Etude du comportement mécanique de matériaux cimentaires à renforts synthétiques longs ou continus
Institution:
Cergy-PontoiseDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work aims to substitute other types of reinforcements for the steel reinforcements, allowing to simplify the realization of foundation works. After a bibliographic study and a preliminary study, two kinds of reinforcement have been chosen: grids of carbon fiber reinforced polymer (epoxy, PVC, latex, acrylic, silica doped acrylic) and continuous glass or carbon yarns. Flexural bond tests, performed on 7x7x28 cm specimens, allowed the study of the mechanical behaviour of the reinforcement/mortar interface. Flexural tests then allowed the study of the mechanical behaviour of the cementitious composite. The interpretation of bond tests has allowed to elaborate models describing the behaviour of the yarns embedded in the cementitious matrix. These models allow to take into account the internal structure of the yarns (multifilament or strand structure) and to describe its influence on the anchorage of the filaments (anchorage by adherence and anchorage thanks to the presence of loop). Flexural tests have allowed to estimate the efficiency of the different reinforcements and have shown that this one is linked to their internal structure. At last, a study of grids as reinforcement of 3 m concrete beams has shown that carbon/epoxy grid could be considered as reinforcement.
Abstract FR:
Cette thèse se donnait l'objectif d'étudier la substitution des armatures d'acier des structures en béton armé par des renforts d'une autre nature dans le cas de certains types d'éléments de structures. Deux types de renforts ont été étudiés : des grilles de polymères (époxy, PVC, latex, acrylique, acrylique avec une charge de silice) renforcés de fibres de carbone et des fils constitués à partir de fibres de verre ou de carbone. Des essais d'arrachement par flexion, réalisés sur des éprouvettes 7x7x28 cm, a permis d'étudier le comportement mécanique de l'interface renfort/matrice cimentaire. Des essais de flexion ont ensuite permis d'étudier le comportement mécanique du composite cimentaire. L'interprétation des essais d'arrachement a donné lieu à l'élaboration de modèles décrivant le comportement des fils au sein de la matrice cimentaire. Ces modèles permettent de tenir compte de la structure interne des fils (multifilamentaire ou en mèches) et de décrire son influence sur l'ancrage des filaments (ancrage par adhésion et ancrage grâce à la présence de boucle). Les essais de flexion ont permis d'évaluer l'efficacité des différents renforts et ont montré que celle-ci dépend de la structure du renfort. Enfin, une étude des grilles comme renforts de poutres en béton de 3 mètres de portée a montré qu'il est possible d'utiliser la grille carbone/époxy comme renfort de structures.