Assessment of cracking risk in early age massive concrete structures
Prévision et évaluation de la fissuration précoce des ouvrages en béton
Résumé
L'objectif de ce travail était de concevoir un outil de simulation permettant de choisir les meilleures solutions pour limiter la fissuration au jeune âge des structures en béton.
Cet outil a été développé dans le code aux éléments finis CASTEM, il s'organise en deux phases de modélisations successives : un modèle déterminant les champs d'hydratation ainsi que les états hydriques et thermiques de la structure suivi d'un modèle mécanique utilisant ces données pour estimer la fissuration. Le modèle d'hydratation développé est un modèle multiphasique permettant de prévoir les évolutions conjointes de la teneur en eau, de la température et de l'hydratation des différentes phases de liants composés. Il est basé sur la résolution couplée des lois de cinétiques d'hydratation de chaque phase avec les lois de conservation de la masse d'eau et de la chaleur. La loi cinétique utilisée pour modéliser l'hydratation des phases du liant est basée sur une approche phénoménologique des cinétiques de réactions et des interactions entre phases (clinker et composés secondaires). Le modèle a été testé sur une structure massive de 27 m3 coulée in situ. La connaissance des champs hydriques, thermiques et d'hydratation permet ensuite de prévoir les déformations induites par les variations de teneur en eau (retrait de séchage et d'autodessiccation) et de température (déformations thermiques) au sein de la structure. Le risque de fissuration peut alors être évalué avec le modèle mécanique à partir des contraintes induites par les déformations empêchées (gradients thermiques et hydriques ou conditions aux limites mécaniques). Le modèle mécanique proposé est de type viscoélastique non linéaire couplé à un modèle d'endommagement anisotrope. Il permet de traiter de façon globale les phénomènes de retrait et de fluage par l'utilisation d'un modèle rhéologique reproduisant le comportement hydromécanique du béton non saturé.
L'objectif de ce travail était de concevoir un outil de simulation permettant de choisir les meilleures solutions pour limiter la fissuration au jeune âge des structures en béton.
Cet outil a été développé dans le code aux éléments finis CASTEM, il s'organise en deux phases de modélisations successives : un modèle déterminant les champs d'hydratation ainsi que les états hydriques et thermiques de la structure suivi d'un modèle mécanique utilisant ces données pour estimer la fissuration. Le modèle d'hydratation développé est un modèle multiphasique permettant de prévoir les évolutions conjointes de la teneur en eau, de la température et de l'hydratation des différentes phases de liants composés. Il est basé sur la résolution couplée des lois de cinétiques d'hydratation de chaque phase avec les lois de conservation de la masse d'eau et de la chaleur. La loi cinétique utilisée pour modéliser l'hydratation des phases du liant est basée sur une approche phénoménologique des cinétiques de réactions et des interactions entre phases (clinker et composés secondaires). Le modèle a été testé sur une structure massive de 27 m3 coulée in situ. La connaissance des champs hydriques, thermiques et d'hydratation permet ensuite de prévoir les déformations induites par les variations de teneur en eau (retrait de séchage et d'autodessiccation) et de température (déformations thermiques) au sein de la structure. Le risque de fissuration peut alors être évalué avec le modèle mécanique à partir des contraintes induites par les déformations empêchées (gradients thermiques et hydriques ou conditions aux limites mécaniques). Le modèle mécanique proposé est de type viscoélastique non linéaire couplé à un modèle d'endommagement anisotrope. Il permet de traiter de façon globale les phénomènes de retrait et de fluage par l'utilisation d'un modèle rhéologique reproduisant le comportement hydromécanique du béton non saturé.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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