seule balance est utilisée et les échantillons sont pesés un par un.

L’avantage d’un tel dispositif tient justement dans au grand nombre d’échantillons qui peuvent être testés au même temps, ce qui peut nous donner une idée sur la reproductibilité de l’essai. Cependant, les désavantages qui en surgissent sont nombreux. Tout d’abord, il s’agit du conditionnement de la température du liquide surnageant. En effet, le bain thermostaté utilisé ne permet pas de maintenir une température parfaitement stable pour un volume de liquide de 300 litres. La Figure 2-53 montre les résultats obtenus pour un suivi de la température pendant 3 jours, avec une consigne de température de 20°C. Nous pouvons observer une différence de température entre les deux bassins en fonction de leur position, le bassin se trouvant à côté du bain thermostaté etant mieux contrôlé. Or, comme nous l'avons montré au paragraphe 1.5.2.6, les résultats sont, dans une très grande mesure, influencés par la température.

Figure 2-53 : Suivi des températures des bassins

Par ailleurs, le nombre important d'échantillons et la mise en rotation pour éviter le ressuage exigent des mesures ponctuelles. Or, dans ce cas, on risque d’ignorer une partie importante de l'information (cinétique très rapide au jeune âge). D’autant plus que, pendant la nuit, les mesures ne sont pas prises. Un autre désavantage vient du fait que le dispositif est conçu pour travailler avec de l’eau en tant que liquide d’immersion. Des nombreuses études ont montré que la membrane élastique en latex est perméable à l’eau, ayant comme conséquence une surestimation des déformations.

Figure 2-54 : Modification du dispositif du retrait endogène

Avec le dispositif utilisé, il a été toutefois possible d’étudier tous les facteurs mentionnés et d’épurer la mesure. L’étude a été menée sur des pâtes de ciment, et plusieurs conditions d’essai

20

20.5

21

21.5

22

12 36 60 84

Temps (heures)

T

em

oé

ra

tu

re

(

C)

Bassin droite

Bassin gauche

ont été simulées. Le dispositif a été modifié comme montré dans la Figure 2-54, où le bassin de gauche est montré. Le bassin de droite est parfaitement symétrique, et il n’est pas illustré. Le système rotatif est isolé dans un récipient étanche, et un autre récipient plus petit est fixé à coté. Les deux récipients sont remplis avec de l’huile de paraffine dans le cas du bassin de gauche, tandis que dans le bassin de droite ils vont être remplis avec de l’eau. Le conditionnement en température sera effectué par le biais d’un bain thermostaté. Les essais se déroulent en parallèle, des échantillons sont fabriqués et installés dans les deux bassins. Une étude qui permet d’identifier l’importance de la rotation et du liquide d’immersion, en fonction du rapport eau – ciment, est présentée dans les sous-sections qui suivent. Tous les essais ont été faits sur des pâtes de ciment.

Les déformations présentées dans les figures qui suivent sont des déformations volumiques (contraction) et seront exprimées en ml/gcim, pour faciliter la comparaison avec les résultats de la littérature, souvent exprimées de telle manière. Pour la comparaison avec les résultats linéiques obtenus selon les différentes méthodes présentées aux paragraphes précédents, nous allons faire l'hypothèse des déformations isotropes, en transformant les valeurs de retrait obtenues sur le volume en retrait linéique, selon la relation:

∆ 3 =

∆ _(2-4)