Confinement de l'expansion causée par la réaction alcalis-granulats avec du béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP)

In the North American context, the majority of structures are exposed to severe environmental conditions. The alkali-aggregate reaction (AAR) is a frequent pathology that affects Quebec's infrastructures and generally causes swelling and cracking. The material advanced in this project is ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC). This concrete is characterized by high tensile strength and exceptional deformation capacity. In addition, it offers very low water permeability and reduced sensitivity to alkali-aggregate reaction. The proposed repair is a UHPFRC jacketing cast directly onto the affected substrate. An important parameter to consider is the restrained shrinkage of the repair. Indeed, by its high rigidity, the affected structure restrains the shrinkage of the repair, thus generating tensile stresses from an early age. A part of the deformation capacity of the repair is therefore consumed by the restrained shrinkage. Thus, the main objective of this project was to quantify the behavior of UHPFRC under the effects of restrained shrinkage, then to assess the strain margin available for different UHPFRC repair configurations to contain the expansion of AAR.

Résumé

Dans le contexte nord-américain, la majorité des structures sont exposées à des conditions environnementales sévères. La réaction alcalis-granulats (RAG) est une pathologie fréquente qui touche les infrastructures du Québec et engendre généralement un gonflement ainsi que de la fissuration. Le matériau avancé dans ce projet est le béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP). Ce béton se caractérise par une résistance à la traction élevée et une capacité déformationnelle exceptionnelle. De plus, il offre une perméabilité à l'eau très faible et une sensibilité réduite à la RAG. La réparation proposée est un chemisage en BFUP coulé directement sur le substrat atteint. Ce faisant, un paramètre important à prendre en considération est le retrait restreint de la réparation. En effet, par sa rigidité élevée, la structure atteinte vient entraver le retrait de la réparation générant ainsi des contraintes de traction dès le jeune âge. Une partie de la capacité de déformation de la réparation est donc consommée par le retrait restreint. Ainsi, l'objectif principal de ce projet était de quantifier le comportement du BFUP sous effets de retrait restreint, puis évaluer la marge de déformation disponible, de différentes configurations de réparations en BFUP, pour confiner l'expansion de la RAG.