Les éléments creux de maçonnerie en béton fabriqués conformément aux exigences de la norme CSA A165.1 et installés selon les pratiques courantes et les codes et normes applicables au Canada, ont une longue historique de performance acceptable. Cependant, jusqu’à récemment, peu d’efforts avaient été consacrés à l’optimisation des propriétés géométriques des éléments de maçonnerie afin d’équilibrer leur performance avec d’autres aspects de la production et de l’installation (par exemple, réduire le poids des éléments, faciliter l’écoulement du coulis dans la maçonnerie, etc.)

L’objectif de cette étude est d’examiner l’effet de la variation des propriétés géométriques des éléments creux de maçonnerie en béton qui ont été récemment introduits aux États-Unis. Le projet comprend des essais sur des prismes de maçonnerie creux et remplis de coulis, ainsi que sur des assemblages de maçonnerie plus importants, construits à partir d’éléments dont l’épaisseur et la hauteur des âmes transversales ont été réduites.

L’adhérence entre les barres d’armature et les matériaux cimentaires utilisés dans la maçonnerie conventionnelle en blocs de béton est nécessaire pour que l’assemblage fonctionne de manière satisfaisante. Les recherches du professeur Feldman sur l’adhérence des armatures de maçonnerie permettent aux concepteurs de réduire le niveau de conservatisme au niveau des calculs de conception tout en maintenant un haut degré de sécurité. Le manque de recherches récentes à ce sujet a entraîné des divergences entre les normes canadiennes et américaines, et un possible excès de conservatisme dans le calcul des longueurs de développement et d’épissure requises.

Ce projet applique les leçons tirées de l’industrie du béton armé à la construction en maçonnerie armée grâce à un programme complet d’essais et d’analyses.

Une étude récente des normes canadiennes et américaines de conception en maçonnerie a révélé de nombreuses différences dans l’approche et les exigences, y compris pour le calcul des poutres et des murs élancés, ainsi que pour la détermination de la résistance à la compression. Par exemple, au Canada, la conception des poutres en maçonnerie est rendue difficile en raison de la résistance inférieure qui peut être attribuée à la maçonnerie soumise à une compression horizontale (compression à travers les joints de tête verticaux).

La série d’essais comprend la comparaison de la performance de poutres armées de manière identique, les éléments de maçonnerie étant posés horizontalement ou empilés. Les méthodes d’essai en compression ASTM et CSA pour les assemblages de maçonnerie, y compris les dimensions des spécimens d’essai, sont également comparées.

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un effort plus large visant à harmoniser les normes de conception de la maçonnerie entre le Canada et les États-Unis afin de réduire les coûts et de promouvoir le commerce de part et d’autre de la frontière.

Le climat canadien pose des défis particuliers à la construction en maçonnerie pendant les mois d’hiver. Les normes courantes exigent que les ouvrages de maçonnerie soient maintenus à une température supérieure au point de congélation pendant au moins 48 heures après la construction, afin de permettre le durcissement initial du mortier. En hiver, le maintien d’une température ambiante adéquate (chauffage de l’enceinte de construction) pendant cette période initiale de durcissement constitue un défi logistique et augmente la consommation en énergie (et les émissions de gaz à effet de serre) ainsi que les coûts de construction.

La présente étude explore les conditions dans lesquelles les adjuvants antigel modernes peuvent être utilisés avec les mortiers de maçonnerie pour réduire le temps de chauffage nécessaire aux travaux de construction de maçonnerie pendant les mois d’hiver dans les régions à climat froid.

L’armature des assemblages de maçonnerie est généralement réalisé en introduisant des barres dans les alvéoles creuses des éléments de maçonnerie en béton et en liant cette armature à la maçonnerie à l’aide d’un coulis à maçonnerie. Cependant, de nombreux avantages d’un mur de maçonnerie armé peuvent être obtenus sans l’adhérence à l’aide du coulis, si l’armature est précontrainte et connectée au sommet et à la base du mur. Les armatures précontraintes non-adhérées sont utilisées régulièrement dans la construction en béton armé (par exemple, pour les longues poutres de ponts), mais sont rarement utilisées dans la construction en maçonnerie.

Ce projet de recherche a exploré le potentiel de l’utilisation de murs de maçonnerie légèrement précontraints avec des armatures non-adhérées pour réduire le poids et le coût de construction des cloisons intérieures en maçonnerie armée.