Caractérisation en traction directe du béton de fibres métalliques

Characterization of steel fiber concrete with direct tensile test

¹ Laboratoire de Mécanique, Structures et Énergétique (LMSE), Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou, BP17RP, Tizi-Ouzou 15000, Algérie
e-mail : djebalisaid@yahoo.fr
² Laboratoire de Modélisation, Matériaux et Structures (LAMOMS), Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou, BP17RP, Tizi-Ouzou 15000, Algérie
e-mail : atlaouidjamel2005@yahoo.fr; bouafia_y@yahoo.fr

Reçu : 18 Juillet 2010
Accepté : 14 Juin 2011

Résumé

Ce travail a porté sur l’étude du comportement mécanique, par l’essai de traction directe, du béton armé de fibres métalliques obtenu par l’ajout de copeaux d’usinage de pièces en acier au béton nu. L’étude a nécessité la conception et la réalisation d’un dispositif spécial de fixation des éprouvettes sur la machine de traction. Six teneurs en fibres ont été retenues. Les fibres ont été caractérisées à la résistance mécanique et à l’arrachement. La composition optimale du béton a été déterminée par l’essai de maniabilité. Les résultats obtenus ont montré que les fibres ont conféré une ductilité significative au matériau et, pour certaines teneurs en fibres, elles ont amélioré sensiblement la rigidité et la résistance. Deux types de comportement ont été observés : le type I à deux phases pour le béton témoin et le béton à 0,4 % de fibres et le type II à trois phases pour les autres teneurs en fibres. Il a été constaté que le début de la fissuration est d’autant plus précoce que la teneur en fibre est grande tandis que la phase de multifissuration s’allonge. En outre, avec l’augmentation du pourcentage de fibres de 0,4 % à 0,6 %, la résistance et la résistance résiduelle augmentent et au-delà ces caractéristiques diminuent.

Abstract

This work has focused on the study of mechanical behavior of steel fiber reinforced concrete by using the direct tension test. This fiber concrete is obtained by adding machining chips to bare concrete. The study has required the design and implementation of a special mounting device on the tensile machine. Six different fiber contents were used. The fibers were characterized for mechanical strength and tear. The optimal composition of concrete was determined by the test of manoeuvrability. The results obtained showed that the fibers have conferred a significant ductility to the material. For some fiber fractions, the fibers have also substantially improved the concrete stiffness and strength. Two types of behavior were observed: type I with two phases for the concrete control and the concrete with 0.4% fiber and type II with three phases for the other percentages. It was also found that the crack initiation depends greatly on the fiber content while the multi crack phase increases with the increase of fiber percentage. In addition, it has been observed that the increase of fibers percentage from 0.4% to 0.6% increases the strength and residual strength of the material. Beyond these levels, the characteristics decrease.