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Facteurs affectant le fluage
Dans le béton à granulats normaux, la pâte de ciment durcie est le principal facteur de fluage, tandis que les granulats, plus rigides que la pâte de…
Dans les mélanges de béton, la pâte de ciment durcie contribue principalement au fluage, tandis que les agrégats du mélange limitent le fluage.
Les agrégats avec un module d’élasticité élevé, étant plus rigides, réduisent le fluage. Par conséquent, plus leur volume dans le béton est important, plus le fluage est faible.
Le fluage augmente linéairement avec la contrainte appliquée dans les limites de conception. Au-delà des limites de conception, le fluage augmente de manière non linéaire avec la contrainte appliquée.
Par conséquent, pour les mélanges de béton avec une teneur similaire en pâte de ciment, les mélanges à faible rapport eau/ciment présentent une résistance plus élevée et moins de fluage.
De plus, à mesure que l’âge de l’application de la charge augmente, le fluage diminue à mesure que le béton gagne en résistance avec le temps.
Le durcissement du béton à des températures élevées avant le chargement améliore sa résistance, réduisant encore le fluage.
Les éléments chargés tôt avec du ciment à haute résistance précoce ont moins de fluage que ceux avec du ciment Portland ordinaire.
Les adjuvants dans le béton qui augmentent le volume des pores fins retenant l’humidité entraînent une augmentation du fluage.
Enfin, la taille de l'élément de béton et l'humidité relative de l'air ambiant affectent le fluage. Plus l’humidité relative est élevée, plus le fluage est faible, et les membres plus gros présentent moins de fluage à humidité relative constante.
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Q1: Why does the water-to-cement ratio affect creep in concrete?
Lower water-to-cement ratios increase concrete strength, which directly reduces creep. Stronger concrete at the time of loading exhibits less creep because the material is more resistant to stress-induced deformation. This relationship is fundamental to controlling creep through concrete mix design and material selection.
Q2: How do aggregates influence creep behavior in concrete?
Aggregates restrain creep because they are stiffer than hardened cement paste. Their modulus of elasticity determines their stiffness, and greater aggregate volume in the concrete reduces overall creep. The cement paste, not the aggregates, is the primary contributor to creep deformation in normal-weight aggregate concrete.
Q3: What is the relationship between applied stress and creep within design limits?
Within design limits, creep increases linearly with applied stress. However, when stress exceeds design limits, creep increases non-linearly and accelerates due to microcracking in the concrete material. This distinction is critical for predicting creep behavior under different loading conditions and stress ranges.
Q4: How does the age of concrete at loading affect creep?
Creep decreases as the age of load application increases because concrete gains strength over time. Applying loads at later stages diminishes creep significantly. Additionally, curing at elevated temperatures before loading enhances strength and further reduces creep development in structural members.
Q5: Why does relative humidity influence creep in concrete members?
Higher relative humidity reduces creep in concrete. Admixtures that increase fine pore volume holding moisture lead to increased creep. The concrete member's size, expressed as volume-to-surface ratio, also affects creep; larger members exhibit less creep at constant relative humidity conditions.
Q6: How does cement type affect creep development?
Early-loaded members with high-early-strength cement exhibit less creep than those with ordinary Portland cement. High-early-strength cement allows concrete to gain strength faster before loading, reducing subsequent creep significantly. Cement type selection is therefore important for controlling creep in structural applications and design.
Q7: What role does concrete strength play in determining creep?
Concrete strength is inversely related to creep; stronger concrete exhibits significantly less creep. Strength can be enhanced through lower water-to-cement ratios, elevated temperature curing, and delayed loading. All these factors work together to minimize stress-induced deformation and creep in concrete members.