Fissuration des mortiers - CSTB

Étude des phénomènes chimiques et physiques agissant sur le comportement des mortiers
importante. A contrario, les mortiers et bétons à fort rapport E/C ne subissent quasiment pas
de déformations de retrait endogène mais un glonflement dans les premiers instants de l’hydratation.
L’hypothèse généralement avancée pour expliquer une telle différence de comportement
est que la diminution d’humidité relative interne causée par l’autodessiccation est non seulement
plus rapide mais plus intense lorsque la porosité est fine. La théorie de Kelvin Laplace que
nous développons dans la suite du mémoire (cf. paragraphe 5.2) prédit alors une réduction de
la taille des ménisques, donc des dépressions capillaires plus importantes qui conduisent à un
retrait plus conséquent.
D’après Mounanga (Mounanga 2003 [23]), la température a également un effet important
sur la cinétique et l’amplitude des déformations endogènes, notamment sur la contraction Le
Chatelier.
On rajoutera que dans les bétons traditionnels ainsi que dans les mortiers à fort rapport E/C,
les déformations endogènes sont négligeables devant celles induites lors du séchage (Davis 1940
[24]).
4.2 Le retrait thermique
le retrait thermique est dû à un gradient thermique important entre le coeur d’une structure,
où règne une température élevée et la peau exposée à l’air ambiant. Par conséquent, il est d’autant
plus important que la pièce (pile de pont, barrage, bloc de fondation etc.) est massive. La
réaction d’hydratation exothermique est la cause inévitable de montée en température du béton
ou du mortier, mais on peut également invoquer les conditions climatiques ainsi que les traitements
thermiques qui sont parfois effectués sur les ouvrages. Toutefois, la réaction d’hydratation
produit suffisamment de chaleur pour induire des montées en température allant jusqu’à
80˚C au coeur d’une pièce en béton. Des fissures apparaissent lorsque la contraction opérée en
peau et opposée à la dilatation au centre de la pièce, engendre des contraintes dépassant la limite
en traction du béton. Par ailleurs, ce problème se pose d’autant plus dans le cas des reprises
de bétonnage pour lesquelles la contraction est gênée par la rigidité de la pièce déjà coulée et
cause une fissuration localisée plus profonde mais également plus espacée. Pour les structures
en couches minces de mortier, ce type de retrait est négligeable devant ceux présentés par la
suite.
5 Conséquences de l’exposition aux conditions extérieures
Lorsque l’on soumet un échantillon aux conditions climatiques externes (température et
humidité relative principalement), des échanges thermiques, hydriques et chimiques se produisent
entre celui-ci et le milieu extérieur. Ces échanges sont la cause de variations volumiques
conséquentes de l’échantillon provoquant parfois la fissuration à plusieurs échelles (micro ou
macro) de l’élément.
5.1 Le retrait plastique
Le retrait plastique est le premier à se manifester car il a lieu avant la prise. Il est la
conséquence d’une différence de flux entre l’eau évaporée à la surface du béton et l’eau ressuée,
particulièrement pendant la période de pré-prise lorsque le matériau est encore déformable et
que le flux d’eau ressuée diminue fortement. La contraction du solide provoque une fissuration
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