Apports de l’analyse microtomographique dans la modélisation des effets du séchage des matériaux à matrice cimentaire

Microtomography analysis applied to the modeling of desiccation effects on cementitious materials

• Auteur / Autrice : Cheng Peng
• Direction : Nicolas Burlion, Dominique Bernard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 16/12/2009
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Essais de compression

Élasticité

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Microtomographie

Granulats

Composites de ciment

Mots clés libres

Microfissuration

Endommagement hydrique

Résumé

La dessiccation sur les matériaux cimentaires affecte les propriétés mécaniques et hydriques des matériaux : la résistance, le module d’Young, la fragilité, le teneur en eau, etc. L’objectif était ici de proposer un modèle qui a la capacité de décrire les principaux aspects des matériaux cimentaire sous compression et dessiccation.Puis une étude quadridimensionnelle du couplage entre dessiccation et fissuration est menée par microtomographie par rayons X. L’effet du retrait empêché par déformations différentielles entre les granulats et la matrice cimentaire est mis en évidence dans l’apparition de la fissuration, et dépend de leurs dimensions. En basant les phénomènes, nous avons proposé un modèle de l’endommagement hydrique en fonction de diamètre des granulats et le teneur en eau. Ensuite nous avons proposé un modèle de l’endommagement mécanique couplé à l’endommagement hydrique dans le cadre de la mécanique des milieux partiellement saturés.La comparaison des simulations numériques et les données expérimentales montre que le modèle reproduit les principaux aspects du comportement d’un mortier en fonction de la dessiccation.

The desiccation on cement materials affects the mechanical properties and hydrous of the materials: the resistance, the module of Young, the fragility, and the moisture content, etc. The objective of the report is proposing a module which describes the main aspects of cement materials under the compression and desiccation.The four-dimensional study of the coupling between desiccation and fissuring is led by micro tomography by X-rays. The restrained shrinkage due to differential strains in aggregates and cementitious matrix is highlighted as the cause of apparition of microcracks, which relies on inclusion diameter. Base on the pheromones, it proposed a model of hydrous damage which relies on the aggregates’ diameter and the water content. Then it proposed a model of the mechanical damage coupled with the hydrous damage within the mechanics of the partially saturated milieu.At last, the comparison between the numeric simulations and the experimental data shows that the model reproduces the main aspects of the behavior of a mortar according to the desiccation.