Deformation of concrete and cement paste loaded at constant temperatures from 140 to 724°C

Constant temperature creep of unsealed pure cement paste, gravel and lightweight concretes obtained under constant uniaxial compressive load are reported for temperatures between 140°C and 724°C. The work suggests that it is possible, within certain limits, to uncouple the time, stress and temperature functions of constant high temperature creep, which can be represented mathematically by a simple multiple of the three functions.The time functions of all three mixes were best represented by a power law with an exponent slightly influenced by temperature. It is suggested that the temperature function may not be sufficiently described by the Arrhenius relation during first heating. The temperature function indicated a sharp increase in creep for gravel concrete above 350°C caused by break-up of the aggregate. However, the sharp increase in creep for both lightweight concrete and cement paste above 600°C is seated in the cement paste and appears to be a function of “current” temperature. A rheological criterion therefore limits the structural usefulness of Portland cement concretes to temperatures below 600°C. Similarities in constant high temperature creep behaviour with other materials have been noted.RésuméOn rend compte des caractéristiques de fluage à température constante entre 140 et 724°C d’éprouvettes de pâte pure de ciment, de bétons de gravier et de bétons légers sous compression constante uniaxiale. On en déduit qu’il est possible, dans certaines limites, de découpler les fonctions de temps, de contrainte et de température du fluage à température élevée constante, ce qui peut être représenté mathématiquement par un simple multiple des trois fonctions.Les fonctions de temps des trois matières sont mieux représentées par une loi de puissance avec un exposant influencé dans une faible mesure par la température. Il est suggéré que les fonctions de température pourraient ne pas être suffisamment décrites par la relation d’Arrhenius au cours de la première chauffe. On suggère que la fonction de température indique une brusque augmentation du fluage du béton de gravier au-dessus de 350°C déterminée par rupture du granulat. Cependant, l’augmentation brusque de fluage aussi bien pour la pâte pure que le béton léger au-dessus de 600°C se localise dans la pâte de ciment et semble être une fonction de la température «courante». Un critère rhéologique par conséquent pose une limite à l’intérêt structural des bétons de ciment portland au-dessous de 600°C. On a noté des similitudes de comportement en fluage à température élevée avec d’autres matériaux.