Modélisation du comportement à long terme des bétons de granulats recyclés

Abstract

La reutilización de agregados del concreto demolido es una necesidad para preservar el medio ambiente, ahorrar recursos naturales agotables y cumplir con los requisitos de reciclaje. Además, cuando los agregados naturales se sustituyen parcial o totalmente por agregados reciclados, ciertas propiedades se ven alteradas debido a la presencia de pasta de cemento vieja contenida en los agregados reciclados. Como resultado, la fluencia es generalmente mayor cuando estos agregados se incorporan al concreto. El objetivo de este trabajo es analizar la fiabilidad de los modelos predictivos de fluencia propuestos en las normas de diseño y realizar las modificaciones necesarias para mejorar su rendimiento. A partir de los resultados disponibles en las referencias bibliográficas y en base a varios enfoques de optimización y un análisis estático de los resultados, se han propuesto nuevas expresiones analíticas para los hormigones con áridos naturales. Para considerar la presencia de agregados reciclados en el concreto, se introdujo el término de la tasa de reemplazo equivalente de agregado, que representa la masa de agregados reciclados relativa a la masa del esqueleto granular. También se desarrolló un modelo reológico basado en el modelo de Kevin-Voigt como parte de este trabajo y se amplió al concreto con agregados reciclados mediante la introducción del término correctivo. Una modelación viscoelástica por elementos finitos permitió la validación de este modelo para ensayos de fluencia en compresión, así como su extensión para describir el comportamiento diferido en flexión. La aplicación del enfoque viscoelástico para concreto con agregados reciclados ha demostrado que el modelado de la fluencia requiere el desarrollo de series de Prony con varios términos.

La réutilisation des granulats issus du béton déconstruit est une nécessité pour préserver l’environnement, économiser les ressources naturelles épuisables et satisfaire aux exigences du recyclage. Par ailleurs, lorsque les granulats naturels sont substitués partiellement ou complètement par des granulats recyclés, certaines propriétés sont altérées en raison de la présence d’ancienne pâte de ciment contenue dans les granulats recyclés. De ce fait, le fluage est généralement plus important lorsque ces granulats sont incorporés au béton. L’objectif de ce travail est d’analyser la fiabilité des modèles prédictifs du fluage proposés dans les normes de dimensionnement et d’apporter les modifications nécessaires pour améliorer leurs performances. A partir des résultats disponibles dans les références bibliographiques et en se basant sur plusieurs approches d’optimisations et d’une analyse statique des résultats, des nouvelles expressions analytiques ont été proposées pour les bétons de granulats naturels. Afin de considérer la présence des granulats recyclés dans le béton, le terme 1 0.33  m  a été introduit dans les expressions modifiées avec m le taux de remplacement équivalent, qui représente la masse des granulats recyclés par rapport à la masse du squelette granulaire. Un modèle rhéologique basé sur le modèle de Kevin-Voigt a été également développé dans le cadre de ce travail et a été étendu aux bétons de granulats recyclés en introduisant le terme correctif 1 0.33  m   . Une modélisation viscoélastique par éléments finis a permis la validation de ce modèle pour des essais de fluage en compression ainsi que son extension pour décrire le comportement différé en flexion. L’application de l’approche viscoélastique pour les bétons de granulats recyclés a montré que la modélisation du fluage nécessite le développement des séries de Prony avec plusieurs termes.