Shrinkage of concrete as affected by size

Abstract

A critical study of existing test data on drying shrinkage of concrete suggests that the generally accepted view that the ultimate shrinkage is a function of size cannot be strongly supported. Ii is shown that the values of ultimate shrinkage for large specimens obtained by extrapolation of empirical shrinkage-time curves can be seriously in error if the wrong form of curve is fitted. An analytical study of an idealised model indicates that the only factor which could produce a major size effect is the onset of cracking. Ii is suggested that for design purposes the size effect on the final shrinkage should be eliminated from codes.

Résumé

On a effectué un examen critique des résultats d'essai de retrait de séchage du béton dont on dispose afin de vérifier la validité de la thèse généralement acceptée que le retrait maximal du béton est une fonction de la dimension des éprouvettes d'essai. La littérature montre que cette thèse repose principalement sur les résultats de quelques essais sur grandes éprouvettes, en particulier ceux fournis par Hansen et Mattock. Comme il peut exiger plusieurs années pour atteindre l'état d'équilibre de la teneur en eau, il est d'usage, afin d'obtenir le retrait maximal d'une grande éprouvette, d'adapter les résultats expérimentaux à une courbe théorique de résistance en fonction du temps qui peut être extrapolée pour un temps infini. On s'appuie ordinairement sur une simple relation hyperbolique, bien que quelques chercheurs aient suggéré des relations plus complexes. On montre théoriquement que si la vraie relation retrait/ temps diffère de celle qui est supposée, et que si les dernières opérations de mesure pour l'essai sont faites à un moment où les éprouvettes conservent encore une forte humidité relative, ce qui est ordinairement le cas avec de grandes éprouvettes, cette méthode peut alors conduire à une grossière sous-estimation du retrait maximal. On a entrepris l'étude analytique d'un modèle idéalisé en vue de déterminer quels facteurs, s'il en existe pourraient expliquer les effects de dimension observés d'après les courbes retrait/perte de poids d'un certain nombre d'éprouvettes essayées à l'Université de Sydney. Le seul facteur qui ait déterminé un effet de dimension notable était l'amorce de la fissuration qui résulterait du retrait en surface empêché par la masse presque saturée de l'éprouvette. Étant donné le doute qui peut planer sur les valeurs de retrait maximal obtenu par extrapolation des résultats d'essai de grandes éprouvettes, on suggère qu'il ne soit pas tenu compte dans les calculs de l'effet de dimension sur le retrait final.