Synthèse de la recherche

6.1.1 Résultats de la documentation

Le développement de produits favorisant le phénomène d’autocicatrisation est récent, ainsi il est difficile de tirer des conclusions quant au potentiel de cicatrisation des ajouts cristallins testés dans la littérature. De plus, aucune procédure normalisée n’existe pour évaluer le potentiel de cicatrisation d’un béton avec ou sans ajouts cristallins. En effet, les méthodes de fissuration, les méthodes de suivi de fissure ou les dimensions et formes des spécimens de bétons testés ne sont pas normalisés.

Malgré des méthodes d’essais différentes, les conclusions des divers travaux de recherche restent pertinentes et ont permis de préparer les travaux de ce projet. La revue de la documentation a tout d’abord permis d’établir que l’endommagement et le conditionnement d’essais des spécimens doivent être réalisés sur du béton mature. Elle a aussi montré que le processus de cicatrisation était plus significatif pour des ouvertures de fissure comprises entre 0.1 et 0.3 mm. Enfin, pour faciliter l’étude de la cicatrisation, il est préférable d’assurer un conditionnement avec présence d’eau liquide.

En revanche, les travaux consultés ne se sont pas intéressés à l’évaluation de la reprise mécanique et la perméabilité des bétons, après cicatrisation ou encore à l’usage de béton fibré en combinaison avec des ajouts cristallins pour obtenir des ouvertures de fissures fines favorisant la cicatrisation. Ce projet fournira donc des informations sur ces thèmes inexplorés.

6.1.2 Résultats de ce projet

Il importe de rappeler que le programme préliminaire démontré que bien que les ajouts cristallins ne sont pas développés dans le but de colmater les fissures d’un béton fissuré, ils peuvent tout de même s’avérer performants pour cette application. Le programme préliminaire a montré lors de la

phase de chargement à 28 jours que les BFHP avec ajouts cristallins présentent un comportement en flexion similaire à celui du BFHP de référence. Ensuite, il a permis de valider que le conditionnement dans l’eau (liquide) favorise la cicatrisation. En effet, la reprise mécanique des BFHP à 0.4mm d’ouverture de fissure (avec et sans ajout cristallin) pour un conditionnement à l’air était de 77 % par rapport à la contrainte mesurée lors de l’endommagement, alors qu’elle était comprise entre 85 et 97 % pour un conditionnement à l’eau. La présence d’ajouts cristallins dans la matrice a aussi permis d’obtenir des résistances à la compression plus élevées que le BFHP de référence aux deux échéances (28 et 56 jours) pour les ajouts cristallins AC2 et AC3.

L’application du critère du gain mécanique aux contraintes maximales (section 4.3.1), a permis d’exposer que seul le BFHP avec l’AC3 avait une contrainte maximale et une contrainte pour une ouverture de 0.4 mm après un conditionnement à l’eau, supérieures à celles du BFHP de référence. Enfin, le BFHP-AC3 est le seul à présenter un comportement adoucissant amélioré par rapport à la référence pour une ouverture de fissure supérieure à 1 mm. Grâce à l’application des critères d’évaluation, ce programme d’essais préliminaire a permis de sélectionner l’ajout cristallin AC3 comme le plus performant, et celui à utiliser pour le programme principal.

Le programme principal avait pour objectifs d’étudier le comportement mécanique et de durabilité d’un BFHP avec ajouts cristallins par rapport à un BFHP sans ajout cristallin et un BHP. Pour rappel, des essais de perméabilité ont été réalisés sur des tirants de béton armé soumis simultanément à un essai de traction uniaxiale. Ce programme d’essai a démontré avec des essais de perméabilité à l’eau sous chargement statique, que le comportement mécanique (F1èrefiss et Fult)

du BFHP avec ajouts cristallin était similaire à celui d’un BFHP sans ajout et nettement supérieur à celui d’un BHP. De plus, pour un même niveau de chargement les BFHP (avec et sans ajout cristallin) présentent des niveaux de perméabilité, des ouvertures maximales et moyennes, nettement plus faibles que ceux du BHP. Les essais de perméabilité sous un chargement constant, à environ 250 MPa ont quant à eux montré que la cicatrisation des BFHP avec et sans ajout cristallin était complète (100%) ce qui n’était pas le cas du BHP (60%). En revanche, la cinétique de cicatrisation des BFHP n’était pas identique. Dans le cas des BFHP avec ajouts cristallins une cicatrisation totale était obtenue après 6 jours, alors que pour les BFHP sans ajout seulement 2 jours était nécessaire pour observer ce résultat. Mais, le BFHP avec ajout cristallin requiert un rechargement mécanique plus élevé pour réatteindre le niveau de perméabilité initiale mesuré avant cicatrisation en comparaison au BFHP sans ajout (+21%) et au BHP (+92%). Ces résultats peuvent

s’expliquer par les observations faites au microscope à balayage, qui ont montré que les morphologies des produits de cicatrisation formés dans les BFHP avec et sans ajout cristallin étaient différentes. Dans le cas du BFHP sans ajout cristallin, du carbonate de calcium (CaCO3)

sous forme de calcite ainsi que de l’ettringite ont pu être observés. Alors que dans le cas BFHP avec ajouts cristallins, c’est une nouvelle fois du carbonate de calcium qui s’est formé mais sous forme d’aragonite. La formation de cette dernière s’est créée au dépend de la calcite s’explique par la présence de magnésium dans la poudre de l’ajout cristallin utilisé. Cette différence de morphologie permet de justifier la cinétique de cicatrisation plus rapide du BFHP sans ajout cristallin, comparativement au BFHP avec ajouts cristallins, car la calcite présente une vitesse formation supérieure à celle de l’aragonite.

Les résultats de ces programmes expérimentaux ont montré les apports bénéfiques des ajouts cristallins sur la durabilité des bétons et confirment la pertinence de continuer des travaux de recherche sur cette thématique.