l’interface acier-béton à température ambiante

Dans la littérature, plusieurs recherches sur l’interface béton-acier à température ambiante ont été réalisées. Ces recherches abordent les différents aspects liés à l’interface : mécanismes d’activation, modèles de comportement, implémentation numérique, impacts sur les structures réelles,… Ce chapitre a pour but d’analyser ces aspects afin d’en faire une synthèse complète et systématique en s’appuyant sur les résultats de recherche les plus importants. Les lois de comportement de l’interface sont nécessaires pour intégrer l’impact de l’interface dans la modélisation des structures. La relation la plus importante pour décrire le comportement de l’interface est celle entre la contrainte tangentielle et le glissement relatif de l’armature. Dans le but d’étudier l’impact de l’interface sur le comportement de la structure, seules les armatures actives sont considérées. Ainsi, on ne va s’intéresser qu’aux armatures de haute adhérence (HA) dans les structures en béton armé. Les armatures lisses ne sont pas considérées dans cette étude. Goto a employé un spécimen de forme parallélépipédique. Sa section est de 100 x 100 mm2 et sa longueur est de 1 m. Au milieu, il a placé une barre nervurée standard de 19 mm de diamètre. Les deux extrémités de la barre d’acier ont été soumises aux efforts de traction jusqu’à un chargement maximal dont la valeur se rapproche du seuil de résistance de l’acier. Deux conduits ont été placés parallèlement à l’axe de la barre d’acier pour injecter de l’encre dans les fissures. Après le déchargement, le spécimen a été scié longitudinalement afin fissures internes dus à l’activation de l’interface. Ce sont les fissures internes transversales qui causent l’endommagement du béton et diminuent la rigidité de l’interface alors que les fissures internes longitudinales qui se développent entraînent le fendage des éprouvettes.

Quand on applique des forces de traction aux deux extrémités de la barre, il y a tout d’abord des fissures transversales nommées fissures primaires qui divisent l’éprouvette en quelques petits tirants (sous-tirants) dont la longueur est environ de 25 cm. Ces fissures sont dues à la faible résistance de traction de la barre de béton. de 25 cm de chaque segment n’est pas suffisante pour que la contrainte dans le béton dépasse sa résistance en traction. Pendant cette période, l’interaction entre le béton et l’acier au niveau de l’interface entraîne la formation de fissures internes transversales autour de la barre. Ces fissures internes se trouvent le plus près des surfaces libres aux deux extrémités de chaque petit tirant (sous-tirant). Elles forment un réseau de fissures internes avec une inclinaison moyenne de 60°. Plus le chargement augmente, plus les fissures internes se développent. Enfin, il y a des fissures transversales secondaires qui atteignent les surfaces extérieures de l’éprouvette. circonférentielle. Si le béton n’est pas capable de résister à ce type de traction, les fissures internes longitudinales se formeront tout d’abord aux surfaces libres des fissures primaires et se développeront radialement et longitudinalement pour provoquer la rupture longitudinale de l’enrobage. Avec cette technique, l’auteur a pu visualiser la micro-fissuration et le glissement relatif le long de la barre. En se basant sur les résultats obtenus, Gambarova et al. [2] ont prouvé l’importance de l’écrasement du béton devant les nervures dans l’augmentation du glissement relatif de l’interface. L’impact de l’écrasement est encore plus grand dans les essais d’arrachement.

Essai d’arrachement classique

Contrairement à l’essai de tirant, l’état contrainte-déformation dans la zone d’interface pour l’essai d’arrachement est dû non seulement à l’activation de l’interface mais aussi à la condition limite (réaction des appuis sur la surface inférieure du béton). Donc, on n’utilise pas cet essai pour observer les phénomènes intrinsèques au cours de l’évolution du comportement de l’interface. Cependant, avec un enrobage suffisamment grand, cet essai présente bien l’état ultime de l’interface : rupture cylindrique par extraction de la barre d’acier. Ainsi, les observations obtenues sur la ruine dans cet essai nous permettent d’identifier les phénomènes intrinsèques responsables de la diminution de la résistance et de la ruine de l’interface. d’interface est très endommagée. Cela favorise le cisaillement des  »crans » du béton entre les nervures [4]. Il y a aussi le phénomène d’effritement du béton autour de la barre. Ces phénomènes diminuent la résistance d’adhérence de l’interface. Finalement, les fissures de Tandis que la contrainte tangentielle de l’interface (et donc le glissement relatif) est très variable le long de l’armature dans l’essai de tirant, elle est presque uniforme dans l’essai d’arrachement avec une petite longueur d’ancrage. Donc, la relation force-déplacement issue des essais d’arrachement décrit de façon approximative le comportement de l’interface. Ce type d’essai est aussi utilisé pour étudier l’influence des paramètres géométriques (enrobage, diamètre de la barre,…) et mécaniques (résistance du béton, confinement latéral,…) sur la résistance de l’interface.