Influence de l'orientation et du type de fibres sur le comportement mecanique et la permeabilite des betons renforces de fibres

摘要

Dans un contexte ou les infrastructures en beton arme sont exposees a des conditions environnementales tres severes, une large proportion de ces infrastructures presente des deteriorations precoces dues a l'infiltration d'eau, de gaz et d'agents agressifs a travers le beton. Les fissures presentes dans ces ouvrages offrent une voie de penetration privilegiee pour ces agents agressifs. Ces fissures apparaissent au cours de la vie utile de la structure qui subit des sollicitations d'origine interne (retrait, hydratation et fluage), externe (gradient de temperature, gradient d'humidite, attaque chimique) et mecanique (charge morte et charge vive).;La penetration de l'eau, de l'air et des agents agressifs dans le beton a pour consequence d'accelerer la cinetique de plusieurs types de deterioration tels que la corrosion des barres d'armatures par les chlorures, le gel-degel, les attaques aux sulfates, la reaction alcalis-granulats, etc. L'impact de ces deteriorations frequemment observees sur les infrastructures limite leur duree de vie. Il en resulte des reparations importantes, plus precoces que prevu dans la duree de vie de l'ouvrage, conduisant a d'importants couts socio-economiques et impacts environnementaux. Le transport des agents agressifs a travers le beton est assure par les mecanismes de permeabilite, de diffusion, d'absorption capillaire, etc. Lorsque le beton est a l'etat non fissure, ce sont les mecanismes de diffusion et d'absorption qui predominent. En revanche, lorsque que le beton est fissure c'est la permeabilite qui est le mecanisme predominant. Puisque la permeabilite predomine quand le beton est a l'etat fissure, elle peut etre utilisee comme un indicateur de durabilite en condition de service.;La recherche montre que l'ajout de fibres dans le beton reduit considerablement la permeabilite a l'eau de ce dernier. A l'etat fissure, cette reduction de permeabilite est due a la capacite de couture des fissures par les fibres, aboutissant ainsi a un patron de fissuration presentant un nombre de fissures plus importantes, mais d'ouvertures plus fines. Les travaux anterieurs realises a Polytechnique Montreal et ailleurs sur la permeabilite a l'eau du beton fibre ont ete effectues en considerant une orientation favorable (perpendiculaire) des fibres par rapport au plan de fissuration. Or, de nombreuses etudes ont demontre l'influence importante de l'orientation des fibres sur le comportement mecanique du beton, une orientation plus favorable menant a une meilleure reduction de la fissuration et une hausse de la capacite de reprise en traction, en flexion et en cisaillement. Actuellement aucune etude n'a ete consacree a l'influence de l'orientation des fibres sur la permeabilite a l'eau. Ainsi, l'objectif general de ce projet de recherche etait de determiner l'influence de l'orientation et du type de fibres sur la permeabilite a l'eau des BFHP (beton fibre a hautes performances) pour proposer des criteres de conception en service adaptes a ces betons.