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Partie I. Analyse bibliographique
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II.5.3. Effet de la rigidité des granulats
Pour étudier l’effet des granulats sur le retrait, Tazawa et Miyazawa (Tazawa et Miyazawa,
1995) ont considéré le béton comme un matériau biphasique (granulats et pâte de ciment). Les
auteurs remarquent que l’augmentation de la rigidité des granulats provoque une diminution
du retrait endogène. Pour expliquer ces observations, Tazawa et Miyazawa supposent que la
pâte de ciment exerce des contraintes de compression sur les granulats qui, se contractent
selon leur niveau de rigidité. Lorsque les granulats sont très rigides, leurs déformations
deviennent extrêmement faibles et le retrait mesuré est celui de la pâte de ciment seule.
La rigidité des granulats peut également être à l’origine d’un réseau de microfissures qui se
forme dans la pâte environnant les granulats. En effet, les contraintes de compression exercées
sur le granulat se traduisent par des efforts de traction à l’interface pâte de ciment/ granulats.
Lorsque ces contraintes dépassent la résistance en traction de la pâte, des microfissures se
développent autour des granulats, généralement de direction normale à la surface des
granulats.
Plusieurs modèles macroscopiques permettant le passage de la déformation de la pâte à la
déformation du béton prennent en compte la rigidité des granulats. Dans le cas où la rigidité
des granulats est très élevée par rapport à celle de la pâte de ciment, la déformation des
granulats devient minime et, on peut ne pas tenir compte de leur présence ; par exemple, le
modèle série suppose que seule la fraction volumique des granulats entre en jeu dans le calcul
du retrait endogène des mortiers. Il s’écrit comme :
Avec :
ε b
ε p
= 1−
V g
ε b : la déformation du béton [-],
εp : la déformation de la pâte de ciment [GPa],
Vg : la fraction volumique des granulats [GPa].
En considérant qu’à une certaine échéance, les rigidités de la pâte de ciment et du mortier ont
des valeurs comparables, la rigidité des granulats doit alors être prise en compte. Le modèle
parallèle fait partie des modèles qui prennent en compte cet effet :
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