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Essai dérivé de l'essai d'adhérence pour la caractérisation de la cohésion superficielle des supports en béton dans les travaux de réparation: analyse des paramètres d'essai

Adaptation of the pull-off test for the evaluation of the superficial cohesion of concrete substrates in repair works: analysis of the test parameters

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Résumé

La réparation des surfaces en béton nécessite la plupart du temps une préparation de surface consistant en l'élimination de la couche superficielle de mauvaise qualité. Il est nécessaire de caractériser et de quantifier l'effet de cette opération sur les propriétés mécaniques et physiques du béton support, de façon à mettre en évidence les paramètres permettant de maximiser l'accrochage du système de réparation qui sera appliqué par la suite. L'essai d'adhérence-traction («pull-off test») est couramment utilisé pour caractériser l'adhérence des produits de réparation sur bétons: l'acceptation d'un travail est régulièrement basée sur des valeurs minimales ou caractéristiques de l'adhérence obtenues sur site ou en laboratoire. Cet article présente l'utilisation d'un essai dérivé de l'essai d'adhérence par traction sur site comme élément de qualification de la cohésion superficielle des supports en béton avant réparation. Une analyse des principaux facteurs d'influence est réalisée sur la base d'une recherche bibliographique approfondie, ainsi que la consultation des principales normes internationales. Les principaux facteurs observés sont: l'épaisseur et le diamètre des disques métalliques d'accrochage, la profondeur de carottage, la vitesse de mise en charge, le type de vérin, le type de colle et le nombre d'essais. Un béton de référence ordinaire a été sélectionné et a servi à la réalisation des essais dans différentes conditions définies à partir des paramètres précédents. Une analyse statistique multivariée a permis de mettre en évidence l'effet significatif de la profondeur de carottage et du diamètre du disque sur les résultats d'essais, de même qu'un effet combinatoire de ces deux paramètres. Les résultats ont été analysés à partir de valeurs caractéristiques et un nombre d'essais minimum a été défini, en fonction de la dispersion des résultats et de la précision requise. Finalement, cet essai présente un potentiel intéressant comme méthode de caractérisation des surfaces en béton avant réparation, moyennant la fixation d'un certain nombre de paramètres, dont plusieurs se trouvent déjà définis dans des normes d'essai concemant les produits de réparation.

Abstract

Concrete repair works involve most of the time the removal of the damaged or contaminated surface layer. It is necessary to assess the effect of that operation (tool, procedure, etc.) upon the integrity of the residual concrete substrate, prior to the placement of the repair material, since it can affect significantly the adhesion of the repair system. This paper summarizes the findings of a study intended to develop a simple test method for that purpose. After a through review of the related scientific documentation, it has been decided to adapt the so-called pull-off test, which is commonly used to determine the bond strength of repair products. An experimental program has been conducted to evaluate the influence of various test parameters on the measured cohesion of a reference concrete surface: transfer plate thickness and diameter, core drilling depth, speed of loading, adhesive type and thickness, and number of tests. A multivaried statistical analysis of the test results clearly shows that the plate diameter and core depth are the most significant parameters, presumably with threshold values, and that there exists a synergetic effect between them. Also, a minimum number of tests can be defined based on the standard deviation and required level of confidence of the results. Overall, the test method shows good potential for a sound quantitative evaluation of a concrete surface mechanical integrity prior to repair, provided that the test parameters are selected properly.

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Authors and Affiliations

  1. Département Géoressources, Géotechnologie et Matériaux de Construction, Unité de Recherche en Matériaux de Construction, Université de Liège, Chemin des Chevreuils, Bât. B 52/3, 1-B-4000, Liege 1, Belgique

    L. Courard

  2. Département de Génie Civil, Cité universitaire, Université Laval, G1K 7P4, Pavillon Pouillot, Québec, Canada

    B. Bissonnette

Authors
  1. L. Courard
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  2. B. Bissonnette
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Note éditoriale Le Dr. Luc Courard est Membre de la RILEM. L'Université Laval (Canada) est membre Titulaire de la RILEM. Les Drs. Bissonnette et Courard participent à la Commission Technique de la RILEM 193-RLS ‘Bonded cement-based material overlays for the repair, the lining or the strengthening of slabs or pavements’.

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Courard, L., Bissonnette, B. Essai dérivé de l'essai d'adhérence pour la caractérisation de la cohésion superficielle des supports en béton dans les travaux de réparation: analyse des paramètres d'essai. Mat. Struct. 37, 342–350 (2004). https://doi.org/10.1007/BF02481681

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