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Elastic moduli of a lean and a pavement quality concrete under uniaxial tension and compression

Abstract

Results are given of strain measurements taken during a limited proramme of tests on a lean concrete and a pavement quality concrete to compare the elastic moduli under direct tension and compression. For each type of concrete differences of less than 10% were found between the tensile and compressive tangent moduli. In tension tests deviation from linearity, indicating commencement of microcracking, occurred at a lower percentage of the ultimate tensile strength for the concrete having the higher cement content. Modulus values were higher for the lean concrete than for the richer pavement quality concrete.

Résumé

On se sert couramment de béton maigre et de béton dit routier dans la construction des routes. Le coefficient d'élasticité de ces matériaux s'avère un facteur important dont on doit tenir compte au moment du calcul des contraintes se manifestant dans le revêtement. Les résultats communiqués proviennent d'une étude d'un caractère limité qui avait pour but de déterminer et de comparer les coefficients d'élasticité en se basant sur des essais de compression et de traction uniaxiales effectués sur un béton maigre et sur un béton routier.

Des éprouvettes ont été fabriquées dans des moules standard de 508×102×102× mm modifiés de façon à présenter une section centrale diminuée, de 76 mm de côté et de 229 mm de longueur. Les extrémités agrandies étaient maintenues dans des structures d'embout en acier, reliées à des têtes pivotantes, l'une montée à la base d'un chassis de réaction rigide et l'autre à une cellule dynamométrique— elle-même reliée à un dispositif de commande électro-hydraulique asservi fixé à la partie supérieure du chassis. Tous les essais ont été effectués sous la même tension d'environ 14 MN/m2/min; quelquesunes des éprouvettes furent soumises à des essais de contrainte directs jusqu'à la rupture, le reste sous compression jusqu'à environ la capacité maximale de la cellule dynamométrique, puis sous charges de traction jusqu'à la rupture. Des déformations longitudinales ont été détectées par les jauges de déformation, type feuille, à résistance électrique, incorporées par adhérence et centrées entre les faces opposées de chaque éprouvette.

Les résultats expérimentaux de la mesure de la contrainte et de la déformation proviennent d'essais sur les deux sortes de béton. Pour chaque composition, la différence entre les coefficients d'élasticité tangents traction/compression s'est élevée à moins de 10%. Au cours des essais sous contrainte, un écart dans la relation contrainte/déformation par rapport à la linéarité, indiquant le début de la microfissuration s'est manifesté à un pourcentage inférieur de la résistance à la traction de rupture pour le béton ayant la plus haute teneur en ciment. La valeur des coefficients s'est révélée pour le béton maigre plus riche que pour le béton routier.

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Galloway, J.W., Harding, H.M. Elastic moduli of a lean and a pavement quality concrete under uniaxial tension and compression. Mat. Constr. 9, 13–18 (1976). https://doi.org/10.1007/BF02478523

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Keywords

  • Slenderness Ratio
  • Tangent Modulus
  • American Concrete Institute
  • Direct Tension
  • Secant Modulus