Étude sur les tendons en matériaux composites et leur application aux ancrages postcontraints

• Main Author: Chennouf, Adil
• Other Authors: Benmokrane, Brahim
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 1997
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1683

L'objectif général de la présente thèse est d'évaluer le comportement à l'arrachement et au fluage d'ancrages injectés constitués de tendons en matériaux composites afin d'établir des recommandations plus appropriées et réalistes pour le dimensionnement et la conception. Quatre types de tendons en matériaux composites, deux à base de fibres d'aramide et deux à base de fibres de carbone, ont été utilisés dans l'étude. Les travaux de recherche de cette thèse ont porté notamment sur: (I) Une caractérisation physique et mécanique des tendons en matériaux composites utilisés dans l'étude. (II) Une étude en laboratoire sur les coulis de scellement. La première étape de cette étude a concerné le développement d'un coulis de scellement performant adapté aux tendons en matériaux composites et à différentes situations d'injection. La seconde étape a traité des essais de caractérisations physique et mécanique du coulis de scellement développé comparativement à trois coulis de scellement usuels d'un même rapport E/L de 0,4. (III) Une étude sur des modèles réduits d'ancrages injectés. (IV) Une étude sur des modèles d'ancrages à grande échelle. La synthèse de ces études a permis d'énoncer les principales conclusions suivantes: (1) Les valeurs moyennes des charges de rupture des tendons en matériaux composites ont été de 1% à 29% supérieures à celles spécifiées par les manufacturiers. (2) L'étude sur les coulis de scellement a permis le développement de coulis de ciment répondant aux critères fixés, soient une grande stabilité, une bonne fluidité, une légère expansion et de bonnes caractéristiques mécaniques. (3) Les tendons en matériaux composites ont montré des contraintes d'adhérence maximum supérieures à celles des tendons en acier. (4) Le type de fibre, la configuration et le fini de surface des tendons en matériaux composites gouvernent leur résistance à l'adhérence. (5) L'introduction de sable et d'autres ajouts comme les fines de silice et la poudre d'aluminium au coulis de ciment a permis d'améliorer la résistance à l'adhérence. (6) Il existe une relation linéaire entre la charge maximum et la longueur ancrée des tendons. Des équations sont proposées. (7) La capacité à l'arrachement des ancrages injectés augmente avec l'augmentation du module d'élasticité du milieu encaissant. (8) Les mono-tendons et multi-tendons en matériaux composites injectés sur 1000 mm ont montré des comportements à l'arrachement acceptables conformément aux codes. (9) Les rigidités apparentes des tendons à base de fibres d'aramide sont de trois à cinq fois inférieures à celles des tendons à base de fibres de carbone. (10) L'amorce de la décohésion en haut de la zone ancrée ne semble se produire qu'au-delà d'une charge de 0,35 f [indice inférieur]pu pour les tendons à base de fibres de carbone alors qu'elle prend naissance dès l'application de la charge pour les tendons à base de fibres d'aramide. (11) Le taux de fluage dépend du niveau de chargement ainsi que des caractéristiques géométriques et mécaniques de l'ancrage (type de fibres, fini de surface, nombre de tendons, etc.). (12) Des équations régissant le comportement au fluage des tendons en matériaux composites ont été établies pour une période d'essai de 60 mn."--Résumé abrégé par UMI