Contribution à l'étude du rôle de fibres dispersées anisotropiquement dans le mortier de ciment sur les lois de comportement, les critères de résistance et la fissuration du matériau

par Gérard Debicki

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Jean-Claude Cubaud.

Soutenue en 1988

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Le béton de fibres associe une matrice de mortier ou béton à des renforts fibreux. Cette étude s'intéresse aux conséquences mécaniques d'une distribution homogène, mais partiellement orientée des fibres sur les propriétés mécaniques. De plus, elle apporte une contribution à l'analyse de la fissuration dans ce composite. Les fibres servant de support à cette recherche sont des rubans de verre métalliques. Le mortier frais est mis en place dans des blocs de grandes dimensions par coulage. Une méthode de caractérisation morphologique du mortier à armature de fires est développée. La répartition des fibres dans la matrice est déterminée avec des méthodes stéréologiques appliquées à l'analyse radiographique de plaques découpées dans les blocs. Les rubans s'orientent préférentiellement perpendiculairement à la direction de coulage et à plat dans le moule. Cette direction apparaît comme un axe de symétrie naturel du matériau. Sur un pourcentage de 0,5 % de fibres introduites seulement 0,26 % à 0,33 % se positionnent aléatoirement dans le volume. La porosité induite par la présence des fibres est mise en évidence. Des éprouvettes sont prélevées par carottage suivant sept différentes directions, par rapport à la direction de coulage dans les blocs et testées en compression et traction. Les processus de développement de l'endommagement interne, la relation contrainte-déformation, les valeurs ultimes de résistance et le mode de rupture en compression changent en fonction de la direction de sollicitation. Une analogie de comportement est établie avec certaines roches stratifiées. Pour ce matériau orthotrope, sensible au signe des contraintes, un critère de résistance à deux branches liées aux modes de rupture est établi. Pour l'étude de la fissuration, des éprouvettes D. C. B. , de grandes dimensions servent à définir les paramètres de ténacité. Un bilan énergétique met en évidence le rôle important des fibres après fissuration de la matrice et, permet un lien avec les résultats des analyses micromécaniques. Une analyse phénoménologique du rôle du ruban dans le processus de fissuration en mode I conduit à une relation contrainte-ouverture de fissure.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (374 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 334-349

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1070)
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