Rheology and rheometry of concrete
Rhéologie et rhéometrie des bétons
Abstract
Because knowledge of the flow properties of concrete has become essential with the advent of fluid concretes, the LCPC has developed the BTRHEOM concrete rheometer. In this work, we carried out a critical analysis of the first version of the device and improved it. The BTRHEOM has proved to be a good tool for detecting faults in concrete formulations. In a final section, we verified that the models are relevant for self-levelling concretes, the spread of which can then be predicted satisfactorily. A complete metrology system has also been developed to characterise these materials in greater detail: the BRTHEOM has been adapted to measure their flow properties in a confined environment, their resistance to blocking has been quantified using the L-box test and segregation has been measured on split specimens (the development of a rapid segregation test on fresh concrete, based on measuring the penetration of a ball into the concrete, proved disappointing). Thanks to an analysis based on granular concepts, we are able to propose prediction models for all these properties, as well as a rational and practical approach to formulating self-levelling concretes, which now needs to be validated more widely.
Parce que la connaissance des propriétés d’écoulement des bétons est devenue primordiale avec l’avènement des bétons fluides, le LCPC a développé le rhéomètre à béton BTRHEOM. Nous avons procédé dans ce travail à une analyse critique de la première version de l’appareil et à son amélioration. Le BTRHEOM s’avère alors être un bon outil de détection des défauts de formulation des bétons. Nous avons, dans une dernière partie, vérifié que les modèles sont pertinents pour les bétons autonivelants dont on peut alors prédire l’étalement de façon satisfaisante. Une métrologie complète a également été développée pour caractériser plus finement ces matériaux : le BRTHEOM a été adapté pour mesurer leurs propriétés d’écoulement en milieu confiné, leur résistance au blocage a été quantifiée par l’essai de boite en L et la ségrégation a été mesurée sur éprouvette fendue (le développement d’un essai rapide de ségrégation sur béton frais, basé sur la mesure de l’enfoncement d’une bille dans le béton s’est avéré décevant). Grâce à une analyse basée sur des concepts granulaires, nous proposons des modèles de prévision de l’ensemble de ces propriétés ainsi qu’une démarche rationnelle et pratique de formulation des bétons autonivelants qui doit maintenant être validée plus largement.
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