Étude Comparative du Béton Hydraulique Face à un Millieu Agressif Hyperbasique: Modélisation Numérique et Aspect Physicomécanique
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Date
2019
Authors
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Publisher
Université Larbi Ben M'hidi O.E.B
Abstract
En Dehors des fautes de conception et de calculs, des erreurs de dessins et des fautes d'exécution, les réactions chimiques peuvent jouer un rôle majeur dans les pathologies des ouvrages en béton armé. Parmi elles la réaction alcali-granulat-réaction (AGR ou AAR) qui est une pathologie des bétons engendrant des désordres aux ouvrages de types : pont, barrage, réservoir…etc. Cette pathologie est une réaction entre les alcalins contenus dans la pâte de ciment et la solution interstitielle du béton avec la silice ou la dolomie contenue dans certains type de granulats, engendrant de ce fait la création d’un gel silico-alcalin susceptible d’absorber des quantités d’eau importantes. Ce gel se gonfle d’abord dans les gravillons puis se déplace pour pénétrer éventuellement dans la porosité connectée du béton en lui gonflant. Cette expansion s’étend généralement sur plusieurs dizaines d’années et peut engendrer des dégradations irréversibles sur les structures. En provoquant à cet effet, d’importantes pressions internes ce qui conduit à l’amorçage de fissures dans le béton et réduit donc considérablement la résistance de ce matériau en lui changeant majoritairement ces caractéristiques. L’objectif de ce travail de recherche est de simuler numériquement les dégradations dues à (AGR ou AAR) à l’aide d’un logiciel gratuit (MATLAB versions 7.4 R2007.a) en utilisant des modèles numériques Wen et Li-Larive pour les courbes (Contrainte - Déformation) et (Expansion-Temp) respectivement. Cette validation numérique concerne les deux aspects physico-mécaniques, comparant ainsi le béton témoin (A) à ceux affectés par l'AAR (B, B50°C et C) au fil du temps. Ce béton est confectionné avec des matériaux de construction locaux en respectant un protocole expérimental envisagé pour la caractérisation de ce type de béton. Et qui fait partie du domaine pathologique des bétons massifs appropriés aux ouvrages d’Art. Des tests sont élaborés au sein des laboratoires de l’université Badji Mokhtar Annaba UBMA en se basant sur les normes de l’association Française de normalisation AFNOR et l’association Canadienne de normalisation ACNOR inspiraient de la norme Américaine (American standard of testing material ASTM). Les résultats trouvés montrent que le modèle de Li-Larive donne de bons résultats pour les courbes d’expansion en particulier avec le béton B (1,25 % de Na2Oeq) conservé à 50°C, dont les écarts sont constants. Et le modèle de Wen est bon vis-à-vis de la compression indirecte (zone comprimée de l’essai de flexion) excepte pour les poutres en béton C (2,5 % de Na2Oeq). Mais pour la compression directe et la loi de comportement (σ compression - ε), ce modèle nécessite des modifications profondes. En ce qui concerne ses formules analytiques et l’usage des polynômes de second ordre ou même plus pour éviter la linéarité que donne ce modèle. En outre, des facteurs importants sont à prendre en compte comme le temps de conservation, la température, le taux de concentration en alcalis qui intervient pour la disposition des courbes (ordre), ainsi la contrainte extrême (à la rupture)calculée numériquement.
Description
Keywords
Modélisation numérique, Béton, Alcali-granulat-réaction, Modèle de Wen, Modèle de Li-Larive