Letteratura scientifica selezionata sul tema "Barres d'armature – Matériaux"

La corrosion des armatures d'acier dans le béton devient un problème critique que les ingénieurs, entrepreneurs et maîtres d'ouvrages doivent affronter partout. La résistance à la corrosion des polymères renforcés à base de fibres leur donne une bonne position quant au remplacement des armatures en acier dans le béton. Les FRP doivent assurer une stabilité des caractéristiques physiques et mécaniques dans le temps et dans les conditions de service. Les travaux de recherche entrepris dans le cadre de cette étude font partie du programme de recherche de la chaire industrielle du CRSNG sur les renforcements en matériaux composites pour les structures en béton. Des essais ont été réalisés sur deux types de barres (C-Bar et Isorod) afin d'étudier les différentes propriétés physiques et mécaniques et par la suite, des essais de durabilité ont été réalisés sur les barres."--Résumé abrégé par UMI.

Ce projet de recherche a pour objet l'étude de la longueur de développement et de chevauchement des barres d'armature en matériaux composites de PRFV noyées dans le béton Auto-Plaçant (BAP) et le béton conventionnel (BC). Le programme expérimental comprend 21 poutres d'essais incluant divers paramètres d'étude, tels que le type de béton, le type de barre, la longueur de chevauchement, la hauteur des poutres et la position des barres. La synthèse de ce travail de recherche a permis essentiellement de conclure que le comportement structural du béton Auto-Plaçant avec des barres d'armature en matériaux composites de PRF ou en acier est similaire à celui du béton conventionnel, en terme de capacité ultime, de déformations dans la barre et le béton, de mode de rupture et du comportement à la fissuration et la flèche. Aussi, il a été constaté que pour une même résistance à la compression du béton, la contrainte d'adhérence du chevauchement des barres d'armature en PRFV noyées dans le béton Auto-Plaçant est approximativement identique à celle des barres d'armature en PRFV noyées dans le béton conventionnel. Tous comme pour le BC, les résultats de cette recherche montrent que lorsque la longueur de chevauchement des barres d'armature en PRFV noyées dans le BAP augmente, la force dans la barre augmente et la contrainte d'adhérence diminue. L'influence de la position des barres dans les poutres étudiées sur la contrainte d'adhérence avec les deux types de béton n'a pas pu être mise en évidence. En effet les résultats obtenus sont en partie contradictoires à la relation hauteur de la poutre (ressuage, ségrégation) et la contrainte d'adhérence. D'autres investigations s'avèrent nécessaires pour caractériser le"Top Bar Effect" et d'évaluer le facteur de correction de la profondeur du béton sous la barre d?armature.

Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique des structures en béton armé dégradé par la corrosion. Le premier chapitre traite des aspects physico-chimiques de la corrosion et de son influence sur le comportement mécanique des structures. Dans le second chapitre, les modèles pour l'acier et le béton sont présentés ainsi que les éléments d'interface : éléments classiques de contact et un élément que nous avons mis au point, l'élément "rouille". Les troisième et quatrième chapitres valident l'élément "rouille" sur des essais conventionnels d'adhérence et sur deux études expérimentales de poutres fléchies. Le chapitre cinq présente les résultats d'une campagne expérimentale que nous avons effectuée sur l'influence de l'adhérence. L'adhérence des poutres a été supprimée en entourant les armatures tendues de gaines en plastique. Enfin, dans le chapitre six, nous avons effectué des simulations de poutres en modifiant la taille, la position et l'intensité de la zone corrodée.

Chacun s’accorde aujourd’hui sur l’impact de la production des matériaux industrielles sur le climat de la planète. Le secteur de la construction est l’un des principaux responsables de cette situation car c’est le premier consommateur d’énergie et le deuxième émetteur de CO2 dans le monde. L’épuisement de certains gisements de matériaux est aussi l’un des problèmes que connait l’humanité. Il importe par conséquent de réaliser des bâtiments éco-respectueux, qui consomment peu d’énergie et émettent moins de gaz à effet de serre sur l’ensemble de leur cycle de vie. La présente étude s’intègre dans une problématique générale de développement de matériaux de construction innovants à faible impact environnemental. Nous proposons donc un nouveau béton à base de granulat latéritique avec subtitution des armatures en acier par celles en bois de rônier (Borassus Aethiopum) et rotin (Calamus Dearatus) pour la réalisation des parties d’ouvrages en béton plus spécifiquement les planchers. Cette étude a été conduite sur la latérite de la carrière de ATOTINGO dans la commune de ALLADA au Bénin où nous avons fait sa caractérisation physique et mécanique de la latérite et proposé une méthode de formulation de béton structurel à base de cette latérite. Aussi avons-nous caractérisé les différents matériaux d’origine végétale (rônier et rotin) pour une maitrise de leur performance mécanique. La formulation du béton de latérite nous a permis d’élaborer trois types de béton latériques. L’utilisation de la latérite brute (non lavé) nous a conduit à un béton dont la résistance en compression à 28 jours est de 21,23±1,24 MPa. Cependant, le lavage par élimination des particules fine de dimensions inférieures à 63µm a permis de rehausser cette résistance jusqu’à 27,52±0,32 MPa avec module d’élasticité de 17920±324MPa. Les armatures végétales proposée ont développé respectivement une contrainte de rupture en traction directe parallèle aux fibres du bois de rônier et des lianes de rotin de 156MPa et 22MPa. L’adhérence entre le béton de latérite et les armatures en rônier mesurée de diverses manières ont montré que cette adhérence pouvait atteindre 4MPa. Ces performances ont validé notre approche d’élaboration d’un plancher en écomatériaux en respect de l’environnement. Il ressort que le plancher ainsi élaboré pour avoir des portées allant jusqu’à 3,50 mètres. Le dimensionnement de la poutrelle de ce dernier suivant la norme en vigueur révèle qu’une section d’armature de diamètre 25mm pourrait efficacement être une solution à la réalisation d’un plancher
Everyone agrees today on the impact of the production of industrial materials on the planet's climate. The construction sector is one of the main culprits in this situation as it is the largest consumer of energy and the second emitter of CO2 in the world. The depletion of certain material deposits is also one of the problems facing mankind. It is therefore important to achieve eco-friendly buildings that consume little energy and emit fewer greenhouse gases over their entire life cycle. This study is part of a general issue of developing innovative building materials with low environmental impact. We are therefore proposing a new concrete based on laterite aggregate with the substitution of steel reinforcements by those made of palmwood (Borassus Aethiopum) and rattan (Calamus Dearatus) for the realization of parts of concrete structures, more specifically the floors This study was carried out on the laterite from the ATOTINGO quarry in the town of ALLADA in Benin where we carried out its physical and mechanical characterization of the laterite and proposed a method for formulating structural concrete based on this laterite. We have therefore characterized the different materials of plant origin (palm tree and rattan) to control their mechanical performance. The formulation of the laterite concrete allowed us to develop three types of lateral concrete. The use of raw (unwashed) laterite has led to a concrete with a 28-day compressive strength of 21.23 ± 1.24 MPa. However, washing by removing fine particles smaller than 63µm has increased this strength to 27.52 ± 0.32 MPa with modulus of elasticity of 17920 ± 324MPaThe proposed plant reinforcements have developed respectively a tensile tensile stress parallel to the fibers of the palmwood and rattan lianas of 156MPa and 22MPa. The adhesion of the laterite concrete and the palmyra reinforcement measured in various ways showed that this adhesion could reach 4MPa. These performances validated our approach to developing a floor in eco-friendly materials. It appears that the floor thus developed to have spans of up to 3.50. The dimensioning of the beam of the latter according to the standard in force reveals that a section of reinforcement of 25mm diameter could effectively be a solution to the realization of a floor

La corrosion des armatures constitue la principale cause de dégradation des ouvrages en béton armé, et occasionne des coûts élevés de maintenance/réparation. Pour prévenir ce problème sur ouvrages neufs, une solution consiste à renforcer les structures en béton par des armatures non-métalliques de type Polymère Renforcé de Fibres (PRF), généralement à base de fibres de verre, de carbone ou d'aramide. Il existe aujourd'hui plusieurs textes réglementaires consacrés aux armatures PRF, notamment aux USA, au Canada et au Japon, et de nombreux ouvrages en béton armé par barres en PRF ont d'ailleurs été construits dans ces pays. Cependant, si l'utilisation de ces nouvelles armatures semble à priori prometteuse, elle suscite encore des réserves de la part des maîtres d'ouvrages, notamment en France. Il subsiste en effet des incertitudes sur le comportement à long terme des structures renforcées par PRF, et plus particulièrement sur la durabilité en milieu alcalin des armatures à matrice vinylester ou époxy renforcée par des fibres de verre (PRFV), qui sont actuellement les plus utilisées, ou encore sur le vieillissement de l'interface PRF/béton. Dans ce contexte, la présente étude vise à développer pour la première fois en France, un ensemble de méthodologies permettant, d'une part, de caractériser les principales propriétés physiques, mécaniques et d'interface des différentes armatures en PRF disponibles sur le marché, mais également d'évaluer la durabilité d'armatures en PRFV (les plus représentatives du marché) et de l'interface PRFV/béton à travers des procédures pertinentes de vieillissements accélérés. La première partie de l'étude a donc été consacrée à la caractérisation physique et mécanique d'une sélection d'armatures du commerce, confectionnées à base de fibres de verre, de carbone ou d'aramide, et au comportement mécanique de l'interface entre ces PRF et le béton. Outre la caractérisation microstructurale des PRF par techniques de microscopie et d'analyse thermique, la mise en place de dispositifs d'essais de traction et de flexion 3 points à appuis rapprochés (Short-beam test) a permis d'accéder respectivement aux propriétés mécaniques en traction (module d'élasticité, résistance) et à la résistance au cisaillement inter-laminaire des armatures. Des essais spécifiques d'arrachement (Pull-out) ont ensuite permis d'évaluer l'influence de différents paramètres (type de fibre, diamètre et géométrie de surface des barres) sur le mécanisme de transfert d'effort à l'interface armature/béton. Une grande originalité de l'approche proposée réside dans l'instrumentation d'une partie des corps d'épreuve par des capteurs de déformation à fibre optique disposés au niveau de l'interface armature/béton ; ce dispositif de mesures réparties permet d'accéder à des informations locales comme le profil des déformations de traction de l'armature, et d'en déduire la longueur d'ancrage des différentes armatures dans le béton. En complément de l'étude expérimentale précédente, un travail de modélisation analytique et numérique a été initié en vue de simuler les essais d'arrachement et d'appréhender plus finement les mécanismes d'interface mis en jeu entre l'armature et le béton lors de ces essais. Dans cette optique, un modèle analytique d'interface a tout d'abord été proposé, puis introduit dans un modèle aux éléments finis (modèle d'endommagement de zones cohésives). Enfin, un protocole de vieillissement accéléré a été appliqué à des barres en PRFV seules ou noyées dans un milieu cimentaire. Les caractéristiques résiduelles des armatures et des interfaces ont été évaluées à différentes échéances de vieillissement (jusqu'à 240 jours). Hormis une diminution des propriétés mécaniques des barres soumises à une immersion directe en solution alcaline, cette condition pouvant être considérée comme très sévère par rapport aux conditions de service, il n'a pas été observé de dégradation des propriétés d'adhérence PRF/béton par rapport à l'état initial
Corrosion of the steel reinforcing bars (rebars) is the main process involved in the degradation of reinforced concrete (RC) structures, and has large repercussions on the maintenance/reparation expenses. To prevent such degradations on new infrastructures, the use of corrosion-free reinforcements, such as Fiber Reinforced Polymer (FRP) bars based on glass, carbon or aramid fibers, is gaining interest. Specific guidelines are already available in several countries (USA, Canada or Japan for instance), that define the design principles and good practices for this type of internal rebars; beside, many FRP RC structures have been built and are in service in these countries. Although the development of these new reinforcing bars is quite promising, infrastructures owners are still reluctant for their wide-scale use, especially in France. There are still major concerns regarding the long term behavior of FRP RC structures, and more particularly, the durability of glass fibers reinforced polymers (GFRP) when subjected to an alkaline environment, and the ageing behavior of the GFRP/concrete bonding as well. In this context, the present study aims at developing for the first time in France, a set of methodologies that allows : to characterize the main physical/mechanical properties of different types of FRP bars from the marketto assess the durability of GFRP bars (the most common type of bar) and their interface with concrete through relevant accelerated ageing procedures. The first part of this study was thus devoted to the physical/mechanical characterization of a selection of commercially available FRP rebars, based on glass, carbon or aramid fibers, and to the mechanical behavior of corresponding FRP/concrete interfaces. Beside the microstructural characterization of the various FRP materials by microscopy and thermal analysis techniques, tensile and short beam tests were developed in order to determine the tensile properties (Young's modulus and strength) and the interlaminar shear strength (ILSS) of the bars. Specific pull-out tests then made it possible to evaluate the influence of several parameters (type of fibers, diameter and surface geometry of the bars) on the mechanism of load transfer at the bar/concrete interface. A main originality of the proposed approach relied on the instrumentation of several test bodies by optical fiber strain sensors, which were installed along the bar/concrete interface. Such a distributed measurement system provided local information in the form of tensile strain profiles of the bars along the interface, and made it possible to determine the effective transfer length of the various types of FRP bars. As a complement to the previous experimental study, an analytical and numerical modeling work was initiated to simulate the pull-out tests and investigate more closely the interfacial mechanisms involved in the FRP bar/concrete bond behavior. In this line, an improved interface model was first proposed, which was then implemented in a finite element model (cohesive zone model formulated in the context of damage mechanics).Finally, an accelerated ageing protocol was developed and applied to the GFRP bars, either alone or embedded in a concrete medium. The retention properties of both bars and interfaces were determined after various periods of exposure (up to 240 days). Except a drop of tensile properties observed for GFRP bars that were directly immersed in an alkaline solution, which is considered as a very severe environment compared to actual service conditions, no significant loss of interfacial properties was detected on aged specimens compared to the initial state