Essai de retrait plastique

Le retrait plastique a lieu lorsque la pâte de béton se trouve dans la phase plastique. Le processus physique entraînant le retrait plast

chapitre.

Quelques techniques expérimentales

mesures linéiques, horizontales et verticales du retrait des matériaux cimentaires. Le prin consiste à mesurer la déformation longitudinale d’un échantillon coulé dans un moule. Le problème majeur lié à l’utilisation de cette méthode est le frottement

moule. Ce frottement peut être

années, des progrès ont été réalisés pour améliorer ces

[15] ont ainsi pu mesurer la déformation avant la prise. Ils ont proposé un dispositif permettant d’éliminer le frottement entre l’échantillon et le moule en assurant l’isolation parfaite de l’échantillon, contrairement à Craeye et De Schutter [16

type de LVDT engendre un effort matériau avant la période de prise.

Turcry [17] a proposé un dispositif plus sophistiqué développé au GeM (

composé d’un moule très déformable, muni de capteur de déplacement sans contac l’échantillon (Figure 2-27). Ce dispositif est caractérisé par un moule prismatique en acier, de dimensions 70 x 70 x 280 mm repos

est également recouvert de téflon. Les deux extrémités sont percées

circulaire. A l'intérieur du moule vient se placer une enveloppe formée par une feuille de polyane, et deux plaques minces en PVC blanc. Lorsque l'échantillon se rétracte, il entraîne les plaques de PVC. Deux capteurs lasers, dont les rayons se réfléchissent sont utilisés pour mesurer leurs déplacements. L'emploi d'un laser permet d'éviter tout contact entre

Figure 2-27: Schéma du dispositif de mesure de retrait plastique [17].

pour la mesure des variations dimensionnelles de l’état frais à l’état

Essai de retrait plastique

a lieu lorsque la pâte de béton se trouve dans la phase plastique. Le processus physique entraînant le retrait plastique des matériaux cimentaires a été présenté dans le premier

expérimentales ont été évoquées dans la littérature pour effectuer d mesures linéiques, horizontales et verticales du retrait des matériaux cimentaires. Le prin consiste à mesurer la déformation longitudinale d’un échantillon coulé dans un moule. Le problème majeur lié à l’utilisation de cette méthode est le frottement qui peut exister entre l’échantillon et le

limité en lubrifiant les parois de contact. Pendant ont été réalisés pour améliorer ces dispositifs expérimentaux.

a déformation avant la prise. Ils ont proposé un dispositif permettant liminer le frottement entre l’échantillon et le moule en assurant l’isolation parfaite de ment à Craeye et De Schutter [16]. Cependant l’utilisation des capteurs de type de LVDT engendre un effort normal exercé sur le matériau, ce qui surestime le retrait du matériau avant la période de prise.

] a proposé un dispositif plus sophistiqué développé au GeM (Ecole C

composé d’un moule très déformable, muni de capteur de déplacement sans contac ). Ce dispositif est caractérisé par un moule prismatique en acier, de

reposant sur une plaque recouverte de téflon. L'intérieur de ses parois est également recouvert de téflon. Les deux extrémités sont percées en leur centre d'une ouverte circulaire. A l'intérieur du moule vient se placer une enveloppe formée par une feuille de polyane, et deux plaques minces en PVC blanc. Lorsque l'échantillon se rétracte, il entraîne les plaques de PVC. ont les rayons se réfléchissent sont utilisés pour mesurer leurs déplacements. L'emploi d'un laser permet d'éviter tout contact entre le béton frais et le capteur.

: Schéma du dispositif de mesure de retrait plastique [17].

des variations dimensionnelles de l’état frais à l’état

a lieu lorsque la pâte de béton se trouve dans la phase plastique. Le processus a été présenté dans le premier

la littérature pour effectuer des mesures linéiques, horizontales et verticales du retrait des matériaux cimentaires. Le principe consiste à mesurer la déformation longitudinale d’un échantillon coulé dans un moule. Le problème entre l’échantillon et le de contact. Pendant les vingt dernières dispositifs expérimentaux. Jensen et Hansen a déformation avant la prise. Ils ont proposé un dispositif permettant liminer le frottement entre l’échantillon et le moule en assurant l’isolation parfaite de ]. Cependant l’utilisation des capteurs de qui surestime le retrait du

Ecole Centrale de Nantes), composé d’un moule très déformable, muni de capteur de déplacement sans contact avec ). Ce dispositif est caractérisé par un moule prismatique en acier, de sur une plaque recouverte de téflon. L'intérieur de ses parois en leur centre d'une ouverte circulaire. A l'intérieur du moule vient se placer une enveloppe formée par une feuille de polyane, et deux plaques minces en PVC blanc. Lorsque l'échantillon se rétracte, il entraîne les plaques de PVC. ont les rayons se réfléchissent sont utilisés pour mesurer leurs déplacements.

capteur.

: Schéma du dispositif de mesure de retrait plastique [17].

Dans notre étude, nous avons conçu et fabriqué au laboratoire un dispositif proche de celui de Turcry. Les éléments du dispositif

prismatique en PVC, de dimensions 7

avec une ouverture circulaire afin de pouvoir insérer des capteurs de déplacement LVDT. A l’i du moule est placé un film plastique

plaques en PVC vissées aux capteurs LVDT (dimensions béton se rétracte, les plaques PVC entrainent l

7mm/Volt) et permettent de mesurer le

Chaque capteur enregistre le déplacement à mi

correspond à la moyenne des déplacements enregistrés à mi déplacement (de chaque côté).

Figure 2-28: Schéma du dispositif d

, nous avons conçu et fabriqué au laboratoire un dispositif proche de celui de Les éléments du dispositif sont présentés sur la Figure 2-28. Le moule de retrait est un moule prismatique en PVC, de dimensions 70x70x280 mm³. Les deux extrémités sont percées en leur centre

une ouverture circulaire afin de pouvoir insérer des capteurs de déplacement LVDT. A l’i plastique très fin et très souple pour limiter les frottements, et

apteurs LVDT (dimensions des plaques 68 x67 x

, les plaques PVC entrainent les capteurs de déplacement LVDT uti

et permettent de mesurer le déplacement longitudinal à mi-hauteur de l’échantil Chaque capteur enregistre le déplacement à mi-hauteur de l’éprouvette. Le retrait obtenu correspond à la moyenne des déplacements enregistrés à mi-hauteur, par les

: Schéma du dispositif de mesure de retrait plastique [17].

, nous avons conçu et fabriqué au laboratoire un dispositif proche de celui de . Le moule de retrait est un moule ont percées en leur centre une ouverture circulaire afin de pouvoir insérer des capteurs de déplacement LVDT. A l’intérieur ur limiter les frottements, et deux

x5 mm³). Lorsque le es capteurs de déplacement LVDT utilisés (sensibilité : hauteur de l’échantillon. hauteur de l’éprouvette. Le retrait obtenu hauteur, par les deux capteurs de

L’usage de vis permet une récupération beaucoup plus facile des plaques PVC après décoffrage. Un thermocouple est également placé au milieu de l’éprouvette afin de permettre le suivi thermique du béton durant l’essai (durant l’hydratation).

En parallèle à ces essais, des mesures continues et automatiques de perte de masse sont effectuées sur des cylindres de diamètre 110 mm et de hauteur 70 mm posés sur des balances (voir Figure 2-29). Chaque cylindre offre une surface d’évaporation de 78.5 cm². L’évaporation est définie par le rapport :

 ð5

 ^{[Eq. 2-15]}

Figure 2-29: Schéma du dispositif de la mesure en continue de la perte de masse.

Où, _ð est la masse initiale de l’éprouvette,  la masse de l’éprouvette à l’instant t et S la surface d’évaporation égale à 78.5 cm².

Répétabilité de l’essai

Au cours de cette étude et afin de valider nos dispositifs de mesure, nous avons effectué des essais de répétabilité sur le BAP à base de CEM I. La Figure 2-30 présente les résultats obtenus pour deux essais différents. On remarque qu’il y a une légère dispersion entre les deux essais qui reste acceptable. Ce phénomène s’explique par la forte sensibilité du retrait plastique à toute variation aussi faible soient-elles de la température et/ou de l’humidité relative.

D’après ces résultats, on peut distinguer 3 phases dans l'évolution du retrait : Première phase :

Dans cette première phase, on ne constate pas de retrait horizontal significatif. Le changement de volume du béton est principalement dû au tassement en raison de l'effet de la gravité et du retrait chimique. Cette consolidation conduit à une augmentation du tassement du béton, ce qui peut provoquer une remontée de l’eau à la surface supérieure et ainsi un possible ressuage. Au cours de la phase 1, la diminution de volume est transmise peu à peu horizontalement. Le retrait commence à se développer lorsque l'eau de ressuage s’évapore plus rapidement à la surface. Cette condition n'est pas suffisante ; en effet, l'apparition du retrait horizontal traduit également la présence (ou la naissance) d'un frottement interne du squelette granulaire.

Deuxième phase :

Une fois que la couche de l'eau ressuée à la surface est consommée par l’évaporation, les ménisques air-liquide sont formés à la surface entre les partic

légèrement et les déformations horizontales l'effet de la diminution de la pression capillaire est du réseau solide, et par le frottement entre le

produit, la perméabilité et la compressibilité sont réduites et l’amplitude du gradient de pression augmente. À partir d'environ 5 h, la déformation horizontale du

en raison de l’augmentation de la rigidité et donc la capacité de déformation qui ne permet plus à comprimer le squelette solide.

Figure 2-30: Évolution du retrait plastique, du tassement et du taux d’évaporation au cou

Troisième phase :

Cette phase correspond à une limite de retrait, les milieux granulaires ont été emballés de sorte qu'il est alors suffisamment dense pour résister au retrait. Contraction volumétrique s'arrête et la cour de retrait s’aplatit et le taux d'évaporation

Une fois que la couche de l'eau ressuée à la surface est consommée par l’évaporation, les ménisques liquide sont formés à la surface entre les particules solides. La pression de l'eau diminue déformations horizontales commencent à apparaître. Le retrait du béton sous pression capillaire est contrebalancé en partie par le module d'élasticité e, et par le frottement entre le fluide interstitiel et le réseau. Comme l’évaporation se produit, la perméabilité et la compressibilité sont réduites et l’amplitude du gradient de pression augmente. À partir d'environ 5 h, la déformation horizontale du béton est de plus en plus entravée en raison de l’augmentation de la rigidité et donc la capacité de déformation qui ne permet plus à

: Évolution du retrait plastique, du tassement et du taux d’évaporation au cou initiale).

Cette phase correspond à une limite de retrait, les milieux granulaires ont été emballés de sorte qu'il est alors suffisamment dense pour résister au retrait. Contraction volumétrique s'arrête et la cour

aplatit et le taux d'évaporation continue à diminuer.

Une fois que la couche de l'eau ressuée à la surface est consommée par l’évaporation, les ménisques ules solides. La pression de l'eau diminue Le retrait du béton sous en partie par le module d'élasticité fluide interstitiel et le réseau. Comme l’évaporation se produit, la perméabilité et la compressibilité sont réduites et l’amplitude du gradient de pression béton est de plus en plus entravée en raison de l’augmentation de la rigidité et donc la capacité de déformation qui ne permet plus à

: Évolution du retrait plastique, du tassement et du taux d’évaporation au cours du temps, PI (prise

Cette phase correspond à une limite de retrait, les milieux granulaires ont été emballés de sorte qu'il est alors suffisamment dense pour résister au retrait. Contraction volumétrique s'arrête et la courbe