Evolution des résistances des mortiers aux hautes températures

Abstract

L'élévation de la température altère la résistance mécanique du béton et des mortiers du fait des désordres résultants d'une part, de la dilatation thermique, et d'autre part, de la transformation physique et chimique des granulats. La prévision de ce comportement aux hautes températures implique donc la connaissance de l'évolution des variations des propriétés mécaniques. Cette étude s’intéresse à l’évolution des résistances résiduelles, en traction et en compression de cinq mortiers avec des sables de différentes natures. Il s’agit de trois sables calcaires issus de carrières différentes (SC1, SC2 et SC3), un sable siliceux de mer (SM) et un sable normalisé SN. Six éprouvettes de chaque mortier ont été chauffées pour chaque température cible, 200°C; 400°C et 600°C. L'élévation de la température a été de 2°C/mn. Les mortiers à base de sable siliceux de mer (MSM) donnent les résistances les plus faibles pour tous les paliers de température. Les résistances des mortiers normaux sont aussi inférieures à celles des mortiers de sables calcaires. Ces derniers présentent des résistances proches. Le mortier MSC3 présente, à 200°C, la chute de la résistance la plus importante (32%). A 400°C ; la chute de la résistance continue, à l’exception de celle des mortiers MSC3 et MSN, où on remarque un regain de la résistance par rapport à celle à 200°C. Tous les mortiers ont présenté un regain de la résistance à 600°C comparativement à celles à 400°C (à l’exception du mortier normal MSN). La température seuil de perte des résistances se situait donc entre 400°C et 600°C pour les mortiers MSC1, MSC2, MSM et entre 200°C et 400°C pour les mortiers MSC3 et MSN. Ce dernier a présenté une augmentation de résistance jusqu’à 400°C puis une légère baisse. Ce regain de résistance pourrait s’expliquer par l’accélération, à haute température, de l’hydratation de ces mortiers mal hydratés. Les résultats des résistances à la compression semblent confirmé les tests en traction. La plus importante chute de résistance en compression est celle du mortier MSC3 (comme pour la traction), elle est de 43% à 200°C. Les mêmes remarques peuvent être avancées pour l’évolution des résistances à la compression aux autres températures. Après une chute des résistances, on observe un regain à 600°C. Cependant, la résistance du mortier normal continue sa chute à 600°C. On remarque quelques différences dans l’évolution des résistances en compression et celles en traction. Ce qui laisse suggérer qu’il existe d’autres paramètres qui n’affectent pas cette évolution de la même manière.