for the degree of - ETH E

CREEP OF ASBESTOS-CEMENT PIPES
A Dissertation submitted
to
the
SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
ZURICH
for the
degree
of
Doctor of Technical Sciences
Presented
by
Shaul Bar-Shlomo
Master of Science, Israel Institute of Technology, Haifa
born January 1, 1921
citizen of Israel
Accepted
on
the recommendation of
Prof. Dr. Ed. Amstutz
Prof. Dr. A. Bukowiecki
Published
by Amiantus
Centre A+D,
Niederumen, August 1969
I
SYNOPSIS
This
In
thesis
1
Part
four
includes
parts with the
following
contents:
detailed
description of the composition
physical and mechanical properties of
cement pipes;
a
-
and
the
In
2
Part
tained
In
3
Part
description
-
4
Part
conclusions
-
of
concerning creep and sus¬
products, mostly concrete;
cement
results
and
carried
out
from
of
sustained
bending
load.
literature
shows
review
and
papers
published
there
can
hardly
be
asbestos-cement,
research
pipes
asbestos-cement
in
that,
about
of
creep
any information
for several short
the
of
spite
found
except
experimental
the
experimental
the
failure
works
of
re¬
asbestos-cement;
on
of
theory
The
literature
strength
search
In
of
review
a
-
of
asbestos-
a
numerous
products,
cement
about
and
under
creep of
in
remarks
a
few
publications.
The
of
aim
this
research
asbestos-cement
mechanism of
and
various
the
due
failure
factors
study
to
was
their
pipes,
the
of
behaviour
creep
sustained
the
bending strength,
bending, over-loading,
influencing these phenomena and pro¬
to
sustained
perties.
The
experimental part
that
would
enable
tested
various
on
the
sition
The
of
were
appear
soil and
pipes used
samples,
and
in
on
4.00
was
designed
of
behaviour
flexural
in
a way
sustained
under
failure
on
full-
pipes.
Only external in¬
samples and especially those
these
practical
climatical
curing,
50
of
asbestos-cement
deformations
creep
and
the
study
fluences
can
research
mechanism
of
which
the
the
bending loads
scale samples
and
of
the
were
for
the
100
mm
of
asbestos-cement
Internal
asbestos-cement,
tested
small
on
sustained
internal
The
of
use
conditions.
some
such
standard
bending
and
tests
123
in
influences
as
compo¬
slabs.
consisted
mm
external
of
one
dia¬
long.
pipes
production batch on the same machine.
Seven pipes were used for evaluating the instantaneous bending
352.1 kg/cm^) at the age of applying
strength (average Bf
the sustained bending loads. 42
pipes were divided into
meter
cement
mix,
as
m
were
made
asbestos-
one
=
two
of
21
One group was water-filled
samples each.
during the whole period of tests and the second group was airdry, i.e. in hygral equilibrium with the ambient atmosphere.
Each one of the two groups was subdivided into 7 sub-groups
so that
every 3 pipes got the same bending load, expressed as a
The seven bending stress/
proportion of the ultimate strength.
21
the
to
ratios
applied
strength
air-dry and 21 water-filled
pipes varied between 0.16 to 0.74.
groups
II
loads
Two
clear
to
applied approximately
V3 of the length
were
span,
that
so
at
the
of
each
third
pipe
points of the
subject
was
practically constant bending moment corresponding
Flexural deformations
designed stress/strength ratio.
measured
table
intervals
intervals,
IV2
(instantaneous
loading
at
time,
of
during
the
deflections)
and
the
to
a
were
after
sui¬
first
every day and later after longer
period of creep tests which lasted
whole
year.
of
Some
the
pipes were unloaded after 7 to 8 months of sus¬
loading, recovering during 5 months and then were re¬
loaded according to the previous stress/strength ratios.
Other
additional
loads
after
the
of
same
undisturbed
pipes got
period
creep, and some continued to creep under constant stress/strength
ratios during the whole period of the tests.
tained
The
parameters influencing the creep and the sustained bending
strength of the air-dry and water-filled pipes which were
in
studied
the
1.
The
2.
Increased
3.
The
4.
Alternating
magnitude
age
ambient
And
finally
due
to
creep
The
experimental part
and
of
pipes
moisture
relative
the
at
of
and
203
two
slabs
The
variables
the
humidity
application
by
or
made
were
loading,
and
either
on
direct
the
on
the
of
as
follows:
and
standard
the
conditions
influence
curing
slabs,
8
load;
by changing the
wetting of the pipes.
bending strength
composition
on
were
loading;
conditions,
instantaneous
studied
was
research
applied stress/strength ratio;
observations
influence
cement
the
decreased
the
sustained
on
of
the
of
of
of
the
on
the
mm
thick,
for
failure
previous
pipes.
creep
76
of
asbestos-
mm
wide
From each mixture or from each curing condition
long.
prepared: one was used for establishing the
instantaneous bending strength and the second was cut into
3 strips
The strips were fixed as canti¬
( 8 x 25 x 203 mm).
levers, and two of each group were bent by loads corresponding
to a stress/strength ratio of 0.45.
One strip in each group of
three remained unloaded as a companion sample for eliminating
influences of the own weight and of the minor variations in the
ambient relative humidity and temperature.
The bending creep
of the samples
(252 strips) was measured every day or every
second day during a total period of 30 days.
1.
mm
were
Percentage
(7
tested
of
in
this
asbestos
fibres,
proportions)
varying accordingly from
2.
different
and
100
of
experiments
varying from
percentage of
to
84
per
0%
included:
to
16%
Portland cement
cent.
namely one of the three main types used
industry: Chrysotile, Crocidolite and
The
type of asbestos,
the
asbestos-cement
Amosite.
group
in
Ill
3.
The
of
sort
different
4.
Addition
5.
Five
a
13,
20
of
various
the
1.
The
instantaneous
the
stress/strength
stress/strength
3.
The
4.
rate
ratio
Creep recovery
and
the
of
stress/strength
The
removed
is
is
recovery
on
of
rate
before
creep
the
cement
in
is
linear
atm.
function
0.50.
=
a
of
functions
the
of
0.50.
recovery
ratio as
times
3
about
found
linear
hours
that:
been
=
bigger
not
7
of
pressure
20
of
curing
a
curing
water
creep depend on the
previous loading.
depend
unloading
ultimate strength.
5.
of
rate
not
the
with
approximately
of creep are
until about a
do
load
and
has
to
up
a
namely
a
deflection
ratio
bending creep and
loading
type,
of
autoclave
it
tests
and
under
and
C
bending
and
creep
and
days
170°
of
a
Bending
27
and
As
2.
each
40%
replaced
curing conditions,
temperature
result
which
sand
from
two
or
fibres.
of
samples.
different
during 6,
in
lengths
silica
of
autoclaved
three
asbestos,
mean
long
than
the
as
58%
some
slower
functions
linear
are
sustained
of
the
than
at
age
the
previous
creep.
6.
Moisture
conditions
bending creep
significantly
deformations
of
The
influence
than
influence
considerable
very
Water-filled
creep.
air-dry pipes
(in
considerably due
relative humidity or as
pipes.
R.H.
result
a
pipes
creep
70%).
The
creep
decreasing
either
to
the
on
of
sudden
changing the moisture conditions on the
bending load is related to the applied
pipes
A higher influence corresponds to higher
stress/strength ratio.
under
values
8.
a
of
increase
the
of
have
rate
less
ambient
the
wetting
7.
and
the
of
of
sustained
stress/strength
ratio.
1^
creep during
year under sustained stress/strength
of up to a = 0.50 does not have any significant in¬
fluence on the instantaneous bending strength of the pipes.
Bending
ratios
9.
Failure
due
to
sustained
bending
load may
occur
at
constant
stress/strength
bigger
depends on the value of a.
In variable moisture conditions the pipes may fail only if
the stress/strength ratio is bigger or equal to 0.50.
moisture
than
10.
The
a
conditions
0.60.
pipes
certain
The
time
if
until
which failed due
approximately
ultimate deflection at
some
in
50%
the
higher
the former and
than
in
41.4mm
ratio
failure
sustained
to
constant
failure
case
in
is
of
the
bending
ultimate
was
in
case
of
water-filled
latter).
loads
deflection.
had
shown
The
air-dry pipes
pipes
(61.4
mm
IV
11.
for
asbestos-cement
of
Creep
with the
increases
for
Creep of asbestos-cement
Concluding
the
of
of
load
results
the
of
asbestos-cement
tests,
pipes
from
resulting
which
start
ratio
of
to
attraction
of
the
to
The
the
forces
influence
disturbance
the
acting
in
the
maturity
of
ratio
the material.
the mechanism
about
sustained
bending
proposed theory, failure
is caused by micro-cracks
to
tension
of moisture
of
stress/strength
theory
a
due
sustained
0.50.
explained by
and
According
bending load
develop^ in the region of
suggested.
was
diameter
constant
any
increasing density
with
decreases
failure
and
ratio
fibres.
asbestos
12.
length
percentage,
stress/strength
constant
any
at
stress/strength
a
conditions
equilibrium
the micro-cracks
on
failure
is
between
tensile
and
caused
by changing
humidity.
Considering the various parameters influencing creep of asbestosand considering
cement pipes which were tested in this research,
several
of
the suggested theory
failure,
suggestions were made for
improving the behaviour of asbestos-cement pipes under sustained
These proposals include some details about increasing the
loads.
strength by applying the right type of asbestos fibres and their
fiberisation and ways for reducing creep by increasing density and
Advice is given about the suitable safety
maturity of the material.
the
factor in order to ensure
durability of the pipes under sus¬
tained loads, about the standard testing methods of the pipes and
about the preferable age of delivery.
Finally,
haviour
several
of
subjects
asbestos-cement
for
further
pipes
are
research
suggested.
of
the
creep
be¬
V
SYNOPSIS
Diese
Teil
Dissertation umfasst
1
vier
Teile mit
folgendem
Inhalt:
ausfiihrliche Beschreibung der Zusammensetzung
physikalischen und mechanischen Eigenschaften
-
und
der
von
Asbestzement-Rohren,
2
Teil
Teil
3
Teil
4
Ueberblick
-
iiber
die
und
Dauerfestigkeit
mit
Beton,
-
aus
der
Theorie
den
Bruch
vorwiegend
experimentellen Untersuchung und
von Asbestzement-Rohren
infolge
Dauerbiegebelastung.
fur
Der
Literatur-Ueberblick
zeigt,
dem
Gebiet
von
formation
des
Kriechens
iiber
Kriechen
das
einiger
Ziel
das
war
Zementprodukten,
von
Kriechen
befasst,
Folgerungen
von
Es
sich mit
Beschreibung und Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen, die an Asbestzement vorgenommen wurden,
-
Ausnahme
die
Literatur,
kurzer
dieser
Asbestzement-Rohren
dass
von
Bemerkungen
in
erforschen
auf
irgendeine
vorhanden
In¬
mit
ist,
wenigen Veroffentlichungen.
das
und
Arbeiten
kaum
Asbestzement
Untersuchung,
zu
vieler
trotz
Zementprodukten
Kriechverhalten
damit
von
ihre
Dauerbiegefestig¬
Dauerbiegebelastung, ihre
keit, den Bruchvorgang als Folge von
Ueberlastbarkeit, und die verschiedenen Faktoren, welche diese
Erscheinungen und Eigenschaften beeinflussen, zu ermitteln.
Der
experimentelle
das
dass
unter
der
gepriift
und
besonders
und
jene,
Asbestzement-Rohren
der
wurde
Vorgang
Rohrproben
diesen
An
war.
Untersuchung
Asbestzementrohren
von
Dauerbiegebelastung
erkennen
von
Teil
Verhalten
in
die
bei
normaler
des
Biegebruchs
wurden
der
festgelegt,
so
von
nur
Grosse
zu
Einfliisse
aussere
praktischen Verwendung
unterschiedlichem
Erdboden
und
unter
klimatologischen Bedingungen auftreten konnen.
Formveranderungen
bei Kriechen infolge innerer Einfliisse, wie Zusammensetzung und
Nachbehandlung, wurden an kleinen Standard-Plattchen gepriift.
Die
Rohre,
bestanden
und
123
die
aus
mm
fur
50
Dauerbiege-Priifungen
Proben, je 4.00 m lang und
ausserem
zementmischung,
selben
die
Durchmesser.
wahrend
eines
Sie
wurden
verwendet
mit
aus
100
wurden,
mm
innerem
einer
Asbest-
Produktionsausstosses
und
auf
der-
Maschine
Sieben Rohrproben wurden zur Aushergestellt.
der
wertung
sofortigen Biegefestigkeit (Mittelwert Bf
352.1 kg/cm2)
zum
Zeitpunkt der Aufbringung der Dauerbiegebe¬
42 Rohre wurden in 2 Gruppen von je 21 Proben
verwendet.
lastung
geteilt. Die eine Gruppe war wahrend der ganzen Versuchsperiode
wassergefullt, und die zweite Gruppe befand sich in lufttrockenem
Zustand, d.h. im Feuchtigkeitsgleichgewicht mit der umgebenden
Jede dieser zwei Gruppen wurde in 7 Untergruppen
Atmosphare.
dass je 3 Rohre die gleiche Biegelast erhielten,
so
unterteilt,
im
Verhaltnis
zur
Die 7 Spannungs/
ausgedruckt
Bruchfestigkeit.
=
Festigkeits-Werte,
wassergefiillten
0.16
und
0.74.
welche
Rohren
bei
den
21
lufttrockenen
angewendet wurden,
und
variierten
21
zwischen
VI
Zwei
wurden naherungsweise an den Drittelspunkten
Spannweite aufgebracht, so dass ein Drittel der
Lange jedes Rohres einem praktisch konstanten Biegemoment unterworfen war, das dera vorgeschriebenen Spannungs/Pestigkeits-Wert
Die Deformationen durch Biegebeanspruchung wurden
entsprach.
erstmals im Zeitpunkt der Aufbringung der Lasten gemessen (sofortige Durchbiegung), nachher in geeigneten Zeitabstanden,
zuerst taglich und spater in grosseren AbstSnden, und zwar
Belastungen
freien
der
der
wahrend
Einige
der
entlastet,
ganzen Versuchsdauer
erneut
belastet
Werte.
Andere
von
bleibenden
Die
5
8
Monaten
wieder
Dauerbelastung
erholen
Monaten
und
wurden
vorherigen Spannungs/Festigkeits
gemass
erhielten zusatzliche Belastungen nach
ununterbrochenen
Kriechens,
wahrend
eine
dann
-
der
dritte
ganzen Versuchszeit unter gleichSpannungs/Festigkeits-Werten weiterkriechen konnte.
Rohren
die
GrQsse
2.
die
zu-
3.
das
Alter
Kriechen
die
Dauerbiegefestigkeit
wassergefiillten Rohre beein-
folgenden:
abnehmende
der
und
und
angewendeten Spannungs/Festigkeits
des
und
das
der
lufttrockenen
die
waren
1.
wahrend
die
untersuchten
flussten,
bis
7
Rohre
Parameter,
der
nach
sich wahrend
der
Periode
gleichen
Gruppe
wurden
Rohre
konnten
Jahren.
IV2
von
Rohre
im
Wertes;
-
Belastung;
Zeitpunkt
der
Aufbringung
der
Belastung;
4.
die
wechselnden
Wechsel
bare
Feuchtigkeitsbedingungen, entweder durch
Luftfeuchtigkeit Oder durch unmittel-
relativen
der
Befeuchtung
der
Rohre.
Beobachtungen gemacht iiber die Voraussetzungen
als Folge von Dauerbelastung und iiber den
vorhergehenden Kriechens auf die sofortige Biege-
Schliesslich wurden
fur
Rohrbruch
einen
Einfluss
des
festigkeit
Der
der
Rohre.
Einfluss der Zusammensetzung und der Nachbehandlung auf das
Kriechen von Asbestzement wurde an Standard-Plattchen, 8mm dick,
Von jeder Mischung und
76 mm breit und 203 mm lang, untersucht.
jeder Nachbehandlungsart wurden 2 Plattchen vorbereitet: das erste
diente zur Festlegung der sofortigen Biegefestigkeit, und das
zweite
Die
wurde
in
drei
Streifen wurden
Gruppe
wurden
belastet.
Ein
Streifen
als
von
8
x
25
x
203
Kragplatten befestigt,
mm
und
zerschnitten.
zwei
jeder
von
gemass ei,nem Spannungs/Festigkeits-Wert
Streifen in jeder Dreiergruppe blieb unbelastet
von
und
0.45
der
als
zugehoriges Muster, urn Einfliisse des eigenen Gewichtes
geringen Veranderungen der umgebenden relativen Luftfeuchtigkeit
Das Kriechen durch Biegebelastung
und Temperatur aufzuheben.
der Proben (252 Streifen) wurde alle Tage oder jeden zweiten Tag,
insgesamt wahrend einer Zeit von 30 Tagen, gemessen.
Die Variablen, welche in dieser Gruppe
wurden, setzen sich zusammen aus:
von
Versuchen
gepriift
1.
Prozentsatz
von
Asbestfasern,
der
0
von
bis
(7
16%
verschie-
Proportionen) und Prozentsatz von Portland-Zement,
entsprechend von 100 bis 84% variiert.
der
dene
2.
einem
namlich
Asbesttyp,
Asbestzement-Industrie
3.
mittleren
Beigabe
des
Oder
Quarzsand,
von
mit
verschiedenen
der
in
den
autoklavierten
40%
Proben
ersetzte.
verschiedenen
den
bei
von
7
einer
Temperatur
der
Ergebnisse
Kriechen
Das
keit
sind
Funktionen
ungefahr
durch
Kriechen
keit
hangen
gung
der
vom
eine
ist
Wertes
-
a,
Biegebelastung
durch
lineare
bis
Wertes
Das
C
und
unter
einem
Druck
Untersuchungen zeigten:
verschiedenen
sofortige Durchbiegung
Die
170°
von
Atmospharen.
Spannungs/Festigkeits
3.
jeden Typs,
Faserlangen.
Zements
Fiinf
Die
2.
drei
Bedingungen fur die Nachbehandlung, und
die Wasserbehandlung wahrend 6, 13, 20 und 27 Tagen und
zwar
die Nachbehandlung durch Dampfdruckerhitzung wahrend 20 Stun-
5.
1.
zwei
Asbestsorte,
4.
verwendet
Haupttypen, die in der
werden: Chrysotil, Croci-
Amosit.
und
dolit
drei
der
und
die
der
Belastung ab,
a
=
des
0.50.
Kriechgeschwindig-
Spannungs/Festigkeits
des
Biegebelastung und
Alter
Funktion
ungefahr
-
0.50.
=
a
lineare
bis
Rohre
nicht
KriechgeschwindigZeitpunkt der Aufbrinder vorherigen Bevon
die
zum
aber
lastung.
4.
Die
Erholung
so
58%
lange
der
und
die
Erholungsgeschwindigkeit
des
lineare
-
Dauerlast
die
5.
Kriech-Erholung ist ungefahr
vorhergehende Kriechvorgang.
6.
Feuchtigkeitsbedingungen
Die
fluss
sind
Wertes,
beseitigten Spannungs/Festigkeits
als
der Entlastung nicht mehr
vor
Bruchfestigkeit ausmacht.
Funktionen
auf
Kriechen
das
iiben
dreimal
einen
sehr
langsamer
als
der
entscheidenden
Ein¬
Biegebelastung und auf die
Wassergefiillte Rohre kriechen
durch
Kriechgeschwindigkeit aus.
erheblich weniger als lufttrockene Rohre
(bei relativer
Die
von
70%).
Kriechverformungen steigen entLuftfeuchtigkeit
scheidend an als Folge einer Abnahme der umgebenden relativen
Luftfeuchtigkeit oder als Folge einer plotzlichen Befeuchtung
7.
der
Rohre.
Der
Einfluss
Rohre unter
wandten
Veranderung der Feuchtigkeitsbedingungen auf
Dauerbiegebelastung bezieht sich auf den angeder
Spannungs/Festigkeits-Wert.
entspricht
einem hoheren
Verhaltnisses.
Wert
des
Ein
starkerer
Einfluss
Spannungs/Festigkeits-
VIII
8.
Kriechen
Das
Festigkeits
Einfluss
9.
wahrend
IV2
Jahren
unter
Werten
bis
zu
0.50
-
auf
Rohrbruch,
bei
konstanten
zum
bedeutenden
Rohre.
der
aus
hangt
Bruch
keinen
Dauerbiegebelastung herriihrt, kann auch
Feuchtigkeitsbedingungen vorkommen, wenn der
der
Spannungs/Festigkeits-Wert
bis
Spannungs/
dauernden
hat
sofortige Biegefestigkeit
die
Ein
=
a
Wert
vom
keitsbedingungen
Spannungs/Festigkeits
Wert
-
ab.
a
Rohre
die
konnen
0.60
als
grosser
Die
wechselnden
In
brechen,
nur
Oder
grosser
ist.
Feuchtig¬
der
wenn
gleich
Dauer
ist.
0.50
Rohre, die infolge Dauerbiegebelastung brachen, zeigten
eine bestimmte, ungefahr konstante endgiiltige Durchbiegung.
Die
10.
50%
fast
Rohre
trockenen
(61.4
Rohre
bei
den
letztgenannten).
Das
Kriechen
von
mm
Spannungs/Festigkeits
Lange
12.
Durchmesser
und
Kriechen
Das
von
nimmt
Spannungs/Festigkeits
luft-
wassergeund 41.4 mm
gleichbleibendem
Prozentanteil,
Asbestfasern.
nimmt
Asbestzement
bei
ab
gleichbleibendem
und
Dichte
zunehmender
mit
Wert
-
bei
zu
der
der
zunehmendem
Wert mit
der
im Falle
Fall
erstgenannten
den
Asbestzement
-
war
im
als
grosser
bei
fiillten
11.
Bruch
endgiiltige Durchbiegung bei
Die
Reife
Materials.
des
Ergebnissen der Versuche,
(Bruch
kann eine Bruchtheorie
Folge von Dauerbiegebe¬
so
Infolge Dauerbiegebelastung wird
lastung) vorgeschlagen werden.
Zieht
man
Schlussfolgerungen
die
aus
den
als
verursacht,
durch Mikrorisse
ein
Rohrbruch
von
Zugspannungen
zu
entwickeln
beginnen,
die
wenn
sich
Bereich
im
Spannungs/
der
Der Einfluss der Feuchtigkeits¬
Wert 0.50 betragt.
Festigkeits
erklart mit der Storung
wird
Rohrbruch
bedingungen auf einen
zwischen
Dehnungs- und Andes hygrometrischen Gleichgewichtes
zieh.ungskra.ften, die in den Mikrorissen wirken, die durch
wechselnde Feuchtigkeit verursacht wurden.
-
Unter
Beriicksichtig'ung
Kriechen
flussten,
verschiedenen
der
Asbestzementrohren
von
und
unter
verschiedene
werden
ten
Asbestzementrohren
Parameter,
dieser
die
Untersuchung
das
beein-
vorgeschlagenen Bruch¬
Vorschlage gemacht, um das Vernal-
Berucksichtigung
theorie,
von
in
unter
der
Dauerbelastung
zu
verbessern.
Festigeinige
und deren
Asbestfaserart
der
keit durch die Verwendung
richtigen
sie
Ausserdem zeigen
Moglichkeiten auf, das
Aufschliessung.
Sie
enthalten
Kriechen
des
Einzelheiten
zu
vermindern
Materials.
Ferner
iiber
die
Zunahme
der
durch Vergrosserung der Dichte und Reife
wird eine Empfehlung fur den geeigneten
gegeben, um die Dauerhaftigkeit von Asbest¬
unter Dauerbelastung sicherzustellen, ausserdem Hin-
Sicherheitsfaktor
zementrohren
weise
auf
eignetste
die
normalen
Alter
im
Schliesslich wird
Priifmethoden
Zeitpunkt
auf
Rohren
Auslieferung
verschiedene Themen
suchungen auf dem Gebiete
hingewiesen.
rohren
der
von
des
fur
Kriechverhaltens
und
der
auf
ge-
Rohre.
weitere
von
das
Unter-
Asbestzement¬
SYNOPSE
dissertation
Cette
4
contient
dont
parties
les
les
sont
contenus
suivants:
1
Partie
description d§taillee de la composition et
prietes physiques et mScaniques des tuyaux
-
des
pro-
en
amiante-ciment;
Partie
2
litterature
de
revue
-
resistance
ciment,
3
Partie
faite
Partie
4
beton;
de
la
recherche
expSrimentale
amiante-ciment;
avec
de
conclusions
-
fluage et la
produits en
permanente des
resultats
et
le
concernant
charge
du
surtout
description
-
la
a"
la recherche
exp^rimentale
et
la rupture des tuyaux en amiante-ciment
sur
charge permanente de flexion.
Nous
voir
pouvons
de
renseignements
des
brSves
travaux
sur
remarques dans
publics aient
sous
une
peine
fluage de 1*amiante-ciment sauf quelques
peu de publications, bien que beaucoup de
traite le sujet du fluage des produits en
la
revue
litterature
de
qu'il
thSorie
existe
a"
le
ciment.
etait
de
comportement du
fluage des tuyaux en amiante-ciment, leur resistance aux charges
permanentes de flexion, le m§canisme de rupture resultant de la
flexion permanente, la surcharge et les differents facteurs qui
exercent une influence sur ces ph§nomdnes et proprietes.
II
le
but
recherche
cette
de
partie experimentale
recherche
le
projetee afin de
permettre d'etudier le comportement sous des charges permanentes
de flexion ainsi que le mScanisme de la rupture resultant de
flexion, ayant comme §prouvettes des tuyaux entiers en amianteLa
ciment.
et,
cas,
des
les
Seules
influences
particuliSrement
influences
terre.
Les
ciment,
comme
ete mesuries
ete
a
etaient mesur§es
externes
dans
ce
celles
conditions
differentes
la
d'etudier
qui apparaissent en pratique
climatiques et dans certains types
internes
le
sur
1*amiante-
de
comportement
p.ex. la composition et le traitement
sur des
plaquettes standard.
dans
de
ultirieur,
ont
tuyaux qui ont ete employes pour faire les essais sur les
charges permanentes de flexion, en total 50 exemplaires, etaient
Les
d'une
de
longueur
diamStre exterieur
melange
Sept tuyaux
instantanee
S
d'application
etaient
Les
du
ont
flexion
la
des
divises
tuyaux
duree
de
provenaient
et
machine.
4.00 m,
de 123
en
d'un
diamdtre
mm.
lis
la
meme
ete
interieur
avaient
serie
de
ete
de
100
d'un
faits
production
(en moyenne
charges permanentes
=
de
flexion.
42
et
d'un
seul
de
et
employes pour evaluer
352.1 kg/cm2)
Bf
la
mm
la mSme
resistance
1
l'Sge
tuyaux
groupes, contenant chacun 21 eprouvettes.
groupe etaient remplis d'eau pendant la
deux
premier
entidre des
etaient
"sees
1'atmosphere
3.
essais, tandis que ceux du deuxieme groupe
l'air", c.E.d. en equilibre hygrometrique avec
ambiante.
Chacun
des
deux
groupes
etaient
alors
divise
X
ainsi que chaque 3 tuyaux etaient charges de la
flexion,
charge
exprime comme proportion de la resistance
a" la rupture.
Les sept differents rapports charge/r£sistance
qui avaient ete appliques aux tuyaux variaient entre 0.16 et 0.74.
7
en
sous-groupes
de
m&ne
tiers
de
central
la
longueur de chaque tuyau §tait soumis a un
pratiquement constant, correspondant au rapport
Les deflections etaient mesurees lors
charge/resistance designe.
de 1 application des charges
(deflections instantanees), puis,
des
intervalles
aprSs
appropriSs, d'abord chaque jour et, plus
des
intervalles
tard, apres
plus etendus pendant la duree entiere
Le
de
moment
flexion
*
des
1^
de
essais
tuyaux etaient d£charg£s aprds 7 ou 8 mois de charges
Puis, uneperiode de retrait de 5 mois leur etait
des
Quelques-uns
permanentes.
ensuite
accorde,
annees.
etaient
ils
recharges d'apres les rapports
charge/resistance anterieurs. D'autres tuyaux etaient charges de
charges additionnelles qui etaient appliquSes aprSs la mSme periode
de temps.
D'autres encore continuaient leur fluage pendant la
duree
entiere
des
essais
rapports charge/resistance
des
sous
constants.
citons
Nous
le
sur
la
par
fluage
et
suite
la
tuyaux examines dans
la
Valeurs
2.
Charges augmentees
3)
L'Sge
4)
des
tuyaux
Conditions
influence
une
charges permanentes des
partie experimentale de cette recherche:
aux
reduites
et
au
alternantes
l1application
de
moment
d'humidity,
1'hygrometrie ambiante,
de
ment
exercant
parametres
rapports charge/resistance appliques
1.
des
les
resistance
de
resultant
soit
par
la
charge
soit
mouillage
par le changedirect des
tuyaux.
observations
des
Enfin,
favorisent
qui
a
L'influence
de
la
d'une
des
la
faites
concernant
suite de charges permanentes et
rupture par
du fluage anterieur sur la resistance in-
exercee
serie
autre
dimensions
sur
du
et
le
fluage
traitement
d*essais.
suivantes:
2
1'amiante-ciment
de
posterieur
a
ete
mm.
les
Deux bandes
8
mm,
etaient
rapport
restait
avec
le
bandes
de
lors
largeur 76 mm et longu¬
preparees de chaque melange et
On a employe une des
posterieur.
§paisseur
de
Ensuite,
provenant
etudiee
eprouvettes etaient des plaquettes
Les
plaquettes
chaque methode de traitement
plaquettes pour etablir la resistance instantanee
tandis que la secondea ete coupge en trois bandes
eur
conditions
ces
la
flexion.
composition
203
t£
ont
1'influence
concernant
stantanee
la
fixees
etaient
chaque
groupe
charge/resistance de
etaient
0.45.
compl§tement d§charg£e
dessein
variations
moins
ambiantes.
Le
d'Sliminer
les
et
consoles
comme
flechies
Une
bande
de
(8
flexion,
x
25
x
203
mm).
encastrees.
par des charges d'un
de chaque groupe
servait
Egalement comme Eprouvette
du poids propre et des
1'hygrometrie et temperature
influences
importantes dans
fluage en flexion des eprouvettes (252 bandes) etait
mesurg chaque jour ou chaque deuxie^ne jour pendant une durge totale
de 30 jours.
variables
Les
1.
proportions)
rentes
2.
consequence
type d'amiante,
Le
3.
heures
de
7
la
dans
de
chaque type,
longueurs
en
moyenne.
suite
40%
remplacant
methodes
ciment
du
20
13,
une
traitement
de
27
jours ou
temperature de 170°
et
differents
des
fluage
en
lineaires
du
Le
ou
des
avec
les
dans
soit
posterieur,
dans
1'autoclave
C
sous
et
dans
pendant
pression
une
atm.
deflection
La
1'amiante-ciment:
autoclavSes.
pendant 6,
20
plus importants
les
types
3
2
instantanee
flexion
il
essais
est
charge/resistance jusqu'a
2.
trois
des
un
soit
silicate
de
diffirentes
Cinq
l'eau
1.
soit
diffSrentes
de
incluent:
84%.
a
L'espece d'amiante,
eprouvettes
Par
et
100
de
Addition
5.
d'essais
groupe
qui sont employes dans l'industrie
Chrysotile, Crocidolite, Amosite.
fibres
4.
de
ce
d'amiante, variant de 0 S 16% (7 diffgpourcentage de ciment Portland, variant
fibres
des
Pourcentage
par
dans
examinees
trouve
fonction
une
que:
lineaire
la vitesse
fluage sont
rapport charge/resistance jusqu'a a
et
du
rapport
environ.
0.50
=
a
§t
a
du
des
fonctions
0.50
=
environ.
3.
Le
fluage
en
flexion
au
moment
de
1'application
charges
4.
anterieures
retrait
Le
la
et
de
fluage dependent de l'Sge
charge et ne dependent pas des
la
du
.
la vitesse
et
vitesse
du
retrait
rapport charge/resistance supprime,
permanente ne soit pas plus grande que
la rupture.
5.
Le
6.
Les
conditions
sur
le
retrait
remplis
que
les
mentent
fluage
fois
plus
exercent
flexion
et
la
d§montrent
un
fluage
tuyaux
sees
a
l'air.
considerablement
mouillage
relative
direct
des
58%
lent
Les
la
de
le
que
que la charge
resistance a
fluage ant§rieur.
influence
une
vitesse
considerable
fluage.
du
Les
consid^rablement
deformations
par
la
suite
ambiante
ou
bien par
lineaires
condition
a
par
reduction
d'une
la
suite
tuyaux
plus petit
fluage aug-
d'un
de
soudain
tuyaux.
L'influence que
le changement des conditions d'humidit§ exerce
tuyaux sous une charge permanente de flexion correspond
au rapport qu'on
Une plus grande influence rejjond
a
appliqu§.
& des plus grandes valeurs du rapport charge/r§sistance.
sur
8.
3
d'humidity
en
d'eau
l'humidite'
7.
environ
est
fonctions
des
sont
du
Le
les
fluage
en
flexion
pendant
1^>
annees
charge/rgsistance permanents jusqu'a
d1influence
significante
flexion
tuyaux.
des
sur
la
a
sous
=
des
rapports
n'a pas
instantanee
0.50
resistance
de