Essais de durabilité

Deux essais de durabilité différents ont été sélectionnés afin d’altérer les monolithes, soit les essais de résistance aux cycles de séchage/mouillage et de gel/dégel. À la base, ces essais permettent d’évaluer la performance d’échantillons face à ces cycles climatiques destructifs. Le paramètre obtenu est une résistance à un nombre de cycles altérants, laquelle est caractérisée par une perte de masse (p. ex., perte de 2 % après 12 cycles de gel/dégel). Tel qu’élaboré dans le plan expérimental, la moitié des échantillons devait subir le double de cycles altérants afin d’évaluer s’il y avait une progression notable des impacts.

Résistance aux cycles de séchage/mouillage

Les essais de résistances aux cycles de séchage/mouillage ont été inspirés par la norme ASTM D559-03 utilisée pour les bétons sol/ciment. Toutefois, quelques paramètres ont été modifiés, notamment la taille des échantillons puisque ceux-ci possédaient un diamètre approximatif de 50 mm x 100 mm de longueur plutôt que les dimensions d’un échantillon formé dans un moule Proctor.

Puis, les périodes d’immersion et de séchage ont été modifiées pour tenir compte de la teneur en ciment plus élevée des monolithes. En raison de leur conductivité hydraulique possiblement plus faible que celle des bétons sol/ciment typiques, il a été jugé qu’au lieu de 5 h, 24 h seraient préférables pour bien saturer les échantillons. La période de 43 h de séchage prescrite par la norme a donc été réduite à 24 h, tout en conservant la période de temps requise pour un cycle de séchage/mouillage complet de 48 h.

L’essai a débuté par une première période de séchage de 24 h après les 7 jours de cure. Le séchage s’est déroulé dans une étuve à 110 °C et chaque échantillon a suivi ses périodes d’immersion dans son contenant attitré. Si les échantillons ne devaient subir que 6 cycles de séchage/mouillage, ils étaient replacés dans leurs contenants d’immersion jusqu’à la fin de l’essai, soit 12 cycles. Au final, tous les échantillons étaient replacés en immersion et préparés pour les essais de diffusion.

Pour ne pas faire subir les altérations additionnelles induites par la période de séchage finale, ce n’est qu’après les essais de diffusion et de conductivité hydraulique que les échantillons ont été placés à l’étuve pour déterminer leur masse sèche finale. Les contenants d’immersion ont aussi été placés à l’étuve à 110 °C pour évaluer les pertes sèches finales. En comparant ces pertes à la masse initiale sèche (somme des masses finales), on obtient le pourcentage de pertes.

Résistance aux cycles de gel/dégel – Premier essai

Les essais de résistances aux cycles de gel/dégel ont été inspirés par la norme ASTM C1262-08 utilisée pour les unités de béton moulé sec. Comme pour l’essai de résistance aux cycles de séchage/mouillage, la taille des échantillons moulés a été conservée telle quelle plutôt qu’ajustée aux exigences de l’essai, soit une épaisseur maximale de 32 mm.

Puisque cette épaisseur maximale permet de s’assurer que l’échantillon gèlera et dégèlera en seulement 8 heures, les périodes de gel et de dégel ont été augmentées à 24 h. Ainsi, la durée d’un cycle d’altération complet était 48 h, la même que pour un cycle de séchage/mouillage. Ceci permettait alors de faciliter les manipulations et d’uniformiser les périodes d’altération. L’essai a débuté par une période de gel après les 7 jours de cure. Le gel s’est déroulé dans un congélateur à -13 °C et le dégel à l’extérieur du congélateur à température ambiante (21 °C). Tout au long de l’essai, les échantillons sont restés immergés dans leur pot d’immersion.

Par contre, dû à une perte de masse trop importante, tous les essais ont été arrêtés après 3 cycles d’altération. Tous les échantillons soumis à cet essai sont restés immergés jusqu’aux essais de lixiviation. Comme leur état ne permettait plus la réalisation des autres essais de contrôle, les échantillons et les pertes ont été placés à l’étuve à 110 °C après les essais de lixiviation pour déterminer leurs masses sèches finales et leurs pourcentages de pertes.

Puisque le plan expérimental initial prévoyait de soumettre des échantillons à 6 et 12 cycles de gel/dégel pour chaque mélange et que l’essai a été arrêté à 3 cycles, il a été décidé de soumettre tous les échantillons de contingences à un autre essai de résistance aux cycles de gel/dégel tel que décrit à la section suivante.

Résistance aux cycles de gel/dégel – Deuxième essai

Pour la deuxième tentative d’altération des échantillons par des cycles de gel/dégel, le protocole a été inspiré de la norme ASTM D560-03 : Standard test methods for freezing and thawing compacted soil-cement mixtures. Il s’agit du pendant gel/dégel de la norme ASTM

D559-03 présentée en début de section. Contrairement à la norme ASTM C1262-08, les échantillons ne sont pas immergés, mais reposent debout sur des tampons humides, dans une chambre humide. L’eau s’infiltre uniquement par capillarité, ce qui est moins agressif. Puisque les dégels se sont déroulés dans des contenants en plastique scellés identiques aux contenants d’immersion, les tampons n’ont pas été utilisés. Un mince film d’eau distillé au fond des contenants à plutôt été privilégié.

En absence d’eau d’immersion, les gels/dégels se produisaient beaucoup plus rapidement. Ainsi, les périodes de temps pour le gel et le dégel ont été réduites à 12 h pour un cycle complet de 24 h, ce qui a permis de terminer tous les essais d’altération en même temps en débutant cet essai après 19 jours de cure pour les échantillons de contingence. Les températures des gels et dégels sont restées les mêmes, soit -13 et 21 °C. Tous les échantillons ont résisté suffisamment aux 12 cycles pour poursuivre le programme expérimental et la procédure pour l’obtention des masses finales sèches est restée la même.

Par contre, la cure immergée prolongée de 12 jours des échantillons de contingence aura certainement favorisé l’hydratation du ciment et augmenté les résistances mécaniques des monolithes. Cette situation sera discutée lors de l’analyse des résultats.