Évaluation de la résilience du béton aux catastrophes avec des nanoparticules de dioxyde de titane

Pour commencer, préparez quatre groupes d’échantillons en utilisant un mélange de béton de ciment Portland CPII, de pierre concassée, de sable de rivière lavé à moyenne température et d’eau, en maintenant un ratio eau/ciment de 0,5. Pour chaque spécimen de 3,63 kilogrammes, peser les quantités appropriées de ciment, sable, gravier, et ajouter de l’eau. Homogénéisez tous les composants de manière approfondie afin d’obtenir la masse la plus uniforme possible.

Coulez le béton mélangé dans les moules et inspectez le mélange pour détecter des signes de séparation des granulats, d’accumulation d’eau libre ou de taches à partir de matériaux non mélangés afin d’assurer une uniformité pour des résultats représentatifs. Maintenant, moulez les échantillons d’essai dans des formes métalliques cylindriques de 10 centimètres de diamètre et 20 centimètres de hauteur. Remplissez chaque moule de façon à ce que le béton atteigne le niveau désigné avec une répartition uniforme.

Produire l’échantillon A et le désigner comme témoin négatif sans additifs pour servir de référence à la comparaison avec les autres échantillons. Produire l’échantillon B en incorporant du dioxyde de nanotitane à 1 %, soit environ 36,3 grammes, dans le mélange de béton. Répartir les nanoparticules uniformément sur la masse pour éviter l’agglomération.

De même, préparez les échantillons C et D, en assurant l’homogénéité entre les ensembles d’échantillons. Préparez maintenant l’échantillon E en incorporant un additif plastifiant à base de cuivre à 3 %, d’environ 108,9 grammes, dans le mélange de béton, et désignez cet échantillon comme témoin positif pour comparer l’effet du plastifiant par rapport aux autres échantillons. Stockez tous les échantillons dans une zone avec des conditions contrôlées, protégées des influences environnementales, en attendant le temps de durcition.

Voici les spécimens dans une zone contrôlée en humidité, maintenue à une température d’environ 23 degrés Celsius et une humidité relative d’au moins 95 % pendant 24 heures. Après cette période initiale, immergez les échantillons dans de l’eau saturée de chaux, maintenue à la même température de 23 degrés Celsius pour une séchage continue pendant la période désignée. Après le durcissement des spécimens, retirez les échantillons et mesurez le poids de chaque spécimen pour confirmer que chacun a une masse moyenne de 3,63 kilogrammes.

Conditionnez les spécimens à une température ambiante d’environ 23 degrés Celsius, selon le calendrier suivant. Soumettez chaque échantillon à un essai de compression axiale à l’aide d’une machine universelle de test de traction et de compression. Assurez-vous que la capacité de la cellule de charge de la machine d’essai est compatible avec les dimensions de l’échantillon, et vérifiez qu’un système de contrôle numérique est activé pour la surveillance et l’enregistrement en temps réel de la charge appliquée.

Continuez à appliquer la charge de compression jusqu’à ce que l’échantillon cède et enregistrez la charge maximale supportée au moment de la rupture. Calculez la résistance à la compression de chaque échantillon à l’aide de la formule. Ensuite, réalisez l’essai de résistance à la compression en positionnant verticalement chaque échantillon cylindrique mesurant 100 millimètres de diamètre et 200 millimètres de hauteur au centre de la presse hydraulique.

Assurez-vous d’un contact correct entre l’échantillon et les plaques de chargement. Appliquez la charge axiale de façon continue et sans impact à un débit d’environ 0,45 mégapascal par seconde. Répétez cette procédure pour les trois ensembles de spécimens.

Contrôle, échantillons dopés au dioxyde de titane et additifs à base de cuivre. Enregistrer toutes les valeurs de manière systématique pour une comparaison ultérieure entre les différents ensembles d’échantillons. Enfin, comparez les valeurs de résistance à la compression enregistrées pour évaluer le comportement mécanique et les différences de performance entre les échantillons témoins, dopés au dioxyde de titane et additifs à base de cuivre.

Les tests de compression ont montré que les échantillons de béton contenant 1 % de dioxyde de titane en masse présentaient une résistance à la compression supérieure à celle du béton témoin et de ceux contenant un plastifiant à base de cuivre à 3 %. Parmi les échantillons soumis à 28 jours de durcissement lors des tests de résistance à la compression, les échantillons B3, C3 et D3 sont apparus visiblement plus pâles que ceux marqués A3 et E3. L’échantillon marqué B présentait la résistance à la compression la plus élevée après 28 jours de durcissement à 17 379 mégapascals. Les spécimens marqués A et E présentaient des valeurs de résistance à la compression plus faibles après 28 jours de durcissement de durciment, avec des valeurs de 13 018 et 9 725 mégapascals respectivement.