Literatura académica sobre el tema "Mortier du béton équivalent (MBE)"

La formulation des bétons combine approches théoriques et essais de calages, d'autant plus lourds que les paramètres de formulation sont nombreux, ce qui est le cas pour les bétons autoplaçants (BAP). Les travaux menés ont consisté à proposer de nouveaux outils destinés à alléger cette démarche. On a, ainsi, proposé un modèle qui prédit l'étalement d'un BAP à partir de sa composition, d'une caractérisation simple des constituants et de quelques essais de calibrage. Le modèle comporte quatre paramètres décrivant tout béton formulé pour un même triplé ciment / addition / superplastifiant. Il a été validé sur une large gamme de BAP avec une assez bonne précision. Pour les besoins de ce modèle, on a proposé et validé deux méthodes de mesure de la compacité des poudres. Par ailleurs, on a étendu aux BAP, en la validant sur différentes formules, la méthode du mortier de béton équivalent (MBE), déjà validée sur bétons vibrés, qui suppose l'existence d'une corrélation entre comportements rhéologiques des bétons et de leurs MBE. A l'issue de cette étape, on a proposé des améliorations au mode de calcul du MBE pour les sables riches en fines, qui posaient problème. Enfin, dans le cadre de la prévision de la résistance des bétons au jeune âge, on a montré la possibilité de mettre en œuvre deux méthodes moins lourdes que la méthode traditionnelle de maturométrie sur béton, basées sur des résultats obtenus sur MBE et/ou mortier normalisé CEN, et de précisions suffisantes pour être utilisées dans le cadre de pré-études. L'ensemble de ces parties constitue un ensemble cohérent d'outils d'aide à la formulation des bétons, et des BAP en particulier, destinés à l'ingénieur de formulation
Concrete mixture proportioning com~ine~ theoretical approaches and experiments, aIl the more heavy as th. E pa~ameters are numerous, which IS the case for self compacting concrete (SCC). This work consisted ln the development of new tools aimed at making this process lighter. We propose a model predicting the slump flow of a SCC based on its composition, a simple characterisation of its components and a few adjustment tests. This model includes four parameters des~nbmg ~ny concrete using the same set of cement/minerai addition/superplasticizer. It was vahdated with a rather good accuracy on a wide range of SCc. For the purpose of this model two methods for the measurement of the compactness ofpowders were proposed and validated the Co~crete Equ~valent Mortar (CEM) method, that makes the assumption of a correla;ion between rheological behaviour of concrete and their CEM, already validated on vibrated concrete was ~xtended to S~C through its validation on several mix design. Following this step, we pro~osed Im~rovements m the calculation method of CEM for sands with a high content of fine particles, for which problems were encountered before. Finally: in the field of the prediction of concrete compressive strength at early age, we showed that it IS possible to apply two methods lighter than the traditional maturometry method on concrete. They are b~sed o~ r~sults obtained on CEM or on standard CEN mortar, and are sufficiently accurate to be used ln preliminary studies. These ele~ents mak~ a coherent set of tools to be used by concrete practitioners to help them design concrete mixes, and m particular SCC

La construction en terre est considérée comme une construction verte en utilisant des matériaux disponibles localement avec un faible impact environnemental et une performance thermique supérieure. Malgré les avantages de ce matériau de construction, le processus de coulage est très consommateur de temps et d'énergie à cause de l’application de la compaction dynamique. Cette étude a pour but d'évaluer la faisabilité de formuler un béton de terre autoplaçant (BTAP) tout en étudiant ses performances rhéo-thermomécaniques et en identifiant les différents défis. Le premier défi est la présence de particules fines dans la terre, en particulier les particules argileuses, qui peuvent entraver la fluidité du BTAP. L’augmentation du temps de prise est le deuxième défi en raison de la faible teneur en ciment. Le dernier défi vient de la diversité des terres avec des comportements différents, ce qui rend difficile la proposition d'une ligne directrice complète pour la conception des BTAP.Des solutions potentielles ont été introduites pour réaliser le BTAP afin de remédier à l'inefficacité des matériaux en terre. Il s’agit essentiellement de comprendre l'efficacité de différents adjuvants chimiques en présence des systèmes de poudre ternaire (c'est-à-dire l'argile, le limon et le ciment). Une nouvelle approche de mortier du béton équivalent (MBE) a été introduite à la Phase 3. En conséquence, le MBE et les formulations de béton ont été étudiés pour vérifier la faisabilité du BTAP. Les caractéristiques hygrothermiques et microstructurales des BTAP optimisés ont été étudiées. Ce nouveau matériau offre une microstructure conduisant à une performance hygrothermique différente de celle des matériaux en terre conventionnels
The earth construction is identified as a green construction by using locally available materials with low environmental impacts and superior thermal performance. Besides all the advantages of this construction material, the casting process can be very time and energy consuming due to the nature of dynamic compaction. This study aimed to evaluate the feasibility of achieving self-consolidating earth concrete (SCEC) with introduction of its potential challenges and investigating its rheo-thermomechanical performance. As the first challenge, the presence of fine particles in earth, especially clay, can hinder the flowability of SCEC. Promoting the setting time is the second challenge due to the low cement content. The last challenge comes from the diversity of earth with different behaviors which makes it difficult to propose a comprehensive guideline to design SCEC.Potential solutions were introduced to achieve SCEC and address the inefficiency of earth materials. The main objective was to understand the efficiency of different chemical admixtures in presence of various ternary powder systems (i.e., clay, silt, and cement). A new concrete-equivalent mortar (CEM) approach was introduced in the Phase 3. Accordingly, the CEM and concrete mixtures were investigated to verify the feasibility of SCEC. The hygrothermal and microstructural characteristics of the selected SCEC mixtures were investigated. This novel material offers a new microstructural system, hence leading to a different hygrothermal performance compared to conventional earthen materials

Les bétons fluides à rhéologie adaptée représentent une nouvelle génération de bétons à hautes performances. Ces bétons possèdent un faible seuil de cisaillement et une viscosité plastique similaire à celui [i.e. celle] du béton conventionnel. Pour concevoir un tel matériau, l'utilisation des adjuvants chimiques est indispensable, notamment, des superplastifiants, des agents de viscosité et des agents entraîneurs d'air. De manière pragmatique, il s'avère nécessaire de comprendre les interactions entre différents types d'adjuvants et de développer une base de données qui sera d'une grande utilité dans la phase de conception des matériaux cimentaires à rhéologie adaptée. Une méthode simple, la méthode mortier de béton équivalent (MBE), est proposée afin d'analyser rapidement les exigences d'efficacité des adjuvants chimiques et de maintien théologique et mécanique dans les matériaux cimentaires. Avec cette méthode, cinq compositions de mortier et les rapports eau / liant de 0,41 à 0,5 ont été utilisées.Les superplastifiants seuls, les combinaisons superplastifiants / agents de viscosité et les combinaisons superplastifiants / agents entraîneur d'air sont utilisées [i.e. utilisés] séparément dans le mortier afin d'étudier les effets de ces différentes combinaisons d'adjuvants chimique [i.e. chimiques]. Pour terminer, quelques validations du béton ont [été] effectuées. Les résultats obtenus sur les mortiers issus de différentes compositions de béton ont montré que : l'augmentation du dosage en superplastifiant peut diminuer le seuil et la viscosité plastique en même temps; l'incorporation d'agent de viscosité augmente la viscosité même s'il y a une augmentation du dosage en superplastifiant pour garder le même étalement. Le type du superplastifiant choisit [i.e. choisi] est un facteur principal qui influence la rétention de maniabilité dans le temps; La résistance à la compression et la teneur en air possèdent une corrélation linéaire, les différences de la perte de résistance sur la teneur en air dépend [i.e. dépendent] du type de combinaison superplastifiant / agent entraîneur d'air employé. Enfin, après les validations sur les bétons autoplaçants pour la construction des bâtiments et les bétons de masse avec une fluidité identique au béton semi-autoplaçant, les résultats de recherche démontrent que les effets des adjuvants chimiques sur les propriétés dans les bétons et leurs mortiers sont corrélés.Les phénomènes qui existent dans les mortiers peuvent se retrouver dans leur béton correspondant.

Le concept de maturité ou de temps équivalent permet de prendre en compte les effets combinés de la température et du temps, sur le développement de la résistance au jeune âge du béton. Il est basé sur la loi d'Arrhenius qui s'est révélée être la plus appropriée afin de décrire l'influence de la température sur la cinétique d'hydratation du ciment (réaction exothermique). Une estimation correcte de la résistance en compression du béton au jeune âge, par la méthode du temps équivalent, dépend essentiellement de la détermination adéquate de l'énergie d'activation apparente : Ea, Il s'agit de l'unique paramètre intervenant dans l'expression de la loi d'Arrhenius et caractérisant le mélange dans son ensemble. L'objectif principal de cette étude est de montrer comment les tests calorimétriques peuvent constituer une alternative aux procédures mécaniques lourdes, afin de déterminer Ea. La validité des valeurs d’ Ea obtenues est vérifiée au moyen de tests de compression. De plus, la possibilité d'utiliser de manière équivalente : béton ou mortier, a également été abordée. Le rapport eau/ciment, apparaît naturellement comme devant être conservé lors de la formulation d'un mortier équivalent. Finalement, l'évolution d’ Ea en fonction du degré d'avancement est précisée, et l'idée couramment répandue qu'elle en dépend est confirmée. Un domaine de définition peut être proposé. Par ailleurs, un outil numérique : CHAL est développé. Il permet de simuler le flux de chaleur en conditions adiabatiques à partir de la composition du ciment et de la prise en compte du couplage qui s'opère par la température. Ainsi, l'influence du caractère poly phasique du ciment sur la détermination d’ Ea peut être mis en évidence. Enfin, l'application de la méthode du temps équivalent peut être améliorée par la prise en compte de l'influence de la température au jeune âge sur la résistance à long terme : redéfinition du degré d'avancement, ainsi que par la gestion du temps de prise
The concept of maturity or equivalent age enables the combined effects of time and temperature, on the concrete strength development at early ages, to be accounted for. It is based on the Arrhenius' law which has revealed itself to be the most accurate in order to describe the temperature influence on cement hydration (exothermic reaction). A proper estimation of the concrete strength at early ages by the method of equivalent age is directly related to a correct determination of the Apparent Activation Energy: Ea. This is the unique parameter which characterizes the whole concrete mixture and which can be found in the Arrhenius' law. The major aim of this study is to show how calorimetric tests under semi-adiabatic conditions can be an alternative to unwieldy compressive tests procedures in order to determine Ea. The validity of the obtained Ea values has been verified by means of several mechanical tests. Moreover, the possibility of using either mortar or concrete is partially dealt with. The water to cement ratio appears to naturally be considered as a constant in proportioning an equivalent mortar. Finally, the evolution of the Apparent Activation Energy in relation to the degree of hydration is given. Hence, the widespread opinion that Ea depends on the degree of hydration is confirmed and a field of definition can be brought to the fore. Besides, a numerical tool: CHAL is developed. This enables rates of heat flow under adiabatic conditions to be simulated, by taking into account, the cement composition and the coupling which operates by the temperature. Hence, the influence of the polymineral characteristic of cement, on the determination of Ea can be underlined. Finally, the redefinition of the hydration degree which enables the detriment al effect of high temperature at earl y ages on the long term strength of concrete to be accounted for, and the definition of the setting time, make it possible to improve the method of equivalent age

Les paramètres de formulation et les conditions de mise en place du béton frais affectent ses propriétés mécaniques et sa durabilité à l’état durci et in extenso la durabilité de l’ouvrage construit. De ce fait, l’ouvrabilité du béton doit être judicieusement choisi selon la géométrie de l’élément à couler et la disposition des armatures. Par exemple, le béton autoplacant (BAP) se met en place sous son propre poids et épouse adéquatement les coffrages sans apport de vibration mécanique. Ainsi le BAP est généralement utilisé pour couler les éléments ayant une géométrie complexe ou difficilement accessible. Le comportement à l’écoulement lors de la mise en place de cette classe de béton peut difficilement être prédit à l’aide des essais empiriques tels que le cône d’Abrams. Par ailleurs, une légère variation des propriétés des constituants peut conduire à un béton avec des faibles performances à l’écoulement. La rhéologie, une branche de la physique qui étudie l’écoulement des fluides, permet une meilleure description des propriétés à l’écoulement des BAP et facilite la compréhension de ce matériau. Le BAP peut être considéré comme une suspension de gros granulats dans un fluide suspendant (mortier). Dans ce cas, des modèles rhéologiques analytiques peuvent être exploités pour prédire les propriétés rhéologiques de ces matériaux et comprendre leur comportement à l’écoulement. Néanmoins, l’applicabilité de ces modèles est fonction de plusieurs paramètres, notamment la nature de la phase suspendante considérée (pâte, mortier de béton équivalent ou mortier), caractéristiques des particules solides, historique de cisaillement de la phase suspendante et de la suspension, etc. Cette recherche exhaustive vise essentiellement à évaluer l’influence de différents paramètres de formulation et d’essais sur les propriétés rhéologiques des BAP afin de comprendre le comportement à l’écoulement de cette classe de béton. Une approche de prédiction des propriétés rhéologiques des BAP simulés par des suspensions diphasiques, c’est-à-dire composés d’une phase suspendante et inclusions solides, est proposée. L’approche diphasique se heurte généralement à la difficulté de définir la phase suspendante. La première phase du programme expérimental est consacrée à une évaluation de l’applicabilité de la méthode de mortier de béton équivalent (MBE) pour prédire les propriétés à l’état frais des BAP. Les résultats obtenus montrent que cette méthode ne fournit pas une bonne corrélation entre les propriétés à l’état frais des BAP et leur MBE. Ceci est dû, en partie, au fait que seule la surface spécifique des gros granulats soit considérée comme critère pour formuler les mélanges de MBE. En effet, les résultats obtenus montrent que le concept de la pâte en excès doit être considéré pour améliorer les relations entre le BAP et son MBE. Ce concept tient compte du volume et de la compacité des gros granulats dans le béton. Bien que l’utilisation de la pâte en excès améliorer l’approche du MBE, mais résulte en des corrélations complexes et difficilement exploitables pour pouvoir appliquer une approche diphasique afin de prédire les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP en considérant le MBE comme phase suspendante. Pour pallier à cette difficulté, une investigation plus exhaustive de la pâte-mortier/mortier-BAP est nécessaire afin de mieux comprendre la synergie des différents paramètres de formulation et d’identifier la phases suspendante la plus adéquate pour prédire les propriétés du BAP. La deuxième phase de cette étude porte sur l’évaluation de l’effet des caractéristiques des particules solides sur les propriétés rhéologiques des suspensions en exploitant des modèles analytiques, notamment les modèles de Krieger-Dougherty (KD) et de Château-Ovarlez-Trung (COT). Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence l’effet de la forme et de la granulométrie des particules solides sur les paramètres intrinsèques de ces modèles analytiques. De plus, il est montré que ces paramètres intrinsèques sont considérablement affectés par les paramètres de formulation, le protocole de cisaillement et la concentration de la phase suspendante (i.e. rapport Eau/Liant). Par ailleurs, il est montré que le modèle rhéologique (Bingham ou Herschel Bulkley) choisi pour décrire le comportement de la phase suspendante (pâte) et de la suspension (mortier) est un facteur influent sur les propriétés rhéologiques prédites des suspensions. La troisième phase de cette étude vise l’exploitation des modèles analytiques pour prédire les propriétés rhéologiques tout en identifiant une phase suspendante qui représente le plus fidèlement le BAP. Différentes phases suspendantes (mortier) ont été évaluées, notamment le mortier tamisé, mortier type I et le mortier II. Les corrélations entre les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP et de différents mortiers ont été établies. De plus, l’effet des paramètres de formulation les plus influents sur les corrélations des propriétés rhéologiques entre les différentes phases ainsi que sur les paramètres intrinsèques des modèles de prédiction ont été mis en évidence. Des modèles sont proposés pour prédire les propriétés rhéologiques des mélanges de BAP en considérant le mortier type II comme phase suspendante.

Le béton autoplaçant fut l'innovation technologique dans le domaine du BTP (Bâtiment et Travaux Public) depuis ces dernières décennies. Grâce à ses atouts (facilité de mise en oeuvre et réduction de coût), il est très utilisé dans les grandes constructions. Cependant, le contrôle du retrait de ce type de béton reste un problème majeur non résolu compromettant l'élargissement de son domaine d'utilisation (Béton Auto-Plaçant-Prêt à l'Emploi, Béton Auto-Plaçant-Pré-Fabriqué). Ce projet de recherche propose d'étudier le retrait des bétons autoplaçants à air entraîné, contenant des nouvelles molécules organiques afin de réduire les pressions internes associées aux ménisques capillaires de la matrice cimentaire. Par ailleurs, l'ajout de nouveaux adjuvants dans le béton entraîne des changements de comportements à l'état frais et durci du béton, notamment en présence d'agent entraîneur d'air (AEA), d'un agent colloïdal (AC) et d'un superplastifiant (SP). L'étude est menée en trois phases afin de pouvoir approfondir les connaissances sur le sujet et en améliorer les propriétés des BAP. La première phase consiste à étudier la compatibilité des molécules organiques anti-retraits, soit des agents réducteurs de retrait (ARR) en présence d'un AEA, d'un AC et d'un SP sur des mortiers de béton équivalent (MBE). La deuxième phase consiste à caractériser les combinaisons ARR/AEA, déduites de la phase I sur MBE. Cette partie mettra en évidence les propriétés physiques des combinaisons testées (retrait endogène et retrait de séchage). La phase III vise à comprendre les comportements des mélanges sélectionnés vis-à-vis des propriétés de durabilité. Cette investigation a permis d'enrichir les connaissances sur les ARR organiques et leurs interactions en présence de SP, d'agent viscosant (VEA), et AEA. De plus cette étude montre qu'il existe pour un intervalle de l'Hydrolic-Lipophilic Balance (HLB) et une tension de surface spécifique donnée, des molécules sondes pouvant diminuer le retrait endogène et de séchage. En outre, il a été montré que la valeur du HLB influence le dosage en AEA.