Creep of portland cement paste at early ages

Abstract

This investigation was conducted to study systematically the creep of maturing cement pastes. Two water-cement ratios were chosen. Specimens, both sealed and unsealed, were used. Tests were conducted in a controlled humidity cabinet. The specimens were loaded between 18 hours and 28 days after casting, and kept under load for 28 days. In all cases the stress-strength ratios were maintained constant at 0.15. It has been found from these tests that creep is not linearly proportional to the stress-strength ratio for maturing cement pastes. The data obtained from the investigation also show that the viscous flow mechanism, if present, can only represent a small part of the creep mechanism.

Résumé

On rend compte ici d'une tentative d'étude systématique du fluage des pâtes de ciment dans la période de maturation. Deux rapports eau-ciment ont été choisis:0,3 et0,5. Les éprouvettes, tant confinées que non confinées, avaient pour dimensions12,7×7,6×35,6 cm. Les essais ont été effectués dans une atmosphère à24°C et à 75% HR.

8 éprouvettes dans chaque série ont été essayées. La méthode a consisté à couler simultanément ces8 éprouvettes et18 cylindres. Les éprouvettes ont été soumises à l'observation tandis que les cylindres servaient à la détermination de la résistance. On a fait varier les charges sur les éprouvettes de telle sorte que les rapports contrainte-résistance se maintiennent à0,15. La méthode employée consistait à faire varier les charges par degrés, alors qu'une méthode d'essai idéale aurait exigé une variation continuelle et graduée.

6 des8 éprouvettes ont été chargées à0,75, 1, 3, 7, 14 et28,75 jours après la coulée et maintenues sous charge durant28 jours. Les deux autres éprouvettes ont servi à obtenir la déformation élastique et le retrait. La déformation élastique a été également fournie par les6 éprouvettes alors qu'elles étaient chargées pour la première fois, et de nouveau après que toutes les indications de fluage eurent été relevées.

A partir des résultats ci-dessus, on a obtenu, pour les éprouvettes à différents âges de chargement, des familles de courbes de fluage longitudinal et transversal, ainsi que du coefficient de Poisson. La pâte de ciment flue plus vite dans les premiers temps qu'à maturation. La valeur du fluage total pour la pâte jeune est supérieure à ce qu'elle est pour la pâte à maturation. On en a conclu que le fluage n'est pas une fonction linéaire du rapport contrainte-déformation pour les pâtes de ciment qui sous charge présentent un gain de résistance. Pour un rapport contrainte-résistance constant, le fluage total dans un temps t peut s'exprimer en fonction de l'âge au chargement comme suit:Cr _t=A−Blog ₁₀t ₁ où:Cr_t=Fluage après un temps t pour un rapport contrainte-résistance constant;A, B=Constantes qui dépendent du rapport eauciment, de la surface traitée, de la durée de la charge entretenue, etc.; t ₁ =Age au chargement en jours.

Les résultats de cette étude montrent que le mécanisme de l'écoulement visqueux, s'il se produit, ne peut représenter qu'une faible part du phénomène du fluage.