Evolution du coefficient de dilatation thermique du béton en fonction de sa maturité aux tout premiers âges

Résumé

Dans les premières heures qui suivent sa fabrication et en l'absence de chargement extérieur, le béton subit des variations de volume dues à la formation des hydrates du ciment (ou retrait endogène), à l'exothermie de cette réaction, et au séchage vers le milieu ambiant. Dans un ouvrage, des fissures gênantes peuvent apparaître si des déformations sont empêchées. La détermination expérimentale des déformations endogènes, en l'absence de séchage vers l'extérieur, nécessite, à tout instant de la prise, la connaissance des déformations d'origine thermiques et donc du coefficient de dilatation thermique. Après un examen des publications traitant ce problème, une méthode de détermination, à tout instant, du coefficient de dilatation thermique au jeune âge est proposée. Cette méthode comporte une partie expérimentale et un traitement des mesures basé sur l'hypothèse d'un découplage des déformations endogènes et thermiques. Le résultat du calcul aboutit à l'expression du coefficient de dilatation thermique en fonction de la maturité du béton. Ceci permet, ensuite, de retrancher les déformations d'origine thermique aux déformations totales mesurées afin d'obtenir l'évolution des déformations endogènes en fonction de la maturité. Une application à un béton classique est présentée.

Summary

In the first hours after its production and without external loading, the concrete suffers volume changes due to (i) the formation of cement hydrates (autogenous shrinkage), (ii) the heat produced by the reaction, and (iii) air drying. Structural detrimental cracks can appear if these deformations are restrained. The experimental determination of the autogenous shrinkage, without external drying, requires, for each step of hydration, knowledge of the thermal strains, i.e., the thermal expansion coefficient. After a review of the relevant literature, a method is proposed for the continuous determination of the thermal expansion coefficient. This method contains an experimental part and a measurement procedure based on the hypothesis that there is no inter-dependence between autogenous shrinkage and thermal strain. After this calclation, an expression is derived for the thermal expansion coefficient as a function of the concrete maturity. This makes it possible to subtract the thermal strains from the total strains measured, in order to obtain the autogenous shrinkage as a function of the maturity. The method is then applied to a normal concrete.