Steel fibre reinforced concrete. The effect on fibre orientation of compaction by vibration

Abstract

In the study of steel fibre reinforced concretes and mortars, it has often been assumed that the fibres are randomly distributed in three dimensions in the test specimens. It is shown herein, that this assumption is unlikely to be correct if the specimens are compacted by external vibration.

Résumé

Dans l'étude des mortiers et des bétons armés à la fibre d'acier, il a été souvent supposé que les fibres sont en désordre selon les trois dimensions des éprouvettes.

On montre ici que si l'orientation de courtes fibres d'acier dans le béton ou le mortier peut être désordonnée au moment où l'on retire le matériau du malaxage, cela ne sera pas nécessairement le cas après compactage dans un moule. Ceci peut être dû en partie à l'effet des parois du moule et de la surface libre, et en partie à la vibration; c'est ce dernier effet qu'on considère ici.

On a étudié l'orientation des fibres d'après le comportement anisotropique du matériau qui apparaît lorsqu'il est essayé en compression, en flexion et soumis à l'essai de fendage sur cube. On montre que les résistances mesurées sur des éprouvettes similaires peuvent différer de plus de 50% selon la direction d'application de la charge par rapport à la direction dans laquelle le matériau a été vibré à l'état frais.

Du point de vue pratique de la fabrication des produits à base de ciment armés de fibres d'acier, ce comportement anisotropique peut être rendu favorable si l'on procède au compactage de telle sorte que les fibres soient alignées selon la direction la plus bénéfique par rapport au champ de contrainte.

Par contre, si les effets de la vibration sur l'alignement des fibres ne sont pas justement évalués, les résistances des produits à base de ciment armés de fibres d'acier peuvent se révéler beaucoup plus faibles que celles prévues d'après les essais de laboratoire effectués avec différents procédés de compactage.