Annexe D (informative) Détermination de la cohésion superficielle du support au travers d’un essai de traction perpendiculaire

Annexe D (informative) Détermination de la cohésion superficielle du support au travers d'un essai de traction perpendiculaire

L'essai de traction perpendiculaire n'est représentatif que sur un support âgé d'au minimum 28 jours.

D.1 Equipement nécessaire à l'essai

Appareil d'essai et de mesure de la cohésion par traction directe (dynamomètre) :
- d'une capacité minimale de 16 kN ;
- d'une précision de ± 2 % ;
- soit à traction manuelle à circuit de charge hydraulique, soit à traction pilotée en contrainte avec montée continue et régulière en charge selon une vitesse de (0,05 ± 0,01) MPa/s.
Les appareils à charge mécanique (notamment à cabestan) sont à proscrire.

Le dynamomètre doit être régulièrement étalonné. La date de validité de l'étalonnage doit figurer sur l'appareil.
Pastilles conformes à la NF EN 13892-8 comme suit :
- pastilles métalliques circulaires de (50 ± 0,5) mm de diamètre et d'au moins 20 mm d'épaisseur ;
  
  ou
- pastilles métalliques carrées, de côté (50 ± 0,5) mm et d'au moins 20 mm d'épaisseur.
La sous-face de la pastille destinée au collage doit présenter une planéité satisfaisante avec un écart maximal de 0,1 mm pour 50 mm. Les pastilles doivent être équipées d'un dispositif de fixation à l'appareil de traction permettant l'application de la charge perpendiculairement à la surface testée, sans déformation.
Adhésif réactif (époxy ou méthacrylate par exemple) à résistance mécanique garantie supérieure à 15 MPa et d'allongement inférieur à 0,5 % et à délai de durcissement adapté. La viscosité de la résine doit être telle qu'elle ne pénètre pas le liant hydraulique au moment de l'application de la pastille ;

NOTE
Une résine trop liquide pénétrant le liant hydraulique doperait la partie superficielle du support à tester, faussant la mesure.
Brosse métallique douce ;
Dispositif de découpe de support :
- trépan de carottage diamanté (dans le cas de pastilles circulaires) permettant une découpe circulaire de (50 ± 0,5) mm de la surface du support et sur 10 ± 5 mm de profondeur ;
  
  ou
- disqueuse (dans le cas de pastilles carrées) à lame diamantée permettant la découpe du support sur une profondeur de (10 ± 5) mm.
Aspirateur ;
Papier abrasif de grain 180 ;
Produit de dégraissage (solvants cétoniques : par exemple acétone).

D.2 Préparation de l'essai

D.2.1 Carottage (pastille circulaire) ou tronçonnage (pastille carrée)

Forer le support selon un axe de (90 ± 1) ° par rapport à la surface de la zone d'essai et sur une profondeur de (10 ± 5) mm. Le carottage à l'eau doit être évité ;

ou
Tronçonner le support à la disqueuse de façon à délimiter des zones d'essai de 50 mm × 50 mm en s'assurant que la découpe a bien été réalisée sur (10 × 5) mm de profondeur dans le support. Les quatre traits de scie dépasseront en outre les angles du plan de découpe d'au moins 5 cm.

Si la découpe est réalisée selon un plan carré, l'opérateur doit veiller à garantir :

la verticalité de la lame ;
la rectitude du trait de scie ;
la régularité de la profondeur de découpe ;
le parallélisme de deux traits de coupe, l'un par rapport à l'autre ;
l'orthogonalité des deux couples de traits de coupe, l'un par rapport à l'autre.

L'usage d'une rainureuse (à voie large et deux lames diamantées parallèles) garantit notamment la prise en compte de ces paramètres. En l'absence d'un tel outil, le tronçonnage après collage des pastilles est recommandé.

D.2.2 Collage des pastilles

Le collage des pastilles s'effectue de la manière suivante :

la surface du support recevant la pastille est préalablement préparée par brossage doux de manière à évacuer la poussière du chantier et la laitance résiduelle éventuelle. Ce brossage est suivi d'une aspiration soignée ;
la sous-face de la pastille est légèrement poncée à l'aide du papier abrasif puis dégraissée au solvant et séchée ;
une couche d'adhésif en forme de dôme est appliquée sur l'envers de la pastille ;
la pastille est immédiatement placée à la surface du support, dans la zone d'essai ; la mise en oeuvre de l'adhésif s'effectue sur support sec en surface ;

NOTE 1
Compte tenu de la hausse de température accompagnant la polymérisation de certaines résines, la siccité résiduelle du support n'est pas sans incidence sur la faisabilité de l'essai ; en particulier, un support fortement humide peut provoquer - par démoulage - une rupture adhésive à l'interface résine/liant hydraulique. L'opérateur veillera donc à utiliser une résine de collage dont la température de polymérisation soit adaptée aux supports humides.
la pastille est pressée doucement pour expulser l'air et afin que l'adhésif forme une couche régulière et d'épaisseur uniforme entre l'éprouvette et le support ;

NOTE 2
Si la découpe superficielle du support a déjà été réalisée, l'opérateur veille à ce que la résine de fixation ne coule pas dans les lèvres des traits de scie.
laisser durcir l'adhésif selon la préconisation du fabricant (voir la fiche technique).

D.2.3 Mise en place de l'appareil de traction

L'appareil doit être utilisé conformément aux instructions de son fabricant. Il est nécessaire de :

positionner l'appareil à (90 ± 1) ° par rapport à la surface de la zone d'essai et le centrer sur l'axe de la pastille, celle-ci ayant été préalablement équipée d'une vis à tête sphérique ;
introduire la tête sphérique dans la rotule de l'appareil ;
tourner le volant ou la manivelle jusqu'à mettre en contact, sans forcer, la rotule et la tête de vis ;
stabiliser le dynamomètre de sorte que sa position ne varie pas au cours de l'essai ;
remettre à zéro le manomètre à lecture numérique ou analogique.

D.3 Réalisation de l'essai

D.3.1 Montée en charge

Tourner la manivelle régulièrement pour augmenter progressivement la force de traction exercée sur la pastille jusqu'à la rupture.

D.3.2 Résultats

Les résultats sont collectés comme suit :

relever la charge de rupture F_r en newtons (N) ;
calculer :
- dans le cas de pastilles rondes, le diamètre moyen, mesuré au pied à coulisse, de l'éprouvette au niveau du plan de rupture puis sur une surface S égale à S = π.r ², où r est le rayon en mm de la pastille ;
  
  ou
- dans le cas de pastilles carrées, la longueur du côté de l'éprouvette, mesurée au pied à coulisse, au niveau du plan de rupture puis sur une surface S égale à S = L², avec L = longueur du côté de l'éprouvette, en millimètres.
relever visuellement le mode de rupture (voir D4).

D.4 Mesure de la cohésion superficielle après préparation du support

D.4.1 Principe

Les charges de rupture sont déterminées suivant D.3.2.

Le mode de rupture doit être précisé suivant la nomenclature de la NF EN 1542.

Figure D.1 Exemple de traversée de paroi

Tableau D.1 Mode de rupture

D.4.2 Mesure et fréquence

Pour effectuer une mesure, on colle sur un support préparé, au minimum trois pastilles dans la zone de 1 m², après découpe du support autour de la pastille.

Les pastilles sont arrachées à l'aide d'un dynamomètre, on note les forces et les modes de ruptures (F_ri).

Les ruptures qui ne sont pas de type A sont éliminées.

On calcule la force moyenne F_rmoy et on élimine les variations supérieures à 20 % :

Au-delà de l'élimination de 40 % des valeurs, refaire l'essai ou garder la valeur la plus petite.

Il convient d'effectuer une mesure par type de béton (couleur différente, ou par phase de coulage), avec au minimum une mesure tous les 500 m².

Toute mesure pour être validée doit comprendre au moins trois pastilles non éliminées.

La valeur de la cohésion superficielle du support arrondie à 0,1 MPa est égale à :

Les spécifications concernant les valeurs à retenir sont : σ ≥ 1 MPa jusqu'à 8 m de hauteur d'eau et 1,5 MPa au-delà.

D.5 Mesure de la cohésion superficielle avant préparation du support

D.5.1 Principe

La cohésion superficielle avant préparation permet de vérifier que l'épiderme du béton est supérieur à la valeur requise et dans la négative l'épaisseur de laitance à retirer pour obtenir cette valeur.

Le mode de rupture doit être précisé suivant la nomenclature de la NF EN 1542 (voir Figure D1).

Tableau D.2 Mode de rupture

D.5.2 Mesure et fréquence