Effets de la mise en oeuvre du BFUP sur les propriétés d'ancrage des armatures

«Pour répondre aux défis grandissants dans le domaine de la construction de ponts, la méthode de Construction Accélérée de Ponts (CAP) se distingue comme une approche novatrice. En misant sur la préfabrication en usine des composantes structurales suivie d'un montage rapide sur site, la CAP permet de réduire considérablement les délais de construction. Cette technique garantit non seulement une meilleure qualité et durabilité des ouvrages, mais aussi une optimisation des coûts. Cette option est particulièrement indiquée au Québec où divers paramètres tels que l’hiver, l’activité sismique ou l’achalandage des routes rendent les travaux de conception et de construction très complexes. L'intégration de matériaux de haute performance, tels que le Béton Fibré à Ultra-Hautes Performances (BFUP), joue un rôle crucial dans cette approche. Le BFUP, grâce à ses propriétés remarquables de résistance et de durabilité, se révèle être un allié précieux. Toutefois, l'adoption généralisée de ce matériau innovant nécessite l'élaboration de nouveaux standards de conception, notamment pour les connexions des armatures dans les éléments préfabriqués. Ce projet de recherche s'intéresse aux propriétés d'ancrage des barres d'armature dans le BFUP. Une campagne expérimentale a été menée pour évaluer l'influence de la mise en oeuvre du BFUP lors de la coulée sur les propriétés d’ancrages. Afin d'observer les modes de rupture en traction du BFUP, des armatures faites d'acier haute résistance A1035 ont été utilisées, disponibles seulement en dimensions américaines. Une série d’essais constituée de quatre spécimens d’essai d’Ancrage en Traction Directe (ATD) dits standards a été réalisée avec des barres d'armature A1035 No. 5 et 15M 400W visant à étudier les capacités développées par des spécimens ayant potentiellement une mise en oeuvre optimale et une orientation de fibres préférentielle. La deuxième partie de la campagne était constituée d’une série de six blocs de BFUP donnant cinq spécimens chacun avec des barres A1035 No. 5 et 15M 400W visant à étudier l’effet de la mise en oeuvre du BFUP avec des coffrages horizontaux et verticaux. La plupart des spécimens ont présenté des ruptures par fendage perpendiculaire aux barres. Des contraintes en traction supérieures à 700 MPa ont été atteintes dans la plupart des configurations. Les résultats montrent que l'orientation des fibres peut varier significativement en fonction du mode de mise en oeuvre, affectant ainsi les propriétés d'ancrage. Une orientation correcte des fibres perpendiculairement aux barres d'armature optimise la capacité d'ancrage, tandis qu'une orientation incorrecte peut réduire cette capacité jusqu'à 50 %.»

Abstract

«To address the growing challenges in bridge construction, the Accelerated Bridge Construction (ABC) method stands out as an innovative approach. By focusing on the prefabrication of structural components in a factory followed by rapid on-site assembly, ABC significantly reduces construction timelines. This technique not only ensures higher quality and durability of the structures but also contributes to optimizing costs. This approach is particularly suitable for Quebec, where factors such as winter conditions, seismic activity, and heavy traffic complicate design and construction projects. The integration of high-performance materials, such as Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC), plays a crucial role in this approach. UHPFRC, with its remarkable strength and durability properties, proves to be a valuable asset. However, the widespread adoption of this innovative material requires the development of new design standards, especially for the connections of reinforcements in prefabricated elements. This research project focuses on the anchorage properties of reinforcement bars in UHPFRC. An experimental campaign was conducted to evaluate the influence of UHPFRC implementation during casting on anchorage properties. To observe the tensile failure modes of UHPFRC, high-strength A1035 steel reinforcements were used, available only in American dimensions. A series of tests comprising four standard Direct Tension Bond (DTB) specimens were conducted with A1035 No. 5 and 400W 15M reinforcing bars, aiming to study the capacities developed by specimens with potentially optimal implementation and preferential fibre orientation. The second part of the campaign involved a series of six UHPFRC blocks, each providing five specimens with A1035 No. 5 and 400W 15M reinforcing bars, to study the effect of UHPFRC implementation with horizontal and vertical formwork. Most specimens exhibited splitting failures perpendicular to the bars. Tensile stresses exceeding 700 MPa were achieved in most configurations. The results indicate that fibre orientation can vary significantly based on the implementation method, thereby affecting anchorage properties. Proper fibre orientation perpendicular to the reinforcement bars optimizes anchorage capacity, while incorrect orientation can reduce this capacity by up to 50%.»