Fabrication des composites « roche-pâte de ciment »

Fabrication des composites « roche-pâte de ciment »

A l’échelle mésoscopique, l’adhésion de la liaison « roche-pâte de ciment » est mesurée par des essais de traction et de cisaillement. Deux types de composites ont été utilisés : l’un pour l’essai de traction, l’autre pour l’essai de cisaillement.

Compositions des composites « roche-pâtes de ciment »

Les composites fabriqués pour les essais de traction et de cisaillement ont été choisis afin d’étudier le maximum de paramètres de composition tels que le type de la roche, l’état de surface des roches (brut de sciage/carottage et poli), la teneur en eau des roches (sèche et imbibée) et le rapport E/C. En raison de leur faible capacité d’absorption d’eau, le calcaire rose et le basalte sont utilisés uniquement à l’état sec. L’influence de la teneur en eau a été étudiée uniquement sur des roches à l’état brut de sciage/carottage. Les compositions des composites « roche-pâte de ciment » sont résumées dans les tableaux II.15-16-17-18.

Composite pour l’essai de traction

La mesure de la résistance en traction de l’interface roche-pâte de ciment est évaluée par l’essai de traction directe des échantillons mixtes roche-pâte de ciment. C’est une des méthodes les plus connues pour mesurer l’adhésion entre la roche et la pâte de ciment. Constitution du composite et du moule Pour étudier l’adhésion entre la pâte de ciment et la roche, un composite « roche-pâte de ciment » a été conçu. Il se compose d’un cube de roche de 20 mm de côté situé entre deux prismes de pâte de ciment de même section carrée que le cube. Les dimensions du composite sont de 20 x 20 x100 mm3 (Figure II.31).  Figure II.31. Constitution du composite « roche-pâte de ciment » pour l’essai de traction (dimension en mm) Pour effectuer l’essai de traction, il est nécessaire de connecter les deux extrémités de l’échantillon aux dispositifs de traction de la machine d’essai de traction. On a choisi un dispositif « vis-écrou » qui permet de monter et démonter facilement l’échantillon lors de la réalisation de l’essai. Les échantillons sont fabriqués comme indiqué figure II.32 afin de s’assurer que la rupture en traction survienne systématiquement au niveau de l’interface roche-pâte de ciment. Figure II.32. Echantillon mixte avec des vis intérieures dont la longueur d’insertion est de 30 mm (dimension en mm) En se basant sur les dimensions des échantillons, le moule a été conçu comme présenté sur la figure II.33. Chaque moule contient 3 compartiments permettant de couler 3 éprouvettes en même temps. 100 40 20 40 20 granulat Pâte de ciment 20 F F Ecrou Vis extérieure 31 24 16 10 31 Roche Pâte de ciment 20 10 16 24 20 100 30 Vis intérieure Chapitre II. Méthodologie expérimentale 81 Figure II.33. Plan du moule (dimension en mm) Préparation des composites Le moule est placé sur une table, les écrous (plots de retrait) sont fixés aux parois du moule en serrant les vis extérieures. Ensuite, les vis intérieures sont serrées aux écrous. La distance entre la paroi du moule et l’extrémité de la vis intérieure doit être de 30 mm. Le cube de roche est placé au centre de chaque compartiment. Chaque compartiment est rempli par la pâte fraîche en deux couches quasi égales (d’environ 10 mm d’épaisseur). Chaque couche est compactée légèrement à 20 reprises à l’aide du pilon pour éliminer l’air et rendre la superficie de la couche horizontale. L’excès de pâte de ciment est enlevé avec une truelle. Le moule est couvert d’une plaque en verre puis mis dans un sac plastique afin de maintenir l’humidité et d’empêcher tout retrait et fissuration à l’interface. Le moule est conservé dans la chambre à béton à la température de 20°C pendant 24 h. Après 24 heures, les échantillons sont démoulés. Le démoulage est effectué avec précaution pour éviter tout choc qui pourrait dégrader l’interface roche-pâte de ciment. Après le démoulage, les échantillons sont conservés dans un bassin d’eau saturée en chaux dans une chambre de conservation des bétons climatisée à 20°C