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Patent Searching and Data


Title:
COMPACTED ROLLED FIBRE-REINFORCED CONCRETE COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING A PAVEMENT BASED ON SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/054471
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention concerns a compacted rolled fibre-reinforced concrete composition and a method for making continuous pavements and industrial areas without joints, the metal fibres consisting of wires (10) with a diameter (d) of 0.38 to 15 mm, a total length of 19 to 80 mm, a length (l, l') of the curved end parts (12) of 1.5 to 4 mm, a transverse offset (h, h') of at least 0.75 mm, an obtuse angle ($g(a),$g(a)') between each gap portion (13) and the central part (11), an obtuse angle between each gap portion and end portion, and a minimum tensile strength of 900 n/mm?2¿, said composition comprising, per cubic metre of concrete, 180 to 400 kg of hydraulic binder, 90 to 150 litres of water, and 25 to 60 kg of fibres, and not more than 1.8 wt. % of plasticizer and/or retarder admixture.

Inventors:
Ficheroulle, Benoît (114 Résidence Elysées 2, La Celle Saint Cloud, La Celle Saint Cloud, F-78170, FR)
Henin, Marc (Avenue du Rond Point 8b, Boîte 2, Rixensart, B-1330, BE)
Application Number:
PCT/FR2001/001304
Publication Date:
August 02, 2001
Filing Date:
April 27, 2001
Export Citation:
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Assignee:
Chaussees, Techniques Innovation (67 rue Saint Jacques, Paris, Paris, F-75005, FR)
Ficheroulle, Benoît (114 Résidence Elysées 2, La Celle Saint Cloud, La Celle Saint Cloud, F-78170, FR)
Henin, Marc (Avenue du Rond Point 8b, Boîte 2, Rixensart, B-1330, BE)
International Classes:
E01C7/10; C04B14/48; C04B28/02; E04C5/01; C04B111/00
Foreign References:
US5865000A1999-02-02
FR2684397A11993-06-04
EP0350365A11990-01-10
Attorney, Agent or Firm:
Abello, Michel (Cabinet Peuscet, 78 avenue Raymond Poincaré, Paris, F-75116, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Composition de béton roulé compacté renforcé de fibres, comprenant des granulats, un liant hydraulique et des fibres métalliques à ancrage déformable, caractérisée en ce que les fibres métalliques sont constituées par des fils (10) sensiblement cylindriques comportant une partie centrale longitudinale (11) sensiblement rectiligne se prolongeant de chaque côté par l'intermédiaire d'une portion intercalaire (13) d'une partie d'extrémité recourbée (12) dont la forme est du type qui interdit l'accrochage de deux fibres voisines, lesdits fils ayant un diamètre (d) compris entre 0,38 et 1,05 mm, une longueur totale comprise entre 19 et 80 mm, une longueur des parties d'extrémité comprise entre 1,5 et 4 mm, un décalage transverse (h, h') entre la partie centrale et chaque partie d'extrémité d'au moins 0,75 mm, un angle (a, a') obtus inférieur ou égal à 160° entre chaque portion intercalaire et la partie centrale, un angle obtus entre chaque portion intercalaire et partie d'extrémité, et une résistance à la traction minimale de 900 N/mm2, et ladite composition comprenant une teneur en liant hydraulique comprise entre 180 et 400 kg par mètre cube de béton, une teneur en eau comprise entre 90 et 150 litres par mètre cube de béton, un dosage de fibres métalliques compris entre 25 et 60 kg par mètre cube de béton, et une teneur en adjuvant plastifiant et/ou retardateur au plus égale à 1,8 % en poids du liant hydraulique.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fils (10) constituant les fibres ont un diamètre (d) compris entre 0,65 et 0,85 mm et un rapport (,) longueur totale/diamètre (L/d) compris entre 65 et 85.
3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce que les fibres ont un rapport (X) longueur totale/diamètre de l'ordre de 80.
4. Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que les fils ont une longueur totale de 60 mm, un diamètre de l'ordre de 0,75 mm et une résistance à la traction minimale de 1100 N/mm2.
5. Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque partie d'extrémité recourbée (12) est formée d'une partie rectiligne reliée à la partie centrale (11) par ladite partie intercalaire (13) comprenant au moins deux coudes.
6. Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une teneur en liant hydraulique comprise entre 250 et 300 kg par mètre cube de béton, une teneur en eau de 4 à 6 % du poids des constituants secs du béton, soit environ 100 à 150 litres d'eau par mètre cube de béton, un dosage de fibres métalliques compris entre 25 et 50 kg par mètre cube de béton.
7. Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la teneur en adjuvant plastifiant est au moins égale à 0,3 % en poids du liant hydraulique.
8. Procédé de réalisation de chaussées continues ou d'aires industrielles sans joint, caractérisé en qu'il comprend une étape de réalisation d'une couche de béton roulé compacté renforcé de fibres à partir de la composition selon l'une des revendications précédentes, de façon à obtenir une couche de béton présentant une résistance à la flexion continument variable sur une plage d'ouvertures de fissuration étendue, par exemple de 0 à 4 mm, et sans rupture des fibres.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la variation de résistance sur ladite plage est inférieure de moins de 20 % par rapport à sa valeur nominale.
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que ladite couche de béton est recouverte d'une couche de roulement bitumineuse ou d'un microbéton constitué d'un mélange de trois composants, à savoir ciment, sable fillerisé comportant au moins 10 à 20% d'éléments fins inférieurs à 0,080 mm et sable contenant peu de fines.
11. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite étape consiste à réaliser ladite couche de béton compacté roulé renforcé de fibres avec une épaisseur de 5 à 18 cm pour le renforcement de chaussées bitumineuses ou en traitement antiorniérage.
Description:
COMPOSITION DE BETON ROULE COMPACTE RENFORCE DE FIBRES ET PROCEDE DE REALISATION D'UNE CHAUSSEE A PARTIR DE LADITE COMPOSITION La présente invention concerne une composition de béton roulé compacté renforcé de fibres et un procédé de réalisation de chaussées continues et d'aires industrielles sans joints, à partir de ladite composition.

Les compositions de béton compacté roulé se différencient des bétons classiques coulés ou pervibrés par le fait que, pour des propriétés mécaniques similaires, elles nécessitent un dosage en ciment réduit ainsi qu'une teneur en eau réduite. Cette teneur en eau plus faible permet d'obtenir une portance suffisante pour mettre en oeuvre le matériau avec des engins routiers afin de le compacter à l'aide de compacteur vibrant et de compacteur à pneus, puis de le remettre sans délai sous circulation. La consistance du béton coulé nécessite une mise en oeuvre avec les techniques traditionnelles de machine à coffrage glissant ou de règle vibrante et ne permet une remise sous circulation qu'après un temps de prise suffisant qui est généralement d'au moins 7 jours.

Dans les deux types de béton classique précités, il est connu d'insérer des fibres métalliques. Les fibres métalliques utilisées en dallage industriel sont le plus souvent des fibres tréfilées comportant généralement des fils de 1 mm de diamètre. Les différentes fibres existantes se différencient les unes des autres par le type d'ancrage actif dans la matrice du béton. Il existe des fibres fabriquées avec un ancrage dit déformable, par exemple des fibres à crochets telle que celles commercialisées par la société Bekaert sous la marque"Dramix"ou des fibres ondulées telles que celles commercialisées par la société Trefil Arbed. Cette société fabrique également une fibre commercialisée sous la marque"Twincone"qui possède un cône indéformable à chacune de ses extrémités. Ce type d'ancrage est beaucoup plus rigide que l'ancrage obtenu par des crochets ou des ondulations, d'où son appellation de fibres à ancrage dit total.

Après renforcement par des fibres d'acier, les bétons traditionnels pervibrés ou coulés permettent de réaliser des dallages industriels (souvent couverts et donc moins soumis aux intempéries et

aux variations de température que les chaussées) de grande dimension atteignant jusqu'à 2000 m2 sans joints, les propriétés des fibres permettant d'espacer les joints. Par contre ces bétons n'ont pu jusqu'ici tre utilisés efficacement pour la fabrication de chaussées continues sans joints malgré l'intért présenté par une telle application. En effet, les dosages relativement élevés en ciment et en eau génèrent dans ces bétons un retrait hydraulique auquel vient s'ajouter le retrait thermique.

Les contraintes mécaniques sont telles que les fibres ne parviennent pas à les contrôler. Il en résulte que les phénomènes de retrait du béton entraînent une fissuration nettement plus importante qu'en dallage, présentant un degré d'ouverture inacceptable dépassant le plus souvent 1 mm d'ouverture. Ainsi il est nécessaire de pratiquer des joints dans ces chaussées en béton de fibres pervibré afin de localiser les effets du retrait et réduire les ouvertures de fissures, ce qui fait perdre les avantages économiques d'une chaussée continue et freine considérablement le développement des bétons de fibres en chaussée.

On connaît par le brevet US 5,865,000, un béton classique renforcé de fibres en acier, qui a été modifié pour augmenter sa résistance en compression jusqu'à une valeur supérieure à 80 N/mm2.

Pour augmenter cette résistance, le béton comporte, d'une part, 5 à 10 % du poids de ciment en charges ultra-fines telles que des fumées de silice, ce qui permet de combler les vides interstitiels du béton.

D'autre part, comme l'eau a pour effet de réduire la résistance du béton, le rapport eau/ciment est maintenu inférieur à 0,4.

Or, selon ce brevet US, il est alors nécessaire d'ajouter une quantité élevée de superplastifiant, car ce type d'adjuvant permet de compenser le faible dosage en eau, alors mme que la présence des charges ultrafines aurait nécessité une quantité d'eau élevée. Dans les exemples 2 et 3 de ce brevet US, la quantité de liant hydraulique (ciment + micro-pouzzolane) est élevée (440 kg/m3) ce qui est contraire à la nécessité d'un dosage réduit en ciment pour un béton compacté roulé, et la quantité de plastifiant (2,5 %) est très élevée, alors qu'un tel dosage n'est pas nécessaire pour un béton compacté roulé ayant un rapport eau/ciment similaire.

Pour réaliser une chaussée durable en béton coulé sans joints, il est connu un procédé, dit procédé de béton armé continu

(BAC), dans lequel des barres d'acier, généralement de 16 mm de diamètre, sont raccordées les unes aux autres en continu sur toute la longueur de la chaussée. Une fois les barres d'acier posées, le béton est appliqué, généralement en utilisant une machine à coffrage glissant. Le béton armé continu reste cependant une technique lourde à mettre en oeuvre et coûteuse.

De par les avantages apportés par les bétons roulés compactés par rapport aux bétons traditionnels coulés, pervibrés ou extrudés, il a été proposé différents bétons compactés renforcés de fibres dans lesquels la composition a été adaptée convenablement et les fibres sélectionnées afin d'obtenir une chaussée ou aire industrielle continue en béton où la fissuration est régulièrement répartie et d'ouverture limitée.

Les résultats d'une étude comparative des fissures observées sur des parties de chaussée réalisées d'une part avec un béton compacté renforcé de fibres"Twincone"à ancrage total, et d'autre part avec un béton compacté renforcé de fibres ondulées, en comparaison avec un béton armé continu, sont présentés dans le tableau I : TABLEAU I Béton armé Béton compacté avec Béton compacté avec continu Fibres ondulées Fibres"Twincones" Nombre de fissures sur une longueur de 60 11 15 200 mètres linéaires Espace moyen entre 3 20 15 les fissures (m) Ouverturemoyenne 2 des fissures mu Total des ouvertures de fissures sur une longueur de 60 27, 5 15 mètres linéaires (mm) Le béton armé continu, qui est la référence en matière de béton continu sans joints, présente une fissuration fine et rapprochée.

Avec le béton compacté renforcé de fibres ondulées, les fissures sont espacées mais larges. Lorsque les fibres"Twincone"sont utilisées, la somme des ouvertures de fissures est de 30% inférieure à celle

observée dans le cas des fibres ondulées. A la vue de cette étude, il apparaît que le comportement de béton renforcé de fibres à ancrage total se rapproche de celui d'un béton armé continu, cette fibre permettant un ancrage plus performant que celui de la fibre ondulée.

Dans le cadre de l'étude faisant l'objet du tableau 1, les essais ont montré que l'évolution des fissures de béton roulé compacté renforcé de fibres"Twincone"est équivalente à celle des fissures de béton armé continu.

Par ailleurs, la figure 1 des dessins annexés illustre les résultats d'un essai comparatif d'arrachement ("Pull-out test") d'une fibre"Twincone"A à ancrage total et d'une fibre à ancrage déformable B, les deux fibres présentant un diamètre identique de 1 mm. A la vue de ce graphique, il s'avère que l'utilisation de fibres à ancrage total est nécessaire pour la réalisation de chaussées continues sans joints, celles- ci permettant de mieux limiter l'ouverture des fissures.

Ainsi, la demande de brevet FR 2 684 397 définit une composition de béton pour la réalisation de chaussées sans joints, présentant une composition déterminée qui inclut des fibres à ancrage indéformable telles que celles décrites dans les demandes de brevet européen EP 130 191 et EP 098 825.

Dans cette optique, afin d'améliorer l'ancrage de fibres cylindriques à crochets dites de première génération utilisées dans le béton coulé, les crochets desdites fibres ont été aplatis. De telles fibres sont notamment commercialisées sous la marque"Dramix FL 45/50"et sont l'objet de la demande de brevet WO 97/11239.

Ainsi la tendance actuelle est à l'utilisation de fibres à ancrage total ou à ancrage très rigide pour la réalisation de chaussées continues sans joints, les fibres à ancrage moins rigide telles que les fibres ondulées ou à crochets étant uniquement utilisées dans des compositions de béton pervibré pour la réalisation de dallages industriels ou de bétons projetés.

Le but de la présente invention et de proposer une composition de béton roulé compacté renforcé de fibres permettant de limiter la présence de fissures tout en assurant un contrôle de l'ouverture des fissures.

Ce but est atteint par le fait que la composition de béton roulé compacté renforcé de fibres selon l'invention, comprenant des granulats, un liant hydraulique et des fibres métalliques à ancrage déformable, est caractérisée en ce que les fibres métalliques sont constituées par des fils sensiblement cylindriques comportant une partie centrale longitudinale sensiblement rectiligne se prolongeant de chaque côté par l'intermédiaire d'une portion intercalaire d'une partie d'extrémité recourbée dont la forme est du type qui interdit l'accrochage de deux fibres voisines, lesdits fils ayant -un diamètre compris entre 0,38 et 1,05 mm, -une longueur totale comprise entre 19 et 80 mm, -une longueur des parties d'extrémité comprise entre 1,5 et 4 mm, -un décalage transverse entre la partie centrale et chaque partie d'extrémité d'au moins 0,75 mm, -un angle (a, a') obtus inférieur ou égal à 160° entre chaque portion intercalaire et la partie centrale, -un angle obtus entre chaque portion intercalaire et partie d'extrémité, et, -une résistance à la traction minimale de 900 N/mm', et ladite composition comprenant une teneur en liant hydraulique comprise entre 180 et 400 kg par mètre cube de béton, une teneur en eau comprise entre 90 et 150 litres par mètre cube de béton, un dosage de fibres métalliques compris entre 25 et 60 kg par mètre cube de béton, et une teneur en adjuvant plastifiant et/ou retardateur au plus égale à 1, 8 % en poids du liant hydraulique.

Au sens de l'invention, le liant hydraulique est constitué d'une combinaison, en proportions variables, de clinker, de laitier moulu, de cendres volantes, de gypse (phosphogypse ou anhydrite) et d'ultrafines (fumées de silice, pouzzolanes).

Contre toute attente, les fibres qui ont été sélectionnées dans la présente invention, pour tre insérées dans une composition de béton roulé compacté, ont conduit à des résultats meilleurs en terme de limitation et de contrôle de fissuration. L'utilisation de fibres telles que définies ci-dessus, présentant des parties recourbées d'extrémité, sensiblement cylindriques sur toute la longueur, dans une composition de

béton roulé compacté, permet, de manière surprenante, d'obtenir un juste équilibre entre la limitation du nombre de fissures et la limitation de l'ouverture des fissures présentes.

Les fibres à ancrage total ou ancrage très rigide présentent une résistance forte d'ancrage jusqu'à une ouverture de fissure de 1 mm.

Toutefois, si la fissure s'ouvre d'avantage, on assiste à une rupture des fibres et à une baisse très rapide de l'effet de couture des bords de la fissure.

Jusqu'à une ouverture de fissure de 1 mm, la fibre selon l'invention assure un effet d'ancrage fort, pratiquement équivalent à celui de la fibre à ancrage total. Par contre la performance de l'ancrage est conservée à des ouvertures de fissures beaucoup plus importantes allant jusqu'à 3 à 4 millimètres. La composition selon l'invention présente un plateau de ductilité beaucoup plus sécurisant que l'effet de rupture observé au-delà de 1 mm avec une fibre à ancrage total, par exemple dans le cas d'un affaissement localisé de la plate-forme de la chaussée et d'une ouverture de fissure qui pourrait dépasser 2 mm.

Avantageusement, les fils constituant les fibres ont un diamètre compris entre 0,65 et 0,85 mm et un rapport longueur totale/diamètre compris entre 65 et 85. En particulier, les fibres ont un rapport longueur totale/diamtre de l'ordre de 80. Selon une particularité, chaque partie d'extrémité recourbée est formée d'une partie rectiligne reliée à la partie centrale par ladite partie inclinée comprenant au moins deux coudes.

Avantageusement, les fibres utilisées dans la présente invention sont des fibres de 0,75 mm de diamètre, d'une longueur totale de 60 mm et avec une résistance à la traction d'au moins 1100 N/mm2.

Cette fibre a également pour intért, à dosage égal en poids dans le béton, un nombre de fibres double de celui du nombre des fibres de diamètre de 1 mm traditionnellement utilisées. En raison d'un écrouissage poussé plus loin au tréfilage, le fil plus fin a par ailleurs une limite élastique plus élevée qui le rend plus performant qu'un fil de 1 mm de diamètre.

La fissuration observée dans des bétons obtenus à partir de la composition selon l'invention est restée limitée à des valeurs comprises entre 0,3 et 1 mm. Avec une telle limitation des fissures, il en

résulte que les agrégats du béton formant la surface irrégulière des parois de la fissure restent encastrés entre eux et maintenus en position, l'effet d'encastrement étant assuré par les fibres ancrées dans la matrice du béton de part et d'autre de la fissure. Ce verrouillage mutuel des granulats entre eux et des fibres qui assure une"couture"des bords de la fissure fait que la fissure ainsi contrôlée n'affaiblit pas sensiblement la structure globale de la chaussée. La fissure n'est pas active, en ce sens qu'elle n'évolue pas sous les contraintes du trafic lourd au cours de la durée de service de la chaussée. Par ailleurs, les bords de la fissure restant encastrés mécaniquement par les contacts intergranulaires entre les constituants du béton, les fibres sont par conséquent moins sollicitées en fatigue, ce qui assure une bonne durabilité de la chaussée.

Par ailleurs, dans le cas où l'ouverture des fissures reste inférieure à 1 mm, il a été montré que l'eau éventuellement chargée de sel de déverglaçage ne pénètre pas dans une telle fissure mme si celle-ci débouche en surface. Les risques de corrosion des fibres dans la fissure sont ainsi limités.

Les agrégats utilisés comportent de 70 à 100 % de matériaux concassés, présentant des angles vifs et une forme proche du carré, et une granulométrie comprise entre 0 et 14 mm de façon à éviter les phénomènes de ségrégation, c'est-à-dire de séparation des gros éléments. La composition de béton comprend en outre de préférence un adjuvant plastifiant qui facilite le compactage par lubrification intergranulaire et permet d'obtenir une densité voisine de 2400 kg/m3 de béton avec des conséquences favorables, comme une résistance plus élevée et la possibilité de réduire le dosage en liant hydraulique La teneur en eau optimale est déterminée par l'essai Proctor Modifié et varie entre 4 et 6 % des constituants secs du béton.

Avantageusement la composition comprend une teneur en liant hydraulique voisin de 250 à 300 kg par mètre cube de béton, une teneur en eau de 4 à 6% du poids des constituants secs du béton, soit environ 100 à 150 litres d'eau par mètre cube de béton, un dosage de fibres métalliques compris entre 25 et 50 kg, de préférence entre 30 et 40 kg, par mètre cube de béton. A titre d'exemple, la composition comprend 280 kg de liant hydraulique et 110 litres d'eau par mètre cube de béton.

Avantageusement, la teneur en adjuvant est au moins égale à 0,3 % du poids du liant hydraulique. Il est possible d'obtenir un effet de lubrification inter-granulaire à l'aide d'un faible dosage en plastifiant, par exemple 0,3 à 0, 5 % du poids de liant hydraulique. Par contre, l'effet retardateur de prise du béton, dans la mesure où le mme produit est utilisé pour l'effet plastifiant et retardateur, ne peut tre obtenu qu'avec des dosages plus élevées en plastifiant, par exemple au minimum 0,7 % du poids de liant hydraulique si on veut conserver la maniabilité du béton frais pendant environ 20 heures, par exemple pour une reprise le lendemain sur le béton de la veille.

La composition de béton selon l'invention peut tre utilisée pour la réalisation ou le renforcement de structures de chaussées ou d'aires industrielles ayant à supporter de fortes charges roulantes, telles que celles produites par des passages fréquents de camions, d'engins lourds ou d'avions gros porteurs par exemple.

La composition selon l'invention permet une couche de béton présentant une résistance à la flexion continûment variable sur une plage d'ouverture de fissuration étendue, par exemple de 0 à 4 mm, et sans rupture des fibres. Selon une particularité, la variation de résistance sur ladite plage est inférieure de moins de 20% par rapport à sa valeur nominale.

La mise en oeuvre du matériau selon l'invention s'effectue par l'intermédiaire d'un finisseur à table lourde, qui est un matériel généralement utilisé pour la mise en oeuvre des matériaux bitumineux, ou par l'intermédiaire d'une niveleuse. Le béton est ensuite densifié par un compacteur de plusieurs tonnes comportant un ou deux rouleaux vibrants. Ce compactage peut ensuite tre suivi d'un effet de pétrissage apporté par l'action d'un compacteur à pneus appliquant par exemple une charge de 3 à 5 tonnes par roue.

Le béton compacté renforcé de fibres peut ensuite tre directement recouvert d'une couche de roulement bitumineuse, la cure du béton pouvant tre effectuée par une émulsion de bitume gravillonnée.

Une chaussée constituée d'une couche de base en béton selon l'invention, puis recouverte d'une couche de roulement bitumineuse a pour avantage une séparation des fonctions, le béton de ciment assurant une longue durée de vie à la structure sous trafic lourd, et l'enrobé bitumineux

permettant d'obtenir un tapis présentant des qualités spécifiques élevées, par exemple un enrobé drainant qui absorbe l'eau de pluie et/ou un enrobé acoustique qui limite le bruit de roulement. La couche de béton peut également tre recouverte d'un microbéton fortement dosé en ciment, constitué d'un mélange de trois composants, à savoir du ciment, un sable fillerisé (comportant une part importante d'éléments fins), et un sable contenant peu de fines, le sable fillerisé comportant au moins 10 à 20% d'éléments fins inférieurs à 0,080 mm.

Au-delà de son application de réalisation de chaussées neuves continues sans joints avec de très bonnes conditions de durabilité, le béton roulé compacté renforcé de fibres selon l'invention peut tre utilisé en renforcement de chaussées. Simultanément à un renforcement, ce procédé peut aussi régler le problème d'orniérage des chaussées bitumineuses par apport d'une couche mince de 5 à 18 cm, recouverte d'un enrobé bitumineux mince ou très mince.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence au dessin schématique annexé.

Sur ce : -la figure 1 est un diagramme illustrant l'art antérieur et représentant les résultats de tests d'arrachement d'une fibre à ancrage total et d'une fibre à ancrage déformable présentant toutes deux un diamètre de fil de 1 mm ; -la figure 2 est une vue schématique partielle et de côté d'une fibre utilisable dans une composition selon l'invention, et -la figure 3 est un diagramme illustrant des essais de flexion de plusieurs prismes obtenus à partir d'une composition selon l'invention en comparaison avec des compositions selon l'art antérieur.

Suivant la figure 2, la composition selon l'invention comprend des fibres métalliques constituées par des fils 10 munis de parties recourbées d'extrémité 12. Les fils sont sensiblement cylindriques sur toute leur longueur L et comportent une partie centrale 11 sensiblement rectiligne se prolongeant de chaque côté par une portion intercalaire inclinée 13 qui se prolonge par ladite partie

d'extrémité 12. Chaque partie 12 est formée d'une partie rectiligne reliée à la partie centrale 11 par ladite portion intercalaire inclinée 13 comprenant au moins deux coudes. Les fils présentent un diamètre d compris entre 0,38 et 1,05 mm, une longueur totale L comprise entre 19 et 80 mm, et une résistance à la traction minimale de 900 N/mm2.

Les deux parties d'extrémité 12 d'un fil peuvent avoir une forme différente ou similaire. La longueur X, #'des parties rectilignes des parties d'extrémité 12 peut tre différente ou similaire et est comprise entre 1,5 et 4 mm. La portion inclinée 13 de chaque partie d'extrémité forme avec la partie centrale rectiligne 11 un angle a ou a' obtus égal ou inférieur à 160°. Les deux angles a, a'ainsi définis peuvent tre identiques ou différents. L'une des portions intermédiaires d'une partie d'extrémité n'est pas forcément dans le plan constitué par l'autre portion intermédiaire et la partie centrale 11. Par ailleurs, chaque partie d'extrémité n'est pas forcément dans le plan constitué par sa partie intermédiaire et la partie centrale. Les décalages transverses h, h'entre la partie centrale 11 et chaque partie d'extrémité peuvent tre identiques ou différents et sont d'au moins 0,75 mm. Dans l'exemple décrit ici, la composition selon l'invention comprend des fibres commercialisées sous la marque"Dramix 80/60". La fibre "Dramix 80/60"est une fibre qui se caractérise par une longueur totale L de 60 mm pour un diamètre d de 0,75 mm, soit un rapport 1 de 80, et une résistance à la traction d'au moins 1 l 00 N/mm2. Les deux angles a a'sont sensiblement identiques et les portions intermédiaires, les parties d'extrémité et la partie centrale 11 sont sensiblement dans le mme plan.

Différentes compositions ont été effectuées selon le tableau II, les compositions 1, 2 et 4 diffèrent les unes des autres uniquement par la nature des fibres qu'elles contiennent. La composition 1 comprend des fibres"Twincone"de type à ancrage total, la composition 2 comprend des fibres"Dramix FL 45/50"de type à extrémités en crochets aplatis et la composition 4 selon l'invention comprend des fibres"Dramix 80/60".

Dans ces trois compositions, les fibres sont dosées à 30 kg/m3. La composition 3 comprend des fibres"Dramix FL 45/50"comme la composition 2 mais celles-ci sont dosées à 35 kg/m3. TABLEAU II En Kg/m3 Composition 1 Composition 2 Composition 3 Composition 4 Fibre"Twincone"Fibre"Dramix Fibre"DRAMIX Fibre"Dramix FL 45/50"FL 45/50"80/60" Gravillons 5/15 1103 1103 1103 1103 Sable 0/5 735 735 735 735 Ciment (*) 400 400 400 400 Eau totale 160 160 160 160 Superplastifiant6 6 6 6 Fibres30 30 35 30 rapportE/C 0,4 0,4 0,4 0,4 (eau/ciment)

(*) ciment CPA-CEM I 52.5R La formulation des compositions de béton a été définie de façon à satisfaire à un critère de résistance à la compression de l'ordre de 50 à 60 MPa, tout en respectant le fuseau de granulométrie en vigueur pour les bétons compactés au rouleau (NF P 98-128). La résistance à la compression mesurée sur des cylindres de dimension 16x32 cm, conformément à la norme en vigueur, est donnée dans le tableau III. Les essais ont été réalisés sur trois cylindres de béton pour chaque composition 1 à 4.

TABLEAU III Cylindre1 Cylindre 2 Cylindre 3 moyenne Composition 1 50 MPa 54 MPa 50 MPa 51, 3 MPa Composition 2 52 MPa 52 MPa 52 MPa 52, 3 MPa Composition 3 61 MPa 59 MPa 57 MPa 59, Composition 4 58 MPa 57 MPa 52 MPa 55, Pour caractériser l'apport des fibres au niveau de la capacité à maintenir une charge résiduelle lors d'un mécanisme de fissuration du matériau, des essais en flexion sur prisme ont été réalisés. Des prismes ont été testés en flexion circulaire. Compte tenu

de la taille des fibres, des prismes de grandes dimensions ont été choisis, avec une longueur de 70 cm, une hauteur de 20 cm et une largeur de 15 cm. La distance entre les points d'appui lors de la flexion était de 60 cm et la distance entre les points d'application de la charge de 20 cm. Chaque prisme était préalablement entaillé en section centrale afin de localiser la fissure. Un capteur pontait cette entaille et a permis de piloter les essais directement sur l'ouverture de la fissure. La figure 3 montre les résultats des essais comparatifs de flexion effectués pour évaluer les performances des différentes fibres en contrôle de fissuration du béton.

Les courbes 1 à 4 correspondent respectivement aux compositions 1 à 4 définies précédemment. L'apparition de la fissure s'effectue sous un niveau de charge de l'ordre de 25 kN pour les différentes compositions.

Le prisme obtenu avec la composition 1 comprenant des fibres"Twincone"présente une perte de charge après l'apparition de la fissure jusqu'à environ 0,2 mm d'ouverture, puis les fibres permettent une reprise d'effort. A partir d'un millimètre de fissure en flexion, correspondant à la capacité maximale portante, les fibres commencent à casser, ce qui se traduit par des sauts successifs de charge et une décroissance très rapide de la capacité portante du prisme.

Le prisme de la composition 4 selon l'invention présente une légère perte de charge à l'apparition de la fissure puis une reprise d'effort. La capacité maximale portante est obtenue pour une ouverture de fissure comprise entre 1 et 1,5 mm. La capacité portante diminue ensuite très progressivement.

Pour la composition 2 comprenant des fibres"Dramix FL 45/50"dosées à 30 kg, le prisme affiche une perte de charge très importante (de l'ordre de 50%) après l'apparition de la fissure. Au-delà d'une certaine ouverture de fissure de l'ordre de 1,8 mm, des sauts de charges sont visibles sur la courbe. Ces sauts traduisent des ruptures de fibres comme dans le cas de la composition 1.

Pour la composition 3, comprenant des fibres"Dramix FL 45/50"dosées à 35 kg, les résultats sont similaires à ceux obtenus avec la composition 2, seule l'augmentation du dosage de fibres permet une capacité de charge supérieure.

La capacité de reprise d'effort âpres fissuration est sensiblement du mme ordre de grandeur pour les compositions 1, 3 et 4. Les fibres présentent sensiblement le mme potentiel vis-à-vis de la fissuration pour des ouvertures restreintes à 1 mm. Au-delà, le comportement intrinsèque des fibres, conduisant à une rupture ou un arrachement, modifie le comportement d'une section fissurée. La fibre à ancrage total montre la résistance la plus forte de l'ancrage jusqu'à une ouverture de fissure de 1 mm. Toutefois, si la fissure s'ouvre davantage, on assiste à une rupture des fibres et à une baisse très rapide de l'effet de couture des bords de la fissure. Jusqu'à une ouverture de fissure de 1 mm, la fibre selon l'invention montre une résistance d'ancrage légèrement plus faible, de l'ordre de 7%, que celle obtenue avec une fibre à ancrage total. Par contre, la performance de l'ancrage est conservée à des ouvertures de fissures beaucoup plus importantes allant de 3 à 4 mm, ce qui n'est pas le cas lors de l'utilisation de fibres à ancrage total ou des autres fibres.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.