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Jul 19, 2023

Ultra

Le béton à ultra hautes performances (BFUP) s’impose rapidement comme un matériau de choix pour la construction de préfabriqués en béton. Introduit pour la première fois sous le nom de « béton en poudre réactive » au début des années 1990, ce matériau a

Le béton à ultra hautes performances (BFUP) s’impose rapidement comme un matériau de choix pour la construction de préfabriqués en béton. Introduit pour la première fois sous le nom de « béton en poudre réactive » au début des années 1990, ce matériau a connu une utilisation croissante aux États-Unis et à l’étranger au cours de la dernière décennie.

Le BFUP a été utilisé pour construire des ponts routiers en France, au Japon et en Malaisie ; des ponts piétonniers au Canada et au Venezuela ; panneaux de toiture et façades architecturales au Canada et en France ; et plus.

Aux États-Unis, le BFUP a été utilisé pour construire des poutres de pont en Virginie et en Iowa, des revêtements de tablier de pont à New York et au Delaware, ainsi que des joints coulés sur place entre des éléments de pont préfabriqués dans plus de 20 autres États. Les efforts de recherche et développement en cours par les agences de transport fédérales et étatiques, les organisations industrielles nationales, les propriétaires privés et les producteurs de béton cherchent à faire progresser cette technologie afin qu'elle puisse être plus largement adoptée dans les secteurs des transports et de la construction de bâtiments.

L’industrie du béton préfabriqué et précontraint est une industrie clé bien adaptée pour tirer parti des caractéristiques de performance uniques de ce matériau.

Le BFUP est un matériau à base de ciment, renforcé de fibres. Il contient bon nombre des mêmes matériaux que le béton conventionnel - ciment, matériaux cimentaires supplémentaires (SCM), sable fin et adjuvants chimiques - mais les matériaux sont proportionnés pour créer un emballage dense de matériaux allant de la fumée de silice au sable, c'est-à-dire du des matériaux les plus fins aux plus grossiers.

La teneur totale en matériaux cimentaires des mélanges de BFUP peut dépasser et dépasse souvent 1 500 lb par verge cube de matériau, soit plus du double de la teneur en matériaux cimentaires de la plupart des mélanges de béton conventionnels. Cependant, le rapport eau/liant (p/b) est souvent de 0,20 ou moins, facilité par l'utilisation de réducteurs d'eau spécialisés haut de gamme. L'emballage dense des particules, combiné à l'épaisseur ultra-faible, crée dans le béton une microstructure hautement raffinée qui offre une résistance et une durabilité exceptionnelles. En conséquence, les éléments BFUP peuvent avoir une durée de vie de 200 ans ou plus, même dans des environnements exigeants tels que les expositions marines et de dégivrage.

Bien qu'il n'existe pas de définition uniformément acceptée du BFUP, les résistances à la compression typiques des BFUP dépassent 17 000 psi, de nombreux matériaux BFUP disponibles dans le commerce étant capables d'atteindre des résistances de 30 000 psi ou plus. Par rapport aux bétons conventionnels et à haute performance, le BFUP peut offrir une résistance à la compression de 3 à 5 fois supérieure. Cependant, la résistance à la compression n’est pas la propriété la plus importante de ce matériau. Un différenciateur clé entre le BFUP structurel et les autres classes de béton, en particulier pour les applications structurelles préfabriquées, est la haute performance de traction du matériau, qui découle d'une combinaison de la microstructure raffinée et des microfibres d'acier à haute résistance incorporées dans le mélange à des doses comprises entre environ 1 et 3 %, en volume (environ 130 à 390 lb/verge cube).

Les mélanges structurels de BFUP peuvent être conçus pour atteindre des résistances à la traction directe de plus de 1 000 psi et des résistances à la flexion de plus de 2 500 psi. De plus, un mélange de BFUP bien conçu peut présenter une ductilité et un écrouissage post-fissuration importants, augmentant considérablement la résistance résiduelle à la flexion lorsque l'élément se déforme après la fissuration.

La haute résistance à la traction et la ductilité après fissuration du BUHP offrent un avantage significatif pour la conception structurelle. Premièrement, la ductilité après fissuration et le comportement d’écrouissage peuvent permettre la quasi-élimination des barres d’armature minimales requises dans le béton conventionnel pour atteindre la ductilité exigée par le code lorsque la rupture est imminente.

Deuxièmement, la ductilité élevée du BFUP se traduit par une formidable ténacité du matériau, qui augmente la capacité à absorber l’énergie même sans l’aide des barres d’armature.

Troisièmement, la résistance élevée à la traction augmente la résistance au cisaillement du matériau, avec la possibilité d'éliminer totalement les étriers de cisaillement dans la conception des poutres. En éliminant les étriers, la conception et la production des éléments peuvent être simplifiées et les largeurs des âmes des éléments (tiges) peuvent être réduites. En effet, les poutres, poteaux et autres éléments de structure en BFUP peuvent être conçus avec des sections transversales ayant beaucoup moins de volume, et donc de poids, de matériau tout en offrant la même capacité que les éléments en béton armé classiquement.