Caractérisation du béton projeté par voie sèche : une approche rhéologique et énergétique

• Main Author: Paquet, Simon
• Other Authors: Jolin, Marc
• Format: Dissertation
• Language: French
• Published: Université Laval 2021
• Subjects: Béton projeté.; Rhéologie.; Béton > Adjuvants.
• Online Access: http://hdl.handle.net/20.500.11794/71016

Depuis plusieurs années, la perte causée par le rebond en béton projeté fait l'objet de préoccupations environnementales. L'optimisation continue de l'équipement et de la mise en place permet de rendre la technique de projection plus efficiente. Le laboratoire de béton projeté de l'Université Laval enchaine ainsi les projets de recherche afin d'avoir une meilleure compréhension et un contrôle accru du phénomène. Les connaissances acquises dirigent cette recherche vers une caractérisation plus complète de la projection par voie sèche et de son substrat récepteur à l'état frais. Un montage à échelle réduite incluant les avancées récentes de l'équipement a été développé afin d'offrir des avantages technologiques et environnementaux non négligeables. Cette implantation permet de s'affranchir de certains problèmes associés à la méthode traditionnelle à l'échelle 1 :1 et d'évaluer plusieurs mélanges à dosages d'adjuvants variés, et ce, rapidement et sans la production et l'utilisation excessive de matériau. Le béton mis en place de façon gravitaire est généralement caractérisé à l'état frais à l'aide de paramètres rhéologiques. Cependant, les appareils traditionnels de mesures, tel que les rhéomètres, ne peuvent être utilisés en béton projeté par voie sèche à cause la consistance du matériau mis en place. Une méthodologie a alors été proposée afin de pouvoir étudier et de vérifier l'applicabilité des paramètres rhéologiques. La complexité des phénomènes présents lors de la mise en place du béton projeté par voie sèche a cependant montré la difficulté de capturer les effets visés. Cela a permis d'introduire le concept d'historique rhéologique. Le concept d'historique rhéologique présenté permet d'unir plusieurs paramètres théoriques et diverses constatations expérimentales ainsi que de proposer une approche différente de la description du matériau à l'état frais et de sa mise en place. Il identifie deux zones distinctes sur la surface réceptrice par une fréquence énergétique critique. Ces zones sont définies selon l'état du substrat : fluide ou élastoplastique. Ces deux états sont incontournables et se comportent différemment, ce qui nécessite de les caractériser séparément. L'évaluation des propriétés de la couche élastoplastique a ensuite été abordée avec une caractérisation énergétique du matériau. Le concept d'historique rhéologique mène à une évaluation et compréhension plus détaillée du matériau de même qu'à l'optimisation de sa composition et de sa mise en place, qui se matérialisera vraisemblablement à travers une démarche la perspective de modélisation et de prédiction du rebond. === For several years, the loss of material caused by rebound in shotcrete has been the subject of environmental concerns. Continuous optimization of equipment and placement makes the spaying technique more efficient. Université Laval's shotcrete laboratory has been carrying out a number of research projects in order to gain a better understanding and better control over the phenomenon. The knowledge acquired is orienting this research towards a more complete characterization of dry-mix shotcrete and its fresh substrate. A small-scale assembly, including recent technological advances on equipment, has been developed to provide significant technological and environmental benefits. Therefore, this implantation makes it possible to overcome certain problems of the traditional method and evaluate several mix-design with multiple dosages of admixtures quickly and without production and excessive use of material. Cast-in-place concrete is generally characterized in its fresh state using rheological parameters. However, traditional testing devices, such as rheometers, cannot be used with dry-mix shotcrete because of the consistency of the material spayed. Thus, a methodology was proposed in order to study and verify the applicability of rheological parameters. The complexity of the phenomenon present during placement of dry shotcrete, however, has proven this methodology inadequate to successfully capture the sought effects. This permitted to introduce the rheological history concept. The rheological history concept unites several theoretical parameters and experimental observations and offers a different approach for the description of the fresh state material and its placement. It identifies two areas separated by a critical energetic frequency. These areas are defined according to the condition of the substrate: fluid or elastoplastic. These two states are unavoidable and behave differently, which requires characterizing them separately. The evaluation of the elastoplastic layer's properties was approached with an energetic characterization of the material. The rheological history concept leads to a more detailed evaluation and understanding of the material, and the optimization of its composition and placement while bringing closer the perspective of rebound modeling and prediction.