Fissuration en béton avec référence particulière au béton à haute performance

6.3.3. DIVERSES APPLICATIONS

Les nombreuses innovations de la technologie des bétons renforcés de fibres ont permis d'étendre considérablement la gamme des applications. Nous nous intéressons dans ce travail uniquement aux applications pour limiter la fissuration, particulièrement dans les grandes surface de béton.

Tableau 6.3 : Application de divers renforcements de fibres.

Type de fibre	Applications
Verre	Panneaux préfabriqués, murs, rideaux, toiture en voile mince de béton, enduit pour blocs de béton
Acier	Éléments de toiture en béton cellulaire, revêtements de chaussée, tablier de pont, produits réfractaires, tuyaux en béton, pistes d'atterrissage, réservoirs sous pression, structures résistantes aux explosions, revêtement de tunnel, coques de bateaux, structures en BHP
Polypropylène	Pieux de fondation, pieux précontraints, panneaux de revêtement, matériaux nylon de réparation des routes, parois hydrofuge
Amiante	Voiles, tuyaux, panneaux, matériaux d'isolation thermique et de protection contre le feu, tuyaux d'égout, plaques de toiture plates et ondulées, revêtements de mur

6.4. PROGRAMME EXPÉRIMENTAL

L'étude expérimentale porte principalement sur la mesure :

- Des ouvertures des fissures dans le béton à l'aide d'un « fissuromètre » (figure 6.8).

- De l'espacement et de longueurs des fissures.

- Des charges de première fissuration et de rupture.

- De la flèche à mi-travée et de son évolution au fur et à mesure que les fissures se développent et entraînant une perte de rigidité de la poutre.

Figure 6.8 : Fissuromètre

Pour cette campagne d'essais, nous avons réalisé quatre séries de trois poutres chacune; (12 poutres), et des éprouvettes cubiques de (10x10x10) cm pour évaluer la résistance à la compression du béton à l'age de l'essai.

· Trois poutres en Béton Ordinaire désigné par BO.

· Trois poutres en Béton Ordinaire avec ajout des Fibres d'aciers désigné par BOF.

· Trois poutres en Béton à Haute Performance désigné par BHP.

· Trois poutres en Béton à Haute Performance avec ajout des Fibres d'aciers désigné par

BHPF.

Toutes les poutres sont des models réduits qui ont les mêmes dimensions 10 x 15 x 110 cm, chargées par une force concentrée appliquée au milieu (flexion à trois points).

Le ferraillage de chaque série de poutres est composé de 2T10 dans la zone tendue et 2T8 dans la zone comprimée et des cadres en Ø 6 espacées de 10 cm (figure 6.9). Le pourcentage d'armatures principales ñ = 1.05 %.

Cadre 6

100

5

5

2 T10

2 T8

2T8

? ?

? ?

Cadre 6

2T10

10

15

Figure 6.9 : Ferraillage de la poutre

Les sections doivent être sous- armées pour nous permettre d'observer le développement et l'évolution des fissures sous chargement jusqu'à la rupture. Ceci nous permettra aussi d'observer l'évolution de la flèche. Pour cela, il est utile de définir une section sous-armée

Section sous armée 

Une section en béton armé est dite sous-armée lorsque la déformation des aciers atteint la limite élastique et éventuellement la dépasse avec l'augmentation du moment fléchissant pendant que la déformation du béton reste inférieure à la valeur de l'écrasement.

Les aciers s'allongent () et donc le béton se fissure pour une telle section. Une fois les aciers atteignant la limite élastique, les efforts internes deviennent constant ( ) mais la capacité de résistance au moment continue a augmentée par le développement

d'un axe neutre qui déplace vers le haut, d'avantage avec le développement de la hauteur des fissures.

La rupture aura lieu éventuellement par écrasement, quand les fissures auront suffisamment évoluées en longueur pour réduire la zone comprimée et donc atteint.

La rupture d'une section sous armée est caractérisée par une déformation importante des aciers et donc par une fissuration excessive et importante du béton tendu et par une grande flèche. La ductilité d'une telle poutre, exprimé par les déformations importantes, sert de signal pour avertir une rupture imminente. Pour cette raison, il est préférable de considérer des sections sous armées.

Les règlements recommandent l'utilisation des sections sous-armées pour garantir un calcul économique et surtout pour éviter le cas de rupture soudaine et fragile donc de rupture dangereuse.

Se référant au schéma suivant, supposant que simultanément avec

x

x

h

b

Figure 6.10 : Section balancée.

Figure 6.10 : Section balancée.

En terme d'équation d'équilibre :

, avec

Pour ,

Pour une section de , on obtient le % limité suivant :

%

doit être inférieur à : 0,054 x 10 x 12,5 = 6,75 cm² .

En prend : 2T10 = 1,57 cm² < 6,75 cm².