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6.7 La dformation des btons.

La rsistance mcanique et la dformation sont des caractristiques

importantes du bton, car elles jouent un grand rle non pas seulement pour

la stabilit, mais aussi la durabilit des ouvrages.Lorsque le bton est soumis laction dune charge rapidement croissante, il

se compose comme un matriau fragile. Dune part, sa rupture nest pas

prcde de dformations importantes et dautre part, sa rsistance la

traction est beaucoup plus faible que sa rsistance la compression. La

rsistance la traction sannule mme compltement si des fissures

de retraitse sont dveloppes.

Le choix judicieux des matriaux, une mise en oeuvre correcte, ladoption de

dispositions constructives appropries jouent un rle essentiel dans lart de

construire. Toutefois, comme une partie importante de ses activits estconsacre aux problmes de dimensionnement des constructions, lingnieur

attache une importance particulire aux caractristiques de rsistance

mcanique et de dformation des matriaux, car leur connaissance lui est

indispensablepour raliser des constructions la fois sres et conomiques.

Ds la fin de la mise en oeuvre, le bton est soumis des dformations,

mme en absence de charges.

6.7.1. Le retrait

Cest la diminution de longueur dun lment de bton. On lassimile leffetdun abaissement de la temprature qui entrane un raccourcissement.

Causes et constatation Remdes

Le retraitavantpriseest caus par

lvaporation dune partie de leau quecontient le bton. Des fissures peuvent

sensuivre car le bton se trouve tir dans sa

masse.

Ils sagit de sopposer au dpart brutal de leau

par :

- la protection contre la dessiccation.- lutilisation dadjuvantsou de produits de cure.

Aprs laprise, il se produit :

- Le retraitthermique d au retour du bton

la temprature ambiante aprs dissipation de lachaleur deprisedu ciment. On constate une

lgre diminution de longueur.

Il faut viter de surdoser en ciment. Les ciments

de classe 45 accusent moins de retraitque ceuxde classe 55 de durcissementplus rapide.

- Le retraithydraulique est d unediminution de volume rsultant de

lhydratation et dudurcissementde la pte de

ciment. Le retraitcroit avec la finesse deciment et le dosage.

Le bton aura dautant moins deretraitquil seraplus compact ; ce qui dpend de la rpartition

granulaire, car un excs dlments fins favorise

le retraitainsi que les impurets (argiles,limons).

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Estimation du retrait: l = 3 x L.

l est le raccourcissement.

Lest la longueur de llment.

Si une corniche en bton arm a une longueur de 15 cm, le retraitest de

lordre de: 3 x 15000 cm = 0,45 cm.

6.7.2. La dilatation

Puisque le coefficient de dilatation thermique du bton est valu 1 x 10-5

,

pour une variation de 20 C on obtient: l = 2 x longueur.

Pour chanage en B.A. de 20 m de longueur et un cart de temprature de 20

C, on a une dilatation de : 2 x 2000 cm = 0,4 cm.

6.7.3. Le fluage

Lorsquil est soumis laction dune charge de longue dure, le bton se

comporte comme un matriau VISCO-ELASTIQUE. La dformation

instantane quil subit au moment de lapplication de la charge est suivie

dune dformation lente ou diffre qui se stabilise aprs quelques annes.

Cestce que lon appelle lefluage(Fig. 6.7.1).

Le fluageest pratiquement complet au bout de 3 ans.

Au bout dun mois, les 40 % de la dformation de fluagesont effectus et au

bout de six mois, les 80%. Estimation de la dformation de fluage:

l = 4 5 longueur.

Cette dformation varie surtout avec la contrainte moyenne permanenteimpose au matriau.

Fig. 6.7.1 : Chargement et dchargement. (Dformation ractive de retour).

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6.7.4. lasticit du bton

Le module dlasticit E est dfini par le rapport:

Pour les projets courant, on admet:

Eij= 11 000 fcj1/3

(module de dformation longitudinale instantane du

bton) avec fcj= rsistance caractristique j jours. Evj= 3 700

fcj1/3(module de dformation diffre) avec fcj= 1,1 fc28. Il sensuit que

Notes : Eij, Evj, fc28, fcjsont exprims en MPa.

Le module dlectricit de lacier est de lordre de : 200 000 N/mm2, soit 2

000 000 daN/cm2

.

6.7.5. Effet Poisson

En compression comme en traction, la dformation longitudinale est aussi

accompagne dune dformation transversale.

Le coefficient Poisson est le rapport :

6.7.6. Mcanisme de la fissurationDeux btons ayant un mme retraitfinal peuvent se comporter trsdiffremment du point de vue de la fissuration (fig. 6.7.2) :

- le bton correspondant L ne se fissure pas ;

- le bton correspondant L se fissure en I au temps t.

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Fig. 6.7.2 : Le retraitdu bton est pris en compte dans la conception des

ouvrages (Exemple: joints de retraitdes dallages et planchers).

Condition de fissuration dun bton:

Le phnomne de retraittire le bton de telle faon que lallongement

rsultant compense le raccordement impos par le retrait, si llment tait

libre de se dformer. Le retraitaugmente avec le temps, la tension interne

aussi: si elle dpasse la limite de rupture du bton, la fissuration se produit.