Experimental study of creep of hardened Portland cement paste at variable water content

Abstract

Tests of creep under axial load and torque have been made using tubular specimens of extremely small wall thickness (0.7 mm) in order to achieve sufficiently rapid moisture exchange with the environment. The changes of relative humidity and temperature in a program-controlled environmental chamber have been gradual, so as to minimize the differences in pore humidity throughout the specimen wall and the accompanying residual stresses and microcracking. A number of different humidity and temperature histories, including the drying before and during the creep test, and the humidity changes during the creep test and during the recovery, have been tested. The measurements have revealed a decline of the slope of creep curve in log-time after a sufficiently long drying period; acceleration of creep as well as recovery by both drying and wetting; a smaller and more delayed acceleration at lower humidities; a delay of this acceleration with respect to the weight loss; a similarity of these effects in axial and torsional creep; a higher recovery as well as creep at higher humidities when moisture equilibrium has been approached before loading; a higher creep acceleration by temperature increases or decreases when the humidity is below saturation, but a smaller acceleration at nearly dry state; and other effects.

Résumé

On a réalisé des essais de fluage sous charge axiale et effort de torsion appliqués à des éprouvettes tubulaires à parois extrêmement minces (0,7 mm), ceci dans le but d'assurer des échanges suffisamment rapides d'humidité avec l'ambiance. Les variations d'humidité relative et de température ont été rendues graduelles dans une chambre à ambiance contrôlée à programme, afin de minimiser les différences d'humidité interstitielle dans l'épaisseur de la paroi de l'éprouvette ainsi que les contraintes résiduelles et les micro-fissures qu'on constate en même temps. On a vérifié les conséquences d'états d'humidité et de température antérieurs, y compris celles du séchage avant et durant l'essai de fluage, et celles des variations d'humidité durant l'essai et durant la recouvrance. Les mesures ont révélé une diminution de la pente de la courbe du fluage établie en coordonnées log-t après une période de séchage suffisamment longue; une accélération tant du fluage que de la recouvrance, à la fois par séchage et humidification; une accélération moindre et plus tardive à des humidités plus faibles; un retard de cette accélération par rapport à la perte de poids; une similitude de ces effets en fluage axial et en fluage de torsion; une recouvrance aussi bien qu'un fluage plus prononcé à de plus fortes humidités si l'équilibre en teneur en eau a été approché avant chargement; une plus forte accélération du fluage par augmentation ou diminution de la température pour des humidités au-dessous du point de saturation, mais une plus faible accélération à l'état presque sec; et d'autres effets.