Fissuration des mortiers - CSTB

Conception de l’essai à l’anneau adapté aux couches minces
La mise en oeuvre des mortiers s’est déroulée dans les mêmes conditions. Après 5 minutes
de malaxage, ces derniers sont coulés dans leurs moules respectifs puis protégés de tout séchage
par un film de polyane pendant 24h. Suite à cette brève cure, les deux anneaux sont décoffrés
puis exposés à un séchage dans l’enceinte climatique à 23 ± 2 ˚ C et 50 ± 5 % d’humidité relative.
L’évolution de la déformation des anneaux laiton et de la contrainte induite dans l’anneau
mortier est présentée en figure 2.17. La déformation mesurée correspond à la moyenne enregistrée
sur les deux jauges. La contrainte est calculée à partir de cette déformation moyenne.
Epsi anneau (micrometres/metres)
50
0
-50
-100
-150
Mortier B
Mortier C
-200
0 5 10 15 20
Temps (jours)
Sigma mortier (MPa)
2
1
0
-1
-2
Mortier B
Mortier C
-3
0 5 10 15 20
Temps (jours)
FIG. 2.17: Évolution des déformations de l’anneau (à gauche) et de la contrainte résiduelle
induite (à droite) des mortiers industriels notés B et C
Suivons de manière chronologique l’évolution des courbes pour ces deux mortiers :
– Entre 0 et 1 jour : Durant cette période, alors que les deux anneaux mortier sont encore
dans leurs moules à l’abri du séchage, un gonflement est observé. Celui-ci se traduit par
une évolution positive de la déformation de l’anneau laiton (traction) qui indique que
le mortier, bien accroché à son support, subit un gonflement. Cette expansion, pour le
mortier B, d’environ 20 µm/m, peut être considérée comme assez faible. Au contraire,
le gonflement du mortier C, entraînant une déformation de l’anneau de 50 µm/m, est
plus conséquent. En effet, le mortier C contient du sulfo-alumineux, dont l’hydratation
est extrêmement rapide et dont le principal hydrate est l’éttringite, produit qui contrôle
l’expansion. Les propriétés expansives de l’éttringite sont accentuées en présence d’une
forte concentration en chaux (Peysson 2005 [78]), qui doit être présente dans notre mortier
(composition ternaire).
– Entre 1 et 6 jours : Au bout d’un jour, les deux anneaux mortier sont démoulés et placés
dans l’enceinte climatique contrôlée en température et en humidité relative. Une légère
variation est observée à cet instant sur les deux courbes, elle est provoquée par la variation
thermique brutale en peau de l’échantillon. Par la suite, les contraintes résiduelles
dans les deux matériaux évoluent très différemment. Celles induites dans le mortier B
évoluent rapidement et atteignent rapidement une valeur critique à 6 jours, occasionnant
une macro-fissuration de l’échantillon (fissure traversante de l’anneau en mortier de
l’ordre du millimètre). Cette fissuration est matérialisée sur la courbe par la brutale variation
de déformation qu’elle engendre. Elle peut ensuite être constatée de visu sur l’anneau
mortier. A l’opposé, le mortier C subit des déformations non linéaires beaucoup plus importantes
(fluage ou micro-fissuration) qui se traduisent par une relaxation de contraintes
conséquentes et une stabilisation de la contrainte résiduelle progressive.
– Après 6 jours et jusqu’à la fin de l’essai : Seules les déformations pour le mortier C
sont encore enregistrées puisque le mortier B n’est plus solidaire de l’anneau laiton. Ces
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