Influence du diamètre des bulles sur la microfissuration d'un joint collé: Fid-Bau Portal

Influence du diamètre des bulles sur la microfissuration d'un joint collé

Luhowiak, W. / Collot, C.

Résumé Partant de la théorie de Wittman et Zaitsev qui décrit la propagation des fissures dans la pâte de ciment durcie, nous avons analysé la micro-fissuration d'un joint de colle aux extrémités, en prenant en compte l'influence du diamètre des bulles. En effet, la nuance de colle testée présente une similitude de structure presque totale avec la pâte de ciment durcie car elle est constituée, elle aussi, d'une matrice homogène dans laquelle sont noyés des pores dont la taille varie de quelques micromètres à quelques dizaines de micromètres. L'adhésif dont la rupture se produit de manière brutale et est du type parfaitement fragile, est soumis à un champ de contraintes de compression uniforme à l'une des extrémités du film de colle. Cette condition remplie, la théorie de Wittman et Zaitsev peut être alors appliquée. L'influence du diamètre des bulles conduit à déterminer un diamètre limite de pore en deçà duquel les singularités ne jouent plus aucun rôle dans le mécanisme de microfissuration. Les premières microfissures qui apparaissent près de l'extrémité du joint de colle sollicitée en compression, s'initient pour des forces de traction voisines du seuil de microfissuration. La vitesse de propagation des microfissures ainsi que leurs tailles sont évaluées en prenant en compte les deux configurations suivantes: - les microcriques s'initient à partir d'un pore circulaire unique; - les microcriques se propagent à partir de deux pores circulaires voisins.

Summary Starting from the theory of Wittmann and Zaitsev describing the propagation of cracks in hardened concrete cement paste, we have analysed microcracking at the ends of a glued joint in a double lap test piece. The type of glue tested has almost total similitude with the hardened cement paste, since it consists of a homogeneous matrix embedding pores of a mean size of 6 μm. The adhesive failure occurs suddenly and is brittle. End A turned towards the inside of the test piece is subjected to a uniform field of compressive stresses in the half-thickness near the glue/central area and the theory of Wittmann and Zaitsev can be applicable to this part of the joint. Taking into consideration the influence of the bubble diameter, we can determine a pore limit diameter of about 15 μm within which the sigularities no longer contribute in the microcracking mechanism. The first microcracks which appear near end A grow from bubbles of larger diameter for tensile forces close to the microcracking thresholdF A determined experimentally. The microcracks at end A propagate more rapidly in the case where two neighbouring pores are present than in the case of a single pore. The singularities are considered as being adjoining when the c/r ratio varies from 1.6 to 4 (c represents the distance separating the two bubbles and r is equal to the pore radius). When two circular holes are adjoining, we demonstrate that the microcracks which run to join together, grow more rapidly than those which propagate towards the exterior of the pores.