AFGC - Ductal

SetraService d'étudestechniquesdes routeset autoroutesAssociationFrançaisede Génie CivilDocuments scientifiques et techniquesBétons fibrés à ultra-hautes performancesUltra High Performance Fibre-Reinforced ConcretesRecommandations provisoiresInterim RecommendationsJanvier 2002

2 - Recommandations provisoiresLe présent document a été préparé entre mars1999 et janvier 2002, à la demande du ComitéScientifique et Technique de l'AFGC, par legroupe de travail AFGC / SETRA sur les"Bétons Fibrés à Ultra-hautes Performances"animé par Benoît Lecinq (alors qu'il était auSETRA) puis par Jacques Resplendino (CETEde Lyon).La rédaction du document a été réalisée par lesmembres du groupe :On the request of the AFGC Scientific andTechnical Committee, these recommendationswere drawn up—from March 1999 to January2002—by the AFGC / SETRA working group onUltra-High Performance Fibre-ReinforcedConcrete chaired first by Benoît Lecinq (when hewas at SETRA), then by Jacques Resplendino(CETE de Lyon).The members of the working group were asfollows:Paul ACKER(LAFARGE)Charles BALOCHE(CSTB)Véronique BAROGHEL-BOUNY(LCPC)Mouloud BEHLOUL(BOUYGUES)Gérard BIRELLI(EDF) Animateur partie Matériau/ Chair for Materials sectionHervé BLIECK(EDF)Yves BRUGEAUD(COMPOSANTS PRECONTRAINTS)Myriam CARCASSES(LMDC INSA-UPS Toulouse) Animateur partieDurabilité / Chair for Durability sectionPascal CASANOVA(LAFARGE)Gilles CAUSSE(BOUYGUES) Animateur partie Structures/ Chair for Structural sectionGilles CHANVILLARD(LAFARGE)Danièle CHAUVEL(EDF)Jérôme DUGAT(BOUYGUES)Bernard FOURE(CEBTP)Ziad HAJAR(EIFFAGE)Benoît LECINQ(SETRA puis / then FREYSSINET INTERNATIONAL)Jean-Marie PAILLE(SOCOTEC)Jérôme PETITJEAN(SETRA) Secrétaire technique du groupe/ Group Technical SecretaryJacques RESPLENDINO (CETE de Lyon) Animateur du groupe/ Group ChairmanPierre ROSSI(LCPC)Jean-Yves SABLON (SETRA puis / then DDE 77)Secrétaire technique du groupe de mars1999 à août 2000/Group Technical Secretaryfrom March 1999 to August 2000Jean-François SIDANER(COGEMA)Alain SIMON(EIFFAGE)Thierry THIBAUX(EIFFAGE)François TOUTLEMONDE(LCPC)Christian VERNET(LAFARGE)Marc WASTIAUX(CAMPENON-BERNARD)La version anglaise de ces « Recommandationsprovisoires » a été réalisée par Alex Greenland.La coordination a été assurée par Jocelyne Jacob(SETRA), Responsable des publications au sein del’AFGC et Jérôme Petitjean (SETRA), Secrétairetechnique du groupe de travail.Translation by Alex Greenland.Co-ordination by Jocelyne Jacob (SETRA),AFGC Publications Manager, and JérômePetitjean (SETRA), Technical Secretary of theWorking Group.

Interim recommendations 9AFGCGroupe de travail BFUPUne troisième partie porte sur la durabilitédes BFUP. Il s'agit en effet d'un desavantages potentiels majeurs de cesmatériaux, qui, s'il est convenablementquantifié et vérifié, peut en permettre lavalorisation, si l'on prend en compte uneapproche globale du coût pour l'utilisateur :légèreté, durabilité, liberté de forme, etc…The third part deals with the durability ofUHPFRC. Durability is one of the majorpotential advantages of this material which, ifsuitably quantified and validated, could result inUHPFRC becoming a market force, on conditionthat the whole-life cost for the user is taken intoaccount, considering such things as lightness,durability, freedom of shaping, etc.Pour faciliter l'utilisation des présentesrecommandations, on distingue, dans l'ensembledu document :• en noir : ce qui est du domaine desRecommandations,• en texte encadré : ce qui est donné à titred'exemple, et relatif à un matériau mais quine peut être considéré comme unegénéralité,• en bleu : les commentaires éventuels.To make it easier to use these Recommendations,different typefaces are used todistinguish different levels:• in black: the Recommendations proper,• boxed text: examples relating to aspecific concrete which cannot beconsidered as a general rule,• in blue: comments.

Interim recommendations 11AFGCGroupe de travail BFUPPARTIE 1COMPORTEMENT ETCARACTERISTIQUES MECANIQUESDES BFUPPART 1BEHAVIOUR ANDMECHANICAL CHARACTERISTICSOF UHPFRC1.1. GénéralitésLa caractérisation des BFUP nécessite la priseen compte de leur comportement particulier lié àla présence de fibres, qui couvre principalementdeux aspects spécifiques :• La nécessité d'une caractérisation précise deleur résistance en traction,• Le processus de qualification qui doitprendre en compte les conditions de mise enœuvre et la géométrie de l'ouvrage àréaliser.La démarche globale de conception applicableà tout projet peut être résumée dans lelogigramme ci-après :1.1. GeneralCharacterizing UHPFRC requires consideration ofits specific behaviour resulting from the presence offibres. This basically covers two aspects:• The need for a precise characterization of itstensile strength,• The qualification process which has to takeaccount of the way the concrete is placedand the geometry of the structure to be built.The overall design approach for any project issummed up in the flow chart overleaf:

12 - Recommandations provisoiresFigure 1.1 : Démarche globale de conceptionFigure 1.1 : Overall design approach

Interim recommendations 13AFGCGroupe de travail BFUPStade conception du projetLe concepteur a besoin de certainescaractéristiques au niveau du projet. Pour celail a deux possibilités :• Soit il existe une carte d’identité complète dumatériau désiré chez les fournisseurs deBFUP : c’est le cas de formules bien connuesvoire disponibles en pré-mélangé à sec(Prémix) ; le dimensionnement est alorseffectué à partir de lois de comportementtype figurant dans la fiche d’identité remisepar le fournisseur.• Soit il n’existe pas de carte d’identité dumatériau désiré ; le dimensionnement estalors effectué à partir de lois typesprédéfinies par le concepteur.•Stade Epreuve d’études du matériauLe matériau est formulé en laboratoire afind’atteindre les caractéristiques désirées par leconcepteur pour l’application projetée.Pour cela le matériau est caractérisé par desessais tenant compte de l’utilisation finale.Les effets de structure et du mode de coulagesont recréés à partir de maquettes de lastructure finale ou selon les corps d’épreuvedéfinis ci-après ; ceci permet de rechercher laformulation du matériau dans des conditionséconomiques raisonnables.Les essais en vraie grandeur seront réalisésau stade de la convenance.Il est donc proposé de faire des essais typespour :• les plaques minces,• les plaques épaisses,• les poutres,• les coques.Project design stageDesigners need to know certain characteristics atthe design stage. There are two possibilities:• Either UHPFRC manufacturers alreadyhave a full “identity card” for the requiredmaterial: this is the case of well known mixdesigns or materials commercially availablein the form of premixed bags of dryingredients. Structural design is then doneon the basis of standard constitutive laws inthe identity card provided by themanufacturer.• Or there is no identity card for the requiredmaterial; in this case structural design isdone on the basis of standard laws definedbeforehand by the designer.Concrete design-test stageThe concrete mix is batched in the laboratoryto attain the characteristics required by thedesigner for the proposed application.To achieve this, the concrete is characterizedby tests taking account of the end use.Structural effects and the effect of theplacement method are recreated usingmockups of the final structure, or using thetest specimens defined hereafter. This meansthe concrete mix design can be developedreasonably economically.Full-scale tests will be carried out at thesuitability-test stage.It is therefore proposed to conduct standardtypes of tests for:• Thin slab,• Thick slabs,• Beams,• Shells.

14 - Recommandations provisoiresLes principes de ces essais figurent dans lesparagraphes suivants.Stade Epreuve de convenance du matériauA ce stade on met en œuvre le matériau dans lesconditions réelles du chantier sur une maquettereprésentative de la structure réelle, ou onfournit des résultats d’essais justifiant de laréalisation d’ouvrages similaires. C’est le cas despréfabrications en série ou prototype permettantde qualifier et essayer l’élément de structuredans les conditions réelles ou suffisammentenveloppes.Les résultats des épreuves d'étude et deconvenance permettent, le cas échéant,d'ajuster les lois de comportement adoptées etd'affiner le dimensionnement.Stade Epreuve de contrôle de fabricationDes essais spécifiques sont à définir pourassurer le contrôle de production. Le détail desessais préconisés est précisé dans l'article 1.10du présent document.1.2. Influence du traitementthermiqueCertains BFUP font l’objet de traitementsthermiques (TT) qui consistent à porter leséléments à une température relativementélevée (de l'ordre de 90°C) plusieurs heuresaprès la prise du béton.Ces traitements doivent intervenir après la finde prise de manière à éviter tout risque deformation d’ettringite différée (DEF). Leurmise en œuvre nécessite ainsi une bonneconnaissance et un dispositif de contrôle dutemps de prise.The principles of these tests are given in thefollowing paragraphs.Concrete suitability-test stageAt this stage the concrete is placed to form arepresentative mockup of the actual structure,under the actual conditions of site placement, orthe results of tests substantiating the constructionof similar works are presented. This is the case ofruns of precast concrete products or prototypes forqualifying and testing structural elements underreal-life conditions or sufficiently encompassing“envelope” situations.The results of concrete design and/orsuitability tests are used to adjust theconstitutive laws adopted and refine thedesign.Routine manufacturing-check stageSpecial tests are to be defined for productioncontrol. A detailed account of the recommendedtests is given in § 1.10.1.2. Effect of heat treatmentSome UHPFRCs undergo heat treatment (HT)which consists in raising the temperature ofcomponents to a relatively high level (about90°C) a few hours after the concrete has set.This kind of treatment must be carried outonly after the concrete has set in order to avoidany risk of Delayed Ettringite Formation(DEF). Heat treatment therefore requires goodknowledge of the setting time and a means ofchecking it.

Interim recommendations 15AFGCGroupe de travail BFUPLes principaux effets de ces traitements sontles suivants :• Atteinte plus rapide des résistances encompression et en traction,• Diminution importante des effets différés deretrait et de fluage une fois le traitementthermique terminé,• Amélioration très sensible des propriétés dedurabilité.The main effects of heat treatment are asfollows:• The concrete strengthens faster (compressiveand tensile strengths),• Delayed shrinkage and creep effects reducesubstantially once the heat treatment isfinished,• Durability is considerably improved.Exemple du traitement thermique desproduits de la gamme Ductal ® :Les produits de la gamme Ductal ® peuvent êtreutilisés comme des bétons traditionnels mais ilstirent avantage d’un traitement thermique quipeut être optimisé (en durée et température), enfonction des éléments à fabriquer. Le traitementthermique de référence le plus documenté(référence [1.15]) consiste à porter les éléments àune température de 90°C ± 10°C pendant 48h.Ce traitement s’effectue traditionnellement àl’aide de vapeur d’eau dans une enceinte fermée.Le début du traitement peut intervenir àn’importe quel moment après la fin de la prise dumatériau.L’aiguille Vicat donne une bonne indicationdu temps de prise : la fin de prise au sens decette méthode est proche de la fin de la prisemesurée, par exemple, par conductimétrie.Cette mesure dépend bien sûr de latempérature : dans le cas de pièces épaisses, ilest intéressant d’utiliser la maturométrie. Parsécurité, et en l’absence d’une mesure précisecomme la conductimétrie, les éléments ne sontmis en cure qu’au plus tôt 24h après le tempsde fin de prise indiqué par l’aiguille Vicat. Uneméthode plus accessible en usine est lamesure de la variation de température dansun becher avec un échantillon de 20 cl : la finde prise peut être considérée comme atteintelorsque la différence de température avecl’extérieur est inférieure à 0,1°C.Example of heat treatment of the Ductal ®range of products:The Ductal ® range of products can be used in thesame way as conventional concretes but they alsobenefit from heat treatment which can beoptimized (duration and temperature),depending on the components to be made. Themost documented heat treatment (reference[1.15]) consists in raising the temperature ofcomponents to 90° C ± 10°C for 48 hours. It istraditionally performed with steam in a closedbox. The treatment can start any time after thematerial has set.The Vicat needle gives a good indication ofsetting time: the final set determined by thismethod is close to the final set as measured byconductimetry, for example. Of course thismeasurement depends on temperature: in thecase of thick components, it is worth using ameans of maturity measurement. To be on thesafe side, and in the absence of precisemeasurement such as conductimetry,components should be cured no sooner than24 hours after the final setting time given bythe Vicat apparatus. A more practical methodin a manufacturing plant is to measure thetemperature variation in a beaker containinga 20 cl sample: final set can be considered tobe attained when the difference between theinside and outside temperature is less than0.1°C.

16 - Recommandations provisoiresLes principaux effets du traitement thermique(TT) sont les suivants :• Après ce process, les éléments ont atteintleur maturité finale et peuvent donc êtreutilisés comme tels sans attendre 28j ou pluscomme pour les bétons traditionnels.• La résistance à la compression et larésistance en traction après traitementthermique sont supérieures d’environ 10% àla résistance à 28j avec conservation souseau.• Le retrait total après TT est nul.• Le fluage est fortement réduit : coefficient defluage égal à 0,2 au lieu de 0,8 sans TT.La durabilité est améliorée grâce à uneréduction de la porosité.The main effects of heat treatment (HT) are asfollows:• Heat-treated components have reached theirfinal maturity and can therefore be usedwithout waiting 28 days or more as is thecase with conventional concretes.• Compressive and tensile strengths after heattreatment are about 10% higher than the 28-day strength with storage in water.• Total shrinkage after HT is zero.• Creep is significantly reduced: the creepcoefficient is 0.2 instead of 0.8 without HT.Durability is improved as a result of areduction in the voids ratio.1.3. Résistance à la compression1.3. Compressive strengthLe comportement en compression est défini parla résistance caractéristique en compression et lemodule d’élasticité.Pour les calculs réglementaires en flexion à l’ELU,on adopte une loi de comportement conventionnellelinéaire avec un palier plastique.Le début du palier plastique correspond à unecontrainte maximale égale à 0,85 fc28 / θ γ b.Un exemple de courbe de comportement encompression est donné en annexe 1.Essai :L'éprouvette est un cylindre de ∅7 x 14 cm oude ∅11 x 22 cm. L’essai de compression estpiloté en force. La valeur caractéristique fc28 dela résistance à la compression est obtenueselon la même méthode que celle des bétonsordinaires telle que décrite dans le fascicule65A. Un surfaçage lapidaire est indispensablepour effectuer les essais, et celui-ci doit fairel'objet d'un soin particulier.Compressive behaviour is defined by thecharacteristic compressive strength and themodulus of elasticity.For the regulatory calculations regarding ULSbending, a conventional linear constitutive lawwith a yield plateau will be used.The start of the yield plateau will correspondto a maximum stress of 0.85 fck / θ γ b.An example of a compressive behaviour testcurve is given in annex 1.Test :The test specimen shall be a ∅ 7 x 14 cm or ∅ 11x 22 cm cylinder. The compressive-strength testload shall be force-controlled. The characteristicvalue fck of compressive strength shall be obtainedusing the same method as that used for ordinaryconcretes, as described in fascicule 65A (GeneralTechnical Specifications – Construction ofReinforced or Post-Tensioned Prestressed ConcreteCivil Engineering Structures).

Interim recommendations 17AFGCGroupe de travail BFUPS'il est nécessaire de faire une étude nonlinéairede stabilité de forme, un pilotageen déplacement est nécessaire afind'obtenir le comportement post-pic.The surface must be carefully polished prior totesting.If non-linear buckling calculations are needed, adisplacement-controlled test shall be used inorder to determine post-peak behaviour.1.4. Comportement à latraction1.4. Tensile behaviourFigure 1.2 : Exemple de loi de comportement en traction d'un BFUP(cas d'un matériau écrouissant)Figure 1.2 : Example of tensile constitutive law of a UHPFRC(case of a strain-hardening material)Le comportement en traction du matériau estcaractérisé par :• Un domaine de déformation élastiquelimitée par la résistance en traction de lamatrice cimentaire ftj ,• Un domaine post-fissuration caractérisé parla résistance en traction du matériau fibréobtenue après fissuration de la matrice.Si un temps de malaxage suffisant et des conditionsde mise en œuvre assez traditionnelles permettentde garantir une faible dispersion de la résistance entraction de la matrice cimentaire ftj, la résistance entraction apportée par les fibres est en revanche trèssensible aux conditions de réalisation :The tensile behaviour of UHPFRC ischaracterized by:• an elastic stage limited by the tensilestrength of the cement matrix, ftj ,• a post-cracking stage characterized by thetensile strength of the composite materialafter the matrix has cracked.Although sufficient mixing time and quitetraditional placing conditions ensure lowscatter of the tensile strength of the cementmatrix, ftj , fibre tensile strength depends verymuch on the mixing and placement process:

18 - Recommandations provisoires• Tout écoulement éventuel lors de la mise enœuvre tend à orienter les fibres dans le sensde l’écoulement,• Les fibres proches des parois sontnaturellement orientées parallèlement auxcoffrages. Ce phénomène n’intervient quesur une profondeur inférieure ou égale à lalongueur des fibres. Il a ainsi d’autant plusd’influence sur la résistance en tractioneffective des pièces que l’épaisseur desstructure est proche de la dimension desfibres.• Une orientation privilégiée des fibres dans lesens de la gravité peut parfois se produire,liée au comportement naturel des fibresdans la phase liquide visqueuse queconstitue le béton avant la prise.Les méthodes développées dans les présentesrecommandations permettent d’intégrerl’ensemble de ces phénomènes qui sont dissociésen deux approches.A partir d’essais de caractérisation qui dépendentdu type de structure étudié (plaques minces,plaques épaisses, poutres ou coques), et quipeuvent être de deux types (traction directe outraction par flexion), les recommandationsdonnent les coefficients permettant de passer desrésultats des essais à une loi de comportement entraction « intrinsèque », à savoir qui ne dépendpas de la taille des éprouvettes et du type d’essairéalisé. Dans ce chapitre, et pour chaqueprotocole d’essais proposé, les recommandationsdonnent les coefficients correcteurs à appliquerpour aboutir aux lois de comportementintrinsèques.Une fois la loi de comportement en tractionintrinsèque déterminée, les recommandationsdonnent les éléments permettant d’intégrerl’influence des méthodes de mise en œuvre surles valeurs de résistance réelle à prendre encompte dans les calculs. Cette correction àapporter aux courbes de résistances intrinsèquesconsiste à appliquer un coefficient correcteur 1/K,qui est le coefficient de passage entre la loiintrinsèque et celle issue d'essais sur éprouvettesprélevées dans la structure réelle.• Any flow during concrete placing tends toalign fibres in the direction of flow,• Fibres close to formwork walls are naturallyaligned parallel to them. This phenomenonceases beyond a distance from the formworkin excess of the fibre length. The closercomponent thicknesses are to the length offibres, the greater is the effect on the effectivetensile strength of the parts.• Preferential gravitational orientation offibres can sometimes occur, due to thenatural behaviour of fibres in the viscousliquidphase of concrete before it sets.The methods outlined in these Recommendationstake account of all these phenomena which aredissociated in two approaches.Using characterization tests depending on thetype of structure studied (thin slabs, thickslabs, beams, shells), and which can be of twotypes (direct tensile test or flexural tensile test),these Recommendations give the transferfactors to go from test results to an “intrinsic”curve for tensile behaviour which does notdepend on test specimen size or on the type oftest used. This chapter gives the correctivefactors to be applied with each proposed testprocedure to get intrinsic constitutive laws.The Recommendations also give instructionsfor taking account of the effect placementmethods have on the real strength values to beconsidered in calculations (once the intrinsiccurve for tension has been determined). Thiscorrection of the intrinsic strength curvesconsists in applying a reduction coefficient1/K representing the difference between theintrinsic curve and what would have beenobtained on specimens taken from an actualstructural element.

Interim recommendations 19AFGCGroupe de travail BFUPPour déterminer ce coefficient K, plusieursalternatives sont possibles :• soit les méthodes de mise en œuvre prévuesont déjà été validées sur des ouvragessimilaires réalisés de façon analogue à lastructure projetée. Dans ce cas le projeteurutilise les coefficients de passage de laréférence connue,• soit il est prévu ultérieurement de justifierles méthodes de mises en œuvre sur la based’épreuves de convenance réalisées sur unmodèle représentatif de la structure réelle.Dans ce cas, le projeteur peut utiliser enpremière approche les valeurs de K obtenuessur des ouvrages similaires connus. Dans lechapitre 2 et dans les annexes du présentdocument, sont ainsi indiquées, à titred'exemple, les valeurs et la méthodologied’obtention du coefficient K dans le cas desouvrages expérimentaux de Bourg-lès-Valence.1.4.1 Résistance à la tractionpar traction directeProtocole d’essaiLe protocole de réalisation de l'essai de tractiondirecte est défini dans les Recommandations del’A.F.R.E.M (référence [1.1]).Sur la base de ces recommandations et àpartir des résultats d’essais des chantiers deChinon et Cattenom avec le BPR et le BSI ilest apparu que le processus de traction directesur éprouvette entaillée était très pénalisantet pas forcément représentatif ducomportement du matériau dans la structure.En effet le prélèvement est très local et de plus lataille du ligament du corps d’éprouvette est telleque la dispersion est grande.There are two possible alternatives fordetermining this K factor:• Either the concrete placement methods havealready been validated on similar worksbuilt in a manner similar to that proposedfor the project, in which case the designeruses the K factors for the known reference,• Or it is proposed to substantiate theplacement methods at a later date, on thebasis of suitability tests conducted on arepresentative model of the actual structure.In this case, the designer can approximateusing the K values obtained on similarworks. The K values obtained on theinnovative Bourg-lès-Valence works, and theway they were obtained, are given asexamples in Chapter 2 and in the annexes.1.4.1 Direct tensile strengthTest procedureThe direct tensile-strength test procedure isdefined in the AFREM recommendations(reference [1.1]).From these recommendations and the resultsof testing of BPR and BSI concretes at theChinon and Cattenom nuclear power plants,it was seen that the direct tensile test usingnotched specimens is extremely unfavourableand not necessarily representative of thebehaviour of the material in a structure.This is because sampling is very localized, andbecause the size of the necked section inducesbroad scatter of results.

20 - Recommandations provisoiresDans [1.3], vingt essais de traction directe ont étéréalisés sur du Ductal ® . Les éprouvettes sont desprismes 7*7*28 cm usinés en partie centrale(section centrale 7*5 cm).Les résultats obtenus étaient les suivants :• Moyenne des résistances en traction directe(effort maximal divisé par la section) :10,27 MPa,• Ecart type : 1,19 MPa,• Valeur caractéristique réellement obtenue :8.2 MPaValeur caractéristique de calcul : 8 MPa.Les résultats de ces essais viennent corroborerles valeurs déduites des essais de flexion.In [1.3], twenty axial tensile-strength testswere carried out on Ductal ® . The specimenswere 7*7*28 cm prisms machined at thecentre (central section measuring 7*5 cm).Results obtained:• Mean direct tensile strength (maximum forcedivided by sectional area): 10.27 MPa• Standard deviation: 1.19 MPa• Characteristic value actually obtained:8.2 MPaDesign value : 8 MPa.The results of these tests corroborate thevalues deduced from flexural tests.1.4.2 Résistance à la traction par flexionProtocole d’essaiLe protocole de réalisation de l'essai detraction par flexion est défini en annexe 2.Lors du chantier Cattenom, les essais deflexion de contrôle sur 196 éprouvettes 4*4*16testées en flexion 3 points ont conduit auxrésultats suivants :• Résistance moyenne : 41,8 MPa• Ecart type : 4,6 MPa• Valeur caractéristique réellement obtenue :33,9 Mpa•La résistance à la traction est déduite de cettevaleur en utilisant une modélisation [1.3].On obtient alors ft = 33,9 / 4,2 = 8,1 Mpad’où la valeur caractéristique de 8 MPa pour ft.1.4.2 Flexural tensile strengthTest procedureThe flexural tensile-strength test procedure isgiven in annex 2.Flexural tensile-strength checks carried outduring the works at the Cattenom nuclear powerplant on 196 specimens measuring 4*4*16 cmtested on a centre-point bending press gave thefollowing results:• Mean strength: 41.8 MPa• Standard deviation : 4.6 MPa• Characteristic value actually obtained:33.9 MPaThe tensile strength is deduced from this valueby means of modelling [1.3].This gives ft = 33.9 / 4.2 = 8.1 MPawhence the design value of 8 MPa for ft.

Interim recommendations 21AFGCGroupe de travail BFUP1.4.3 Plaques mincesCorps d'épreuveLes plaques minces sont des éléments dontl'épaisseur e est telle que :1.4.3 Thin slabsSpecimenThin slabs are elements whose thickness e issuch that :e ≤ 3 Lfetavec Lf = longueur de la fibree ≤ 3 Lf where Lf = length of individual fibresandL ≥ 50 avec L = portée de la structureePour ce genre de plaque, le mode caractéristiquede travail étant la flexion, le comportement entraction est caractérisé par un essai de flexion 4points sur des bandes prismatiquesrectangulaires d'épaisseur égale à celle de lastructure, de longueur 20 fois l’épaisseur e et delargeur au moins égale à 8 Lf.L ≥ 50 where L = span of slabeSince this kind of slab characteristicallyworks in bending, the tensile strength ischaracterized by a third-point flexural testusing rectangular prismatic specimens. Thespecimens are the same thickness as thestructure; their length is 20 times thickness e,and their width is greater than 8Lf.Figure 1.3 : Plaques minces : définition du prisme d'essaiFigure 1.3 : Thin slabs : definition of the test prismProtocole d'essaiL'essai de flexion est piloté en déplacement. Lerésultat de l'essai (courbe effort – flèche aucentre) est analysé de manière inverse avec uneloi de comportement de type contrainte –déformation, car on peut considérer que pour cetype de structure, de sollicitation et de matériau,une multi-fissuration diffuse sera obtenue.Test procedureThe flexural tensile-strength test is displacementcontrolled.The result of the test (force–mid-spandeflection curve) is back-analyzed using astress-strain type constitutive law since it can beconsidered that for this kind of structure,loading, and material, diffuse multiple crackingwill occur.La minceur des plaques et leur mode de coulagesont susceptibles d’influencer l'orientation desfibres. On peut donc s'attendre à desperformances post-fissuration qui varient selonla direction considérée d'une plaque. Les essaisdoivent mettre en évidence cette éventuelleanisotropie.The thinness of the slabs and the way theconcrete is placed are likely to affect theorientation of fibres. It can therefore beexpected that post-cracking performance willvary, depending on the direction tested.Testing must reveal any such anisotropy.

22 - Recommandations provisoiresLe détail du protocole d'essai recommandé estdonné en annexe 3.L'objectif principal de la démarche est de n'avoirbesoin, à terme, que des résultats d'essais surbandes pour justifier les performances de structuresde type plaques minces.Si l’on a besoin de caractéristiques ducomportement au poinçonnement il estrecommandé d'utiliser l’un des essaissuivants :• l'essai AFTES (pour béton projeté) ou essaiSNCF.• l'essai de flexion sous charge ponctuellecentrée d'une dalle circulaire [1.17]• l'essai pour plaques de faux planchers (4appuis ponctuels) – Norme NF P 67-101The recommended test procedure is describedin annex 3.The main objective of the procedure is toeventually need only test results on strips tocheck the performance of thin-slab typestructures.If the characteristics of punching behaviourare required, it is recommended to use one ofthe following tests:• the French Tunnelling Association(AFTES) test or the French Rail (SNCF) test,both for sprayed concrete.• the flexural test with a point load centred ona circular slab [1.17]• the raised-flooring test (4 point bearings) –French standard NF P 67-1011.4.4 Plaques épaissesCorps d'épreuveLes plaques épaisses sont des éléments dontl'épaisseur e est telle que :1.4.4 Thick slabsSpecimenThick slabs are elements whose thickness e issuch that:e > 3 LfetL ≥ 10eoù Lf = longueur de la fibreoù L = portée de la dallee > 3 Lf where Lf = length of individual fibresandL ≥ 10 where L = span of slabeTrois types d’essais sont envisageables :• Essais de flexion 3 points sur prismeentaillé piloté en déplacement avec unemesure de la flèche au centre et analyseinverse pour obtenir une courbe contrainte– ouverture de fissure en traction. Cet essaiest considéré comme pénalisant.• Essais de traction directe sur deséprouvettes entaillées prismatiques sciéesou cylindriques carottées dans des prismes.••Three types of test may be used:• Centre-point flexural test using notchedprisms (displacement controlled), withmeasurement of mid-span deflection andback analysis to derive a “stress - crackopening under tension” curve. This test isdeemed to give unfavourable results.• Direct tensile-strength test on notched sawnprismatic specimens or cylindrical specimenscored from prisms.

Interim recommendations 23AFGCGroupe de travail BFUP• Essais de traction directe sur éprouvettesnon entaillées. Cet essai ne permetd’obtenir une information fiable que pour detrès faibles ouvertures de fissures.Six éprouvettes au minimum doivent êtretestées. Les dimensions des prismes proposéssont fonction de la taille des fibres :• Lf ≤ 15 mm : 7 x 7 x 28 cm,• 15 < Lf ≤ 20 mm : 10 x 10 x 40 cm,• 20 < Lf ≤ 25 mm : 14 x 14 x 56 cm,• 25 < Lf : largeur > 5 Lf , hauteur > 5 Lf ouégale à l'épaisseur de la structure si celle-ciest connue, longueur = 4 fois la hauteur.Protocole d’essai par flexion 3 pointsLes éprouvettes sont testées face coffrée enbas. Les éprouvettes utilisées pour les essaisde traction sont prélevées de manière à ceque la direction de traction directe soitparallèle à l'axe longitudinal du prisme.Le prisme est coulé depuis une seuleextrémité afin de garantir une répétabilité deréalisation. Les moules sont vibrés sur unetable et arasés à la règle vibrante.Le détail du protocole d'essai et sonexploitation sont donnés en annexe 2.• Direct tensile-strength tests on un-notchedspecimens. This test produces reliableinformation only for very small crackwidths.Test at least six specimens. The dimensions ofthe test prisms proposed depend on the size offibres:• Lf ≤ 15 mm : 7 x 7 x 28 cm,• 15 < Lf ≤ 20 mm : 10 x 10 x 40 cm,• 20 < Lf ≤ 25 mm : 14 x 14 x 56 cm,• 25 < Lf : width > 5 Lf , height > 5 Lf or equalto the thickness of the structure, if known,length = 4 times the height.Centre-point flexural test procedureTest the specimens with the moulded facedownwards. Take the specimens used for tensilestrengthtests such that the direction of axialtension is parallel to the longitudinal axis of theprism.Cast the prism from one end only to ensure goodcasting repeatability. Vibrate the moulds on a tableand level the concrete with a vibrating striker.A description of the test procedure and itsinterpretation method are given in annex 2.1.4.5 PoutresLes cas de charge à considérer pour calculerune poutre sont très nombreux :• flexion longitudinale,• flexion transversale,• effort tranchant,• torsion,• diffusion de la précontrainte,• efforts localisés.1.4.5 BeamsThere are many load cases to be considered fordesigning beams:• longitudinal bending• transverse bending• shear strength• torsion• distribution of prestress• localized forces.

24 - Recommandations provisoiresLa démarche de caractérisation adoptée estainsi la suivante :Réalisation d'un essai de flexion sur prisme couléentaillé à partir duquel une analyse inverse conduità une loi de traction post-fissuration contrainte –ouverture de fissure (σ – w).La loi issue de cet essai est corrigée pourintégrer les effets d’échelles et de parois, liésà la géométrie et au mode de confection deséprouvettes.La loi de comportement obtenue est ensuitepondérée par un coefficient réducteur 1/Kreprésentant l'écart entre la loi issue d'essaissur prisme coulé et celle qu'on obtient enprélevant des prismes dans l'élément destructure fabriqué.Afin de déterminer un coefficient de passageK exact pour l'application particulièreconsidérée, il est nécessaire de réaliser deséléments de géométrie et de mode defabrication représentatifs de la structureréelle, puis de prélever des éprouvettes dansles directions des contraintes principales.Les dimensions des prismes sont cellesproposées pour le cas des dalles épaisses si lagéométrie de la poutre n’est pas connue a priori.Dans le cas contraire on pourra choisir commelargeur et hauteur des prismes deux fois lerayon moyen de la poutre.Les prismes sont coulés de manière à limiter aumaximum une orientation préférentielle des fibres.Après remplissage, ils sont vibrés si nécessaire.Les prismes sont testés en flexion en lesayant tourné d’un quart de tour par rapportau sens de coulage afin de limiter les effets dela paroi inférieure.Résistance en traction ftjCette résistance est obtenue à partir d'essaisde flexion 4 points sur prismes non entaillés(dimensions définies en annexe 2). Larésistance est déterminée par la perte delinéarité du comportement initial, relevée surles courbes effort en fonction de la flèche.The characterization procedure adopted is asdescribed below.Cast and notch a prism. Perform a flexuraltest with it. Conduct back analysis todetermine a post-cracking stress-crack width(σ – w) law.Correct the law derived from this test so as tointegrate scale and face effects associated withthe specimen shape and casting method.Weight this law with a reduction coefficient1/K representing the difference between aflexural test result for a cast prism and whatwould have been obtained on prisms sawnfrom an actual structural element.To determine an exact transfer factor K for theparticular application considered, makecomponents that are representative of theactual geometry and manufacturing methodused for the structure, and take specimensalong the directions of principal stress.The dimensions of the prisms are thoseproposed for thick slabs if the shape of thebeam is not known. Otherwise, the width andheight of the prism can be twice the meanradius of the beam.Cast prisms so as to limit preferentialorientation of fibres as much as possible. Afterfilling, vibrate the prisms if necessary.For flexural-strength testing, turn the prisms90° from the casting position in order to limitthe effects of the underside.Tensile strength ftjTensile strength ftj is given by third-pointflexural tests on un-notched prisms(dimensions defined in annex 2). It is thestrength read at the end of the initial linearbehaviour on force-deflection curves.

Interim recommendations 25AFGCGroupe de travail BFUPLe détail du protocole d'essai est donné enannexe 2.Loi de comportement post-fissurationCette partie de la loi de comportement en traction,est déterminée par des essais de flexion 3 points surprismes entaillés. Ces essais correspondent auprotocole défini dans l'annexe 2.L’entaille, pratiquée en section centrale surune hauteur équivalente à 10% de la hauteurdu prisme, localise la fissure.Au minimum 6 essais sont réalisés etanalysés en termes de moyenne et de courbecaractéristique.La loi caractéristique contrainte – ouverture defissure (σ - w) peut être obtenue soit par analyseinverse ( [1.11] , [1.12] , [1.13] ) décrite enannexe 2, soit par calculs itératifs avec laméthode directe de flexion en section fissurée encherchant à égaler les surfaces sous les courbesmoment-ouverture de fissure.La loi caractéristique obtenue est exploitée demanière à déterminer une loi en tractionsimplifiée (linéarisée) munie de valeurscaractéristiques telle que proposée ci-dessous :Test procedure details are given in annex 2.Post-cracking constitutive lawThis part of the tensile constitutive law isgiven by centre-point flexural texts on notchedprisms. The procedure for these tests is givenin annex 2.The notch is made at mid-span, to a depth of10% of the total prism height, to inducecracking at a known location.Carry out at least 6 tests and analyze theirresults (mean value and characteristic curve).The characteristic stress-crack width (σ-w) lawcan be derived either by back analysis ([1.11] ,[1.12] , [1.13]) as described in annex 2, or byiterative calculation with the direct tensilestrengthmethod for cracked sections, aimingto make the areas below the bending moment–crack width curves the same.The characteristic law obtained is used todetermine a simplified (linearized) tensilestrengthlaw such as that proposed below:Figure 1.4 : Loi simplifiée en tractionFigure 1.4 : Simplified tensile-strength law

26 - Recommandations provisoires1.4.6 CoquesLes coques ne sont pas considérées comme untype particulier de structures :• Les coques épaisses sont traitées commedes poutres : les éprouvettes sont alors desprismes,• Les coques minces sont traitées comme desdalles minces.1.4.6 ShellsShells are not considered to be a separate kindof structural element:• thick shells are designed in the same way asbeams: the test specimens are prisms• thin shells are designed in the same way asthin slabs1.4.7 Récapitulatif1.4.7 SummaryL'ensemble des essais de caractérisation quiviennent d'être évoqués peut être résumé dela façon suivante :All the characterization tests described aboveare summed up overleaf:

Interim recommendations 27AFGCGroupe de travail BFUP

28 - Recommandations provisoires1.5. Module d'élasticité statiqueLes résultats expérimentaux avec lesdifférents BFUP connus à ce jour montrent :• qu’il n'y a pas de formule simple utilisable(Cf annexe 1, chapitre 2),• qu’on peut utiliser la théorie del'homogénéisation (modèle tri-sphère duLCPC [1.20]) qui donne de bons résultats,• sinon on fait un essai de mesure directe dumodule.Si rien n’est connu lors des phases d'étudespréliminaires de projet, il est suggéré deconsidérer la valeur indicative de 55 GPa.Lors de phases d'étude plus détaillées, lemodule pris en compte doit résulter d'unessai.1.5. Static modulus of elasticityThe experimental results with different kindsof UHPFRC known to date demonstrate that:• there is no usable simple formula (see annex1, §2),• the LCPC homogenization model theory (trisphère[1.20]) can be used, giving goodresults,• otherwise, tests should be run to directlymeasure the modulus of elasticity.If nothing is known at the preliminary projectdesign stage, a guideline value of 55 GPa canbe considered.At more detailed design stages, the modulustaken into account must be the result of a test.1.6. Coefficient de PoissonLes valeurs du coefficient de poisson de diversBFUP connus sont données dans le tableaude l’annexe 7.A défaut d'autre valeur, on peut prendre ν = 0,21.6. Poisson's ratioThe Poisson’s ratios of different knownUHPFRC mixes are given in annex 7.A value of ν = 0.2 can be considered if no otherfigure can be determined.1.7. Coefficient de dilatationthermiqueLes valeurs du coefficient thermique dedivers BFUP connus sont données dans letableau de l’annexe 7.A défaut, une valeur de 1,1.10 -5 m/m/°C peutêtre prise en compte.1.7. Thermal expansioncoefficientThe thermal expansion coefficients of differentknown UHPFRC mixes are given in a table inannex 7.A value of 1.1 · 10 -5 m/m/°C can beconsidered if no other figure can bedetermined.

Interim recommendations 29AFGCGroupe de travail BFUP1.8. Fluage - RetraitRetraitDans le cas des BFUP, le retrait estessentiellement endogène. Dans le cas d'untraitement thermique, l'ensemble du retraitest effectué entièrement à la fin de celui-ci.Si rien n’est connu lors des phases d'étudespréliminaires de projet, il est suggéré deconsidérer la valeur indicative de 550 µm/mFluageUn exemple détaillé de caractérisation estdonné en annexe 4.Dans le cas d'un traitement thermique, lefluage est fortement réduit.Si rien n’est connu lors des phases d’étudespréliminaires, une valeur de coefficient defluage à long-terme Φ de 0,8 sans traitementthermique, 0,2 dans le cas d’un traitementthermique peut être prise en compte.Résistance à long termeLes essais de fluage de BPR sous une contraintesoutenue importante ont permis de vérifier latenue dans le temps du matériau sous fortescharges et s’assurer sur la valeur du facteurd’abattement de 0,85 du BAEL [2.2].1.8. Creep - ShrinkageShrinkageUHPFRC shrinkage is mainly autogenous.When it has been heat treated, UHPFRC hasno further shrinkage.If nothing is known at the preliminary designstages, a guideline value of 550 µm/m can beconsidered.CreepA detailed example of characterization is givenin annex 4.Heat treatment significantly reduces creep.If nothing is known at the preliminary designstages, guideline long-term creep coefficients, Φ, of0.8 can be considered if there is no heattreatment, and 0.2 with heat treatment.Long-term strengthFor reactive powder concrete, creep tests underhigh stress checked the long-term strength of thematerial under high sustained loads and gavereassurance regarding the 0.85 reduction factorof the BAEL code (limit state design of reinforcedconcrete structures [2.2])1.9. Résistance aux chocsLe comportement en dynamique rapide desBFUP a été étudié dans le cadre d'uneapplication à des conteneurs [1.37], soumispar hypothèse dans leur cahier des chargesà un essai de chute, ce qui correspond à unchoc assez intense et à des vitesses dedéformation locales élevées (de l'ordre de 1s -1 , à comparer aux vitesses de déformationatteintes pour des ouvrages soussollicitations de trafic, de l'ordre de 10 -6 à10 -4 s -1 ).1.9. Impact strengthThe behaviour of UHPFRC subjected torapid dynamic loading was studied inconnection with application to radioactivewastecontainers [1.37]. The specificationsfor these containers called for a drop test,which amounts to a quite intense impactand high rates of localized strain (about 1 s -1, compared to the strain rates around 10 -6to 10 -4 s -1 on works subject to road-trafficloading).

30 - Recommandations provisoiresCes données permettent de donner quelquesinformations sur la résistance au choc de ce typede matériaux. Comme la plupart des bétons defibres, les BFUP ont une importante capacité dedissipation d'énergie, ce qui est a prioriintéressant vis-à-vis des sollicitationsdynamiques. De plus, leur résistance en tractionélevée peut aussi permettre de maîtriser lafissuration et l'intégrité de la structure ycompris en cas de choc relativement dur. Enrevanche, il n'y a pas à l'heure actuelle dedonnées très accessibles sur l'emploi de BFUPvis-à-vis des problèmes de pénétration.Comme pour les matériaux cimentaires engénéral, les vitesses de déformation élevéesentraînent, pour le milieu poreux qu'est lebéton, une augmentation de la résistance entraction et en compression, le fluide visqueux(l'eau) contenu dans les pores du bétons'opposant pour une part importante à ladéformation imposée du squelette [1.34].Il a été démontré que pour les vitesses"courantes" des chocs et chargements accidentelssur les structures de génie civil (conduisant àdes vitesses de déformation typiquementcomprises entre 10 -3 à 1 s -1 ), ce phénomèneconduit à des augmentations de résistancepouvant atteindre un facteur 2 en traction et unfacteur 1,5 en compression. Compte tenu de cetordre de grandeur, notamment en traction, ilpeut être intéressant de modéliser assezprécisément le comportement dynamique dumatériau, pour mieux en tirer parti dans descréneaux d'applications particuliers.La description empirique simplifiée, quis'applique à l'ensemble des bétons de 30 à120 MPa, et se transpose aussi aux BFUP,correspond à une augmentation de résistanceen traction linéaire par rapport au logarithmede la vitesse de sollicitation (prise commeconstante dans les essais d'identification).On trouve pour les BFUP connus uneaugmentation de ftj de l'ordre de 0,8 MPa / u.log10, lavaleur courante pour les bétons classiques étantd'environ 0,7 MPa / u.log10.This data gives information about theimpact strength of UHPFRC. Like mostfibre-reinforced concretes, UHPFRC has ahigh energy-dissipation capacity, which isof interest when dynamic loads areinvolved. Moreover, because of its hightensile strength, cracking and structuralintegrity can be controlled even in the caseof relatively strong impact. On the otherhand no data on the use of UHPFRC forpenetration problems is currently easilyavailable.As for cementitious materials generally, highrates of strain in a porous material such asconcrete engender an increase in tensile andcompressive strength since the viscous fluid(water) in the pores of the concrete puts upconsiderable opposition to imposeddeformation of the skeleton [1.34].It has been demonstrated that for “common”rates of accidental loading and impact on civilengineering structures (which amounts tostrain rates between 10 -3 and 1 s -1 ), thisphenomenon results in tensile strengthincreases of up to two times and compressivestrength increases of 1.5 times. With thesevalues, especially with regard to tensilestrength, it is interesting to model the dynamicbehaviour of UHPFRC quite precisely so thatit can be put to full effect in specialapplications.The empirical simplified description whichapplies to concretes with compressive strengthsranging from 30 to 120 MPa, and which canbe transposed to UHPFRC, corresponds to alinear increase in tensile strength versus alogarithmic increase in load rate (consideredto be constant in identification tests).For known UHPFRCs, the tensile strength ftjincreases by about 0.8 MPa/ log10 unit, compared to0.7 MPa/ log10 unit for conventional concretes.

Interim recommendations 31AFGCGroupe de travail BFUPOn note que ce mécanisme "visqueux" estprépondérant par rapport à des phénomènesd'inertie locale s'opposant à la propagation trèsrapide des fissures, et qui conduisent à desaugmentations apparentes de résistance biensupérieures, aux vitesses de déformation trèsélevées qu'on atteint dans les problèmes depénétration par exemple. Pour les bétons defibres, l'augmentation de résistance de lamatrice intervient directement sur la résistanceen compression et sur la limite de fissuration, etindirectement dans la partie post-pic en traction,puisque l'arrachement progressif des fibres quicouturent une fissure mobilise la résistance dela matrice environnante. Dans cette phase postpiccependant, la matrice où s'effectue l'ancrageest déjà a priori endommagée, d'où uneaugmentation moins importante sur lacontrainte post-fissuration que sur la résistanceproprement dite. Ainsi pour les BFUP, lesdonnées fournies ci-après à titre d'exemple,indiquent une augmentation de σbt de l'ordre de0,5 MPa / u.log10.Les résultats publiés actuellement sur les BFUP[1.37], [1.31], [1.35] ont été obtenus sur un "BPR200" (matériau repris actuellement dans lagamme Ductal ® ) et confirment l'analyse cidessus.On en donne un récapitulatif dans letableau 1.2 ci-dessous et des détails pluscomplets, avec notamment des courbes σ(w) enstatique et en dynamique dans différentesorientations, dans la référence [1.37] et enannexe 5.It can be seen that this “viscous” mechanismoutweighs local-inertia phenomena opposingvery rapid crack propagation and resulting inmuch higher apparent strength increases atthe very high rates of deformation encounteredin penetration problems, for example. Forfibre-reinforced concrete, the increase in thestrength of the matrix has a direct effect on thecompressive strength and on the crackingpoint, and an indirect effect on the post-peaktensile strength since the progressive pull-outof the fibres stitching cracks together mobilizesthe strength of the surrounding matrix.However, in this post-peak phase, the matrixin which the fibres are anchored ispresumably already damaged, whence asmaller increase in the post-cracking stressthan in strength generally. Thus forUHPFRC, the data given below as an exampleindicates that the post-cracking tensilestrength σbt increases by about 0,5 MPa/ log10unit.The results concerning UHPFRC which havebeen published to date [1.37], [1.31], [1.35] wereobtained with a “BPR 200” concrete (part of theDuctal ® range); they confirm the above analysis.They are summed up in Table 1.2 below, andfuller details—particularly with σ(w) curves forstatic and dynamic situations, in differentdirections—can be found in reference [1.37] andin annex 5.

32 - Recommandations provisoiresValeur quasi-statique deréférence (0,05 MPa/s)Quasi-static reference valueVariation avec la vitesseVariation with loading rateRésistance en tractionTensile strengthContrainte seuil éq. pour uneouverture de fissure de 1 mmEquivalent stress for 1 mmcrack widthModule d'YoungModulus of elasticity8 MPa + 0,8 MPa / u. log.7 MPa + 0,5 MPa / u. log.52 000 MPa env. + 450 MPa / u. log.Tableau 1.2 (d'après Réf [1.37]) : Caractéristiques de calcul pour le BPR des conteneurs,déduites de la caractérisation en traction directe à différentes vitessesTable 1.2 (after Ref [1.37]) : Design characteristics of reactive-powder concrete for wastecontainers, deduced from the characterization of direct tensile performance at different loadingratesUne méthodologie de calcul a été définie etvalidée pour les BFUP, par comparaison avecles résultats sur une structure modèle à échelleréduite, assimilant le comportement en tractionà un comportement élasto-plastique parfait.Cette méthodologie peut être transposée àdifférents cas de calcul au choc quiprésenteraient un intérêt dans telle ou telleperspective d'utilisation des BFUP. Dans le casétudié, pour lequel une étude de sensibilitédétaillée a été conduite [1.31], les principauxparamètres du matériau intervenant de façonimportante sur le résultat de tenue au choc sont:• la capacité de dissiper de l'énergie parplastification et endommagement dans lazone d'écrasement local sous l'impact, sousun état de contrainte fortement triaxial,• la courbe de résistance en tractioncaractéristique dans les directionsprincipales de la coque.A methodology for calculation of UHPFRCmixes has been defined and validated bycomparing it with the results obtained on ascale model, assimilating tensile behaviour toperfect elastoplastic behaviour. Thismethodology can be transposed to differentcases of impact calculation which would be ofsome interest for different uses of UHPFRC. Inthe case studied, for which a detailedsensitivity study was carried out [1.31], themain parameters of the material with a majoreffect on impact strength are:• the capacity to dissipate energy byplastification and damage in the zone wherelocal crushing occurs under impact, in ahighly triaxial state of stress,• the characteristic tensile strength curve in themain directions of the container shell.

Interim recommendations 33AFGCGroupe de travail BFUPUn premier calcul (avant fissuration) utilise unerésistance "de type ftj", il convient alors devérifier que les déformations restent inférieuresà une limite correspondant à l'initiation desfissures. Un deuxième calcul (décrivant unepossible fissuration en traction) utilise unerésistance "de type σbtu", il convient alors devérifier que les déformations restent limitées àune valeur correspondant à l'ouverture defissure limite spécifiée. Pour ces deux types degrandeurs caractéristiques en dynamique, lesparamètres caractéristiques de "l'effet devitesse" ont été identifiés expérimentalement, etle calcul aux éléments finis 3D a donné unebonne représentation des phénomènes observés.1.10. Etude, fabrication et miseen œuvre des BFUP1.10.1 Prescriptions généralesGrâce à l'emploi d'adjuvants tels que lesplastifiants-réducteurs d'eau, et les superplastifiants-fluidifiants,les formules de BFUPprésentent généralement un faible rapport eausur liant Eeff / (C+kA).La maîtrise des quantités d'eau apportées dansle béton par les différents constituants faitl'objet d'une attention particulière (eau d'ajout,eau absorbée par les granulats, eau desadjuvants).L’utilisation des BFUP est faite sous la forme deformulation pré-mélangé à sec ou à partir deconstituants séparés comme pour les BHPcourants. Dans tous les cas un soin particulierdoit être apporté au suivi de la régularité desconstituants.D’une façon générale la composition desBFUP suit la démarche suivante :• établissement de la formulation nominalepar le biais d’essais d’étude,• confirmation de la formulation par desessais de convenance,• suivi de fabrication par des essais decontrôle.A first analysis (before cracking) uses a “typeftj” strength, and it should therefore be checkedthat deformation stays below the point atwhich cracking is initiated. A second analysis(describing possible tensile cracking) uses a“type σbtu” strength, and it should therefore bechecked that deformation stays below a valuecorresponding to the specified limit crackwidth. For these two kinds of characteristicdynamic quantities, the characteristic valuesdescribing “rate effects” have been identifiedthrough testing, and 3D finite-elementanalysis has given a good representation of thephenomena observed.1.10. Design, mixing, andplacement of UHPFRC1.10.1 General requirementsDue to the use of admixtures such asplasticizers/water reducers and superplasticizers,UHPFRC mixes generally have a low water-binderratio, Eeff / (C+kA).Special attention should be paid to controllingthe quantities of water added to the concreteby the different ingredients (mix water, waterin aggregate and admixtures).UHPFRC is used either in the form ofpremixed dry ingredients or as separateingredients, in the same way as standardHPC mixes. In all cases the regularity of theingredients provided must be carefullymonitored.Generally speaking, the mix design of UHPFRCshould follow the following procedure:• establish the nominal mix design on thebasis of design studies,• confirm the mix design by means ofsuitability tests,• follow-up manufacture by means of routinechecks.

34 - Recommandations provisoires1.10.2 CompositionLa formule nominale d'un BFUP est fixée pourobtenir un mètre cube de béton en œuvre.Elle est proposée par le fournisseur quis'engage sur une approche performanciellerépondant au cahier des charges.La composition rendue contractuelle estdéfinie :• soit par la quantité de prémix, d’adjuvantscomplémentaires, d’eau et de fibres, dans lecas de BFUP avec prémélange des poudres,• soit la quantité de chaque composant dansle cas d’absence de prémélange.Dans ce dernier cas, la formule nominaleindique :• la dénomination et le poids des diversescatégories de granulats (matériaux secs),• la dénomination et le poids du ciment (avecindication de la quantité de fumée de silicedans le cas d'un ciment pré-dosé en fuméede silice),• la dénomination et le poids sec de chaqueaddition (fumée de silice, filler, cendresvolantes, laitier),• le volume total d'eau : volume d'eau degâchage plus volume d'eau apporté par lesdifférents constituants (granulats, additionséventuelles, adjuvants),• la dénomination et le poids d'extraits secsdes adjuvants éventuels.•1.10.3 Fabrication des BFUPTolérances sur les PrémixLes tolérances sur le Prémix sont fixées etcontrôlées conformément à la fiche qualité duproducteur qui doit accompagner chaque lotlivré.1.10.2 Mix designA UHPFRC nominal mix design is defined toobtain one cubic metre of concrete in place.It is proposed by the manufacturer whocommits to performance-based requirementscorresponding to the contract specifications.The contractually-binding mix design isdefined:• either by the overall quantity of premix,supplementary admixtures, water, andfibres in the case of UHPFRC made frompremixed ingredients,• or by the quantities of the individuqlingredients in the case of UHPFRC madewithout premixed ingredients,In the latter case, the nominal mix designgives:• the designation and weight of each class ofaggregates (dry ingredients),• designation and weight of cement(indicating the quantity of silica fume in thecase of a cement with premixed silica fume),• designation and dry weight of each addition(silica fume, filler, flyash, slag),• total volume of water: volume of mix waterand volume of water in each ingredient(aggregate, any additions, admixtures),• designation and weight of dry extracts ofany admixtures.1.10.3 Production of UHPFRCTolerances for premixTolerances for premix are determined andchecked in accordance with themanufacturer’s quality sheet which must comewith each batch delivered.

Interim recommendations 35AFGCGroupe de travail BFUPIl est recommandé d’effectuer des prélèvementsconservatoires sur chaque fourniture.Tolérances sur les matières premièresLa qualité des matériels de dosage et lesméthodes de conduite doivent permettre desatisfaire une tolérance de ± 2 % de chaquecomposant pesé.Pour les épreuves d’étude, ces tolérancesdevraient être réduites sur les poudres à ± 1% si le fournisseur de prémélange sec estcapable de garantir cette précision sur chaqueconstituant entrant dans le premix lors de safabrication.Exigences particulières sur la matériel defabricationDans le cas de formulation sans prémélangeà sec, des mesures de teneur en eau dessables, des gravillons et cailloux sonteffectuées régulièrement pour permettre lacorrection des quantités d'eau à introduire.La saturation, sans excès d'eau, desgravillons et cailloux peut faciliter unemeilleure maîtrise de la teneur en eau.Les bascules ont des portées appropriées à lacapacité nominale C exprimée en m 3 dumalaxeur. Les portées (en tonnes) sontinférieures à :• pour les granulats, ciment, eau, ou prémix,une valeur permettant d'obtenir uneprécision de ± 2 %• fumée de silice pesée séparément : 0,1 C• autre addition pesée séparément : 0,15 C• ciment et une ou plusieurs additions peséessimultanément (dans ce cas, le ciment estintroduit en premier sur la bascule) : 0,6 CIt is recommended that samples of eachdelivery be conserved.Tolerances for raw materialsThe quality of the batching plant and the wayit is used should enable it to meet a toleranceof ± 2% for each weigh-batched ingredient.For powders these tolerances should bereduced to ± 1% at the design-test stage if thepremix manufacturer is able to guarantee thisaccuracy for each ingredient going into thepremix.Special requirements for batching plantIn the case of a mix design not using premixeddry ingredients, measure the water content ofsand and other aggregates at regular intervalsso that the quantities of mix water to be addedcan be corrected.Saturation (without excess water) of coarseaggregates (as opposed to sand) can facilitatebetter control of water content.The measuring range of weigh batchers shouldbe consistent with the nominal capacity C of themixer in cubic metres. Measuring ranges (intonnes) should be less than:• aggregate, cement, water, a value allowing toobtain a precision of ± 2% of mass for eachingredient• silica fume weighed separately: 0.1 C• other addition weighed separately: 0.15 C• cement and one or more other additionsweighed together (in this case, the cement isput on the weigh batcher first): 0.6 C

36 - Recommandations provisoires1.10.4 Transport des BFUPLa durée entre la fabrication du BFUP et samise en place doit rester compatible avec,d'une part les moyens de production et demise en œuvre, et d'autre part les conditionsde vibration.Aucun ajout d'adjuvant ou d'eau n'intervientaprès la fabrication du béton.1.10.4 Transport of UHPFRCThe time between batching of UHPFRC andcompletion of placement must be consistentwith, on one hand, the batching and placingplant, and on the other, with the vibrationconditions.Neither water nor admixtures may be addedafter concrete batching.1.10.5 Mise en œuvre des BFUPMise en œuvre - VibrationLa mise en œuvre des BFUP est à faire avecprécautions compte tenu de la fluidité decertains d’entre eux (auto-plaçants).Des hauteurs de chute supérieures à 0,50 mne sont pas recommandées. Si celles-ci nepeuvent être évitées, il convient de menerune étude justificative préalable démontrantla non ségrégation des fibres de la pâte deciment et l'absence de formation d’oursins.Les moyens de vibration doivent être adaptésà la fluidité et à la consistance particulièredes BFUP.Un coulage en continu est égalementrecommandé. Dans le cas d'un phasagediscontinu avec interruptions de bétonnage,ou d'un délai important entre coulagessuccessifs, une croûte superficielle estsusceptible de se former en surface de ladernière couche coulée. La dessiccation desurface doit être évitée et un mariage descouches doit alors être effectué (par piquageou autres) afin d'assurer la continuité desfibres.Bétonnage par temps froidLorsque la température extérieure descend audessousde + 5°C, tout bétonnage est déconseillésauf dispositions spéciales telles que:1.10.5 UHPFRC placementPlacement - VibrationUHPFRC should be placed with care, given theflowability of some mixes (self-compacting).Drop heights in excess of 0.50 m are notrecommended. If these drops cannot beavoided, it is recommended that asubstantiative study be carried out beforehandto demonstrate that there is no segregation offibres from the cement paste nor formation offibre clusters. Vibration systems should beadapted to the fluidity and special consistencyof UHPFRC.It is also recommended that concrete bepoured without interruption. In the case of adiscontinuous process with interruptions ofconcreting, or in the case of along delaybetween two batches, a skin may form on thesurface of the last concrete layer poured.Surface dessication must be avoided andconcrete layers must be joined together (byraking the interface surface for example) toensure fibre continuity.Concreting in cold weatherWhen the outdoor temperature falls below + 5°C, it isnot recommended that any concreting be doneunless special arrangements are made, such as:

Interim recommendations 37AFGCGroupe de travail BFUP• réchauffage des granulats et/ou de l'eau degâchage,• utilisation de coffrages en bois épais ouisolé,• utilisation d'un adjuvant accélérateur deprise et de durcissement.Lorsque la température extérieure estcomprise entre + 5°C et + 10°C au moment dubétonnage, des éprouvettes d'informationsont confectionnées pendant le bétonnage, etsont conservées dans des conditionsclimatiques identiques à celles de l'ouvrage.Une éprouvette est testée en compressionjuste avant le décoffrage qui n'est autoriséque si la résistance le permet et l'opérationest répétée si nécessaire.Tous les produits doivent être stockésconformément aux prescriptions desfournisseurs.Lorsque la température extérieure est supérieure à35°C, des précautions particulières doivent êtreprises pour éviter des températures tropimportantes au cœur des pièces. Ces précautionssont analogues aux dispositions qui peuvent êtreretenues pour des bétons classiques(refroidissement de l’eau de gâchage, …).Cure du bétonLa cure des BFUP doit être systématique etparticulièrement soignée, en raison d'unressuage très faible à inexistant.Les dispositions retenues doivent êtrevalidées par les épreuves de convenance.La cure des reprises est systématique : elledoit empêcher notamment la dessiccation dubéton avant sa prise, et sa micro-fissurationpendant la prise. Elle doit être soignée etvalidée par une épreuve de convenancespécifique.• heating of aggregate and/or mix water,• use of thick timber or insulated forms,• use of setting and hardening accelerators.When the outdoor temperature is between + 5°Cand + 10°C at the time of concreting, 3 follow-upspecimens should be made during concreting andkept in climatic conditions identical to those ofthe works. The compressive strength of onespecimen should be tested just before the formsare to be struck, striking being authorized only ifthe concrete strength is suitable. The otherspecimens are used to repeat the testsubsequently, if necessary.All the products must be stored in accordancewith the supplier's instructions.When the outdoor temperature is higher than35°C, special precautions should be taken toavoid high temperatures inside thickcomponents. These precautions are similar tothose which can be adopted for conventionalconcretes (cooling of mixing water, etc.).Concrete curingSpecial attention should be paid to the curingof UHPFRC because of its very low—or evencomplete absence of—bleeding.Measures adopted must be validated byconcrete suitability testsConstruction joints should be systematicallycured, particularly in order to prevent theconcrete drying out before it has set andmicro-cracking as it sets. Curing must becarried out with care and the process must bevalidated by a special concrete suitability test.

38 - Recommandations provisoires1.10.6 EpreuvesEpreuve d'étudePour les matériaux connus disposant d’une carted’identité chez le fournisseur (cas par exemplede formules disponibles en pré-mélange à sec),les épreuves d’étude se réduisent à la fournitureau client de l’ensemble des résultats d’essaisrécents permettant de justifier lescaractéristiques annoncées dans la fiched’identité du produit. Si certaines spécificationsimposées par le marché ne sont pas justifiéesdans les fiches du produit, des essais spécifiquessont réalisés pour répondre à la commande.Outre le rappel de la composition prévue etdes tolérances envisageables sur les diversconstituants, les épreuves d’études ont pourobjectifs de vérifier que la formule nominaledu béton permet de satisfaire lesspécifications du marché.Les éléments de base exigés lors de cesétudes sont les suivants :• courbe de comportement en compression(résistance caractéristique, module, etallongement à rupture),• courbe de comportement en traction (valeurde ftj et loi de comportement postfissuration),• densité, coefficient de dilatation thermique,valeurs du retrait, et du fluage.D’autres exigences particulières peuvent êtreimposées :• résistance au gel dégel,• résistance au feu,• mesure directe de chaux libre et pH à cœur.Les épreuves d’études peuvent par ailleursvérifier que l’ensemble des exigences sont encorerespectées si les proportions des constituantsatteignent les valeurs limites tolérées comptetenudes moyens prévus pour la mise en oeuvre.Dans ce cas, il est possible d’effectuer à partir de laformule nominale deux formulations dérivées :1.10.6 TestsDesign testFor a well known UHPFRC with a full“identity card” (this is the case of materialscommercially available in the form ofpremixed bags of dry ingredients), design testsamount to giving the client all the recent testresults substantiating the charactericticsindicated on the product identity card. If anyof the contractual requirements are notsubstantiated in the product ID card, specialtests corresponding to the contractspecifications should be carried out.The purpose of design tests is to mention theproposed mix design and tolerances for thedifferent ingredients but also to check that thenominal mix design meets the contractspecifications.The basic data required during design testing is:• compressive strength curve (characteristicstrength, modulus of elasticity, elongationat fracture)• tensile stregnth curve (ftj value and postcrackingconstitutive law),• density, thermal expansion coefficient,creep and shrinkage values.Other specifications may be imposed :• resistance to freeze/thaw• fire resistance• direct measurement of free lime and internalpH.The purpose of design testing is also to checkthat the contract requirements are still met if,taking account of the expected conditions ofsite placement, the proportions of anyingredients reach the tolerated limit values.In this case, it is proposed that two mixes derivedfrom the nominal mix design be batched, varyingingredients by the full amount of the applicabletolerances:

Interim recommendations 39AFGCGroupe de travail BFUP• l’une pour laquelle on ajoute une fois latolérance à chaque constituant solide et onretranche une fois la tolérance à chaqueconstituant liquide,• l’autre pour laquelle on ajoute une fois latolérance à chaque constituant liquide et onretranche une fois la tolérance à chaqueconstituant solide.La liste des essais exigés dans le cadre desépreuves d’étude de la centrale de Cattenom estdonnée à titre d’exemple dans les tableaux 1 et 2de l’annexe 6. Les essais effectués sont ceux dutableau 3 de la même annexe.L'épreuve d'étude est considérée commeprobante si les conditions suivantes sonttoutes remplies :• tous les résultats de consistance sont dansla fourchette requise,• les résultats des essais de résistance à lacompression et la traction vérifient lesexigences décrites ci-dessous :A / Réception des essais de résistance à lacompression• la moyenne arithmétique (fcE) des 3 essais(neuf mesures) de résistance à lacompression à 28 jours (ou plus tôt, le caséchéant, lorsqu'un traitement thermique aété effectué), effectués sur les gâchéesrépondant à la formule nominale, satisfaitaux conditions suivantes :fcE > fc28 + CE - ( Cmoy.- 3 S)fcE > 1,1 fc28Dans ces inégalités (les valeurs étant exprimées en MPa) :• fc28 est la valeur caractéristique requise dela résistance à la compression à 28 j,• CE est la résistance à la compression à 28jours du ciment utilisé pour l'épreuved'étude,• Cmoy est la valeur moyenne de la résistanceà la compression à 28 jours du ciment,observée par le fournisseur au cours des sixmois précédant l'épreuve d'étude,• add the tolerance for each solid ingredientand deduct the tolerance for each liquidingredient,• add the tolerance for each liquid ingredientand deduct the tolerance for each solidingredient.The list of the tests required during the designtests of Cattenom nuclear power plant is given(for information only) in Tables 1 and 2 ofannex 6. The tests to be carried out are those ofTable 3 in the same annex.The design study is considered to be conclusiveif all the following conditions are met:• all the consistency results are in the requiredrange,• results of the compressive-strength andtensile-strength tests meet the followingconditions:A / Acceptance of compressive strength tests• the arithmetic mean (fcE) of the threecompressive-strength tests (ninemeasurements) carried out on batchescorresponding to the nominal mix design at28 days or after heat treatment, whereapplicable, meet the following conditions:fcE > fck + CE - ( Cmean - 3 S)fcE > 1.1 fckIn these inequalities (values expressed inMPa):• fck is the required characteristic value for 28-day compressive strength,• CE is the 28-day compressive strength of thecement used for the design test,• Cmean is the mean 28-day compressivestrength of the cement observed by themanufacturer over the six months prior tothe design test,

40 - Recommandations provisoires• S est l'écart type des valeurs utilisées pourdéterminer Cmoy.• S is the standard deviation of the valuesused to determine Cmean.B / Réception des essais de résistance à la tractionA partir des résultats d’essais corrigés enfonction des effets de bord et de la taille deséprouvettes, on détermine la courbecaractéristique de comportement en traction enappliquant la loi de Student avec un fractile de5% (cf. AFREM [1.1]) sur l’ensemble des essaisréalisés dont le nombre doit être supérieur ouégal à six. La courbe caractéristique ainsiobtenue doit être supérieure ou égale à la loi decomportement prise en compte dans les calculsde l’ouvrage.Epreuve de convenanceL'épreuve de convenance est effectuée dans lebut de vérifier que le béton fabriqué enapplication de la formule nominale avec lesmatériaux et les matériels du chantier estdans les tolérances des épreuves d’études.Trois gâchées de béton correspondant à laformule nominale donnent lieu à desprélèvements et essais identiques définis dans letableau 3 de l'annexe 6. Les résultats de cesessais sont jugés satisfaisants pour la résistanceen compression si les deux inégalités suivantessont rempliesfcE > fc28 + CE - (Cmoy - 2S)fcE > 1,1 fc28L’épreuve de convenance comprend en outre laréalisation d’un élément témoin représentatif del’ouvrage réel, et qui permet de valider leséléments suivants :• la méthodologie de mise en œuvre, et lesdispersions attendues sur l’orientation desfibres (coefficient K),• les dispositions prévues pour réaliser la curedu béton,• les dispositions prévues pour préparer leszones de reprise de bétonnage éventuelles,B / Acceptance of tensile strength testsFrom test results corrected for edge effects andspecimen sizes, the characteristic tensilebehaviour curve is determined by applyingStudent's law with a 5% quantile (see AFREM[1.1]) to all the tests (at least six). Thecharacteristic curve obtained must be no lowerthan the constitutive law used for thestructural calculations.Suitability testThe suitability test is carried out to check thatthe concrete produced using the nominal mixdesign and the materials and equipment of thesite falls within the tolerances of the designtests.Three concrete batches corresponding to thenominal mix design will provide testspecimens for identical testing as defined inTable 3 of annex 6. The results of these testsare deemed to be satisfactory if the followingtwo inequalities are true:fcE > fck + CE - (Cmean - 2S)fcE > 1.1 fckThe suitability test also includes manufacture ofa representative mockup of the actual structure inorder to validate the following requirements:• placement methodology and the expecteddisparity of fibre orientation (K factor),• proposed methods for concrete curing,• proposed methods for preparing anyconstruction joints,

Interim recommendations 41AFGCGroupe de travail BFUP• la mise en œuvre correcte du matériau dansles zones éventuelles de forte densitéd’armatures ou de géométrie complexe,• éventuellement la conformité desparements à la qualité requise,• éventuellement l’absence de problèmesdans les zones d’efforts concentrés dediffusion de précontrainte,• l'obtention des tolérances dimensionnelleset d'enrobage.Pour déterminer le coefficient K relatif à ladispersion sur l’orientation des fibres, desprélèvements sont réalisés dans l’élémenttémoin suivant un plan de découpage définien fonction de l’orientation des sollicitationsprincipales étudiées.Les essais de caractérisation de la résistanceen traction réalisés sur ces prélèvements, unefois corrigés des effets de bord et des effetsd’échelle liés à la taille des éprouvettes, sontcomparés aux résultats obtenus sur deséprouvettes coulées en même temps quel’élément témoin.L’analyse de la dispersion obtenue sur lesvaleurs extrêmes, et sur les valeursmoyennes dans une direction principale desollicitation, donne les valeurs locale etglobale du coefficient K à prendre en comptedans les calculs de la structure.A titre d’exemple, le détail de cette démarcheappliquée aux ouvrages expérimentaux deBourg-lès-Valence est fourni en annexe 8.• concrete placement methods in areas withdense reinforcement or of complex shape,• as required, conformity of the facing withthe required quality,• as required, absence of problems in areaswith concentrated prestress forcedistribution.• compliance with tolerances on dimensionsand reinforcement coverTo determine the K factor representingdisparity in fibre orientation, samples aretaken from the mockup along the directions ofprincipal stress.Tensile strength characterization tests carriedout on these samples—corrected for edge effectsand scale effects due to specimen sizes—arethen compared to the results of tests carriedout on test specimens cast at the same time asthe mockup.Analysis of the scatter of extreme values andmean values along one direction of principalstress gives the local and global value of the Kfactor to be taken into account in structuralanalysis.An example if such an analysis carried out onthe innovative Bourg-lès-Valence works isgiven in annex 8.

42 - Recommandations provisoiresEpreuve de contrôlePrélèvements - EssaisL'épreuve de contrôle constitue le contrôle deconformité du béton aux spécifications du projet.Elle est réalisée sur des prélèvements de bétonfrais effectués au moment de l'utilisation dubéton, au point le plus près possible de sa miseen œuvre dans l'ouvrage, par exemple audéversement du camion mélangeur.Il est effectué au minimum un prélèvementpar 10 m 3 de béton.A partir de ce prélèvement, sont réalisés :• une mesure de consistance ,• un essai de détermination de la résistance àla compression à 28 j ; le résultat retenu estpris égal à la moyenne arithmétique desmesures effectuées sur trois éprouvettes,• les essais de détermination de la résistanceen traction, réalisés sur au moins sixéprouvettes,• les essais relatifs aux autrescaractéristiques requises.Critères de conformitéConsistance :Le béton est réputé conforme si le résultat del'essai de consistance se trouve dans lafourchette requise.Si le résultat sort de la fourchette, la gâchéecorrespondante est éliminée et la gâchéesuivante fait l'objet d'un prélèvement pour unnouvel essai.Si le résultat sort encore de la fourchette, lebétonnage est arrêté jusqu'à la déterminationdes causes de la non-conformité et lamodification des réglages.Routine checksSampling - TestingRoutine checks are a means of checking thatthe concrete conforms to the projectspecifications.They are carried out on samples of freshconcrete taken as the concrete is placed, asclose as possible to where it is placed in theworks, for example as it is discharged from thetruck mixer.At least one sample should be taken from every10 m 3 of concrete.Each sample is used for:• one consistency measurement,• one 28-day compressive strength test; theresult used is the arithmetic mean of themeasurements on three specimens,• tensile strength tests made on at least sixspecimens,• tests for the other required characteristics.Conformity criteriaConsistency:The concrete is deemed to be conform if theresult of the consistency test is within therequired range.If the result is outside the range, thecorresponding batch should be rejected and asample taken from the following batch foranother test.If the second result is still outside the range,concreting should be stopped until the causesof non-conformity have been identified andadjustments made.

Interim recommendations 43AFGCGroupe de travail BFUPRésistance à la compression :a) Pour un ouvrage déterminé, à chaque essairelatif à un béton d'une composition donnée,trois conditions doivent être simultanémentremplies :• S < 10 % fc28• fc > fc28 + 1,3 S• fcl > fc28 - 7,5Dans ces inégalités (les valeurs étantexprimées en MPa) :• fc est la moyenne arithmétique de dixrésultats de la résistance à la compression à28 j se rapportant au béton de l'ouvrageconsidéré : résultat de l'essai en cause et desneuf essais antérieurs,• fc28 est la valeur requise de la résistancecaractéristique,• fcl est la valeur de la résistance à lacompression à 28 j donnée par l'essai encause,• S est l'écart type des dix résultats précités.b) Pour le suivi du bon fonctionnement de lacentrale à béton, on applique les inégalitésprécitées, en considérant les résultatscorrespondants à dix prélèvements consécutifs d'unbéton de composition donnée, quel que soitl'ouvrage auquel ce béton est destiné.Si l'une des trois conditions n'est pas remplie, lefonctionnement de la centrale est présumédéfectueux et l'on recherche la cause pour yremédier.c) Dans les deux cas, au début des travaux,quand le nombre de résultats est inférieur à 10,la deuxième inégalité est appliquée enremplaçant 1,3 S par S.Pour les pièces en BFUP soumises à traitementthermique, les essais sont réalisés sur descylindres soumis au même traitement, à uneéchéance éventuellement inférieure à 28 jours.Les mêmes vérifications sont effectuées.Compressive strength:a) For a given structure, three conditions mustbe met simultaneously for each test concerninga particular concrete mix design:• S < 10 % fck• fc > fck + 1.3 S• fc1 > fck – 7.5In these inequalities (values are in MPa):• fc is the arithmetic mean of ten 28 daycompressive strength tests concerning theconcrete of the works concerned: result of thetest in question and of the nine previous test,• fck is the required characteristic strength,• fcl is the 28-day compressive strength givenby the test concerned,• S is the standard deviation of the ten resultsreferred to above.b) To monitor the correct operation of thebatching plant, apply the above inequalities,considering the results for ten consecutivesamples of a concrete of a given mix design,irrespective of the works for which the concreteis intended.If any of these three conditions is not met,assume the operation of the batching plant tobe defective, and seek out and remedy thecause.c) In both cases, at the start of works, when thenumber of results is less than ten, apply thesecond inequality with S instead of 1.3 S.In the case of heat-treated UHPFRC parts,carry out test on cylinders which have alsobeen treated in exactly the same way, possiblyat less than 28 days. Carry out the samechecks.

44 - Recommandations provisoiresRésistance à la traction :La courbe de résistance caractéristique à latraction obtenue à partir d’une exploitationdes résultats d’essais doit être supérieure entout point à la loi de comportement prise encompte dans les calculs.Tensile strength :The characteristic tensile behaviour curveobtained from test results must at all points behigher than the constitutive law used for thestructural calculations.

Interim recommendations 45AFGCGroupe de travail BFUPPARTIE 2METHODE DE DIMENSIONNEMENTDES STRUCTURESPART 2STRUCTURALDESIGN METHODS2.1. GénéralitésLes méthodes de dimensionnement exposéesci-après s'appuient sur le plan du BPEL [2.3],mais le cas échéant, les articles du BAEL[2.2] sont également transposés dans le textedans les cas où cela est nécessaire.Les articles inchangés du BPEL non utiles àla compréhension des modifications ne sontpas repris, la mention "Pas de modification"est alors précisée.Les articles subissant des modifications sontrepris intégralement en incluant les partiesde texte inchangées du BPEL.Dans les justifications qui suivent, lecomportement en traction des BFUP estcaractérisé par une courbe intrinsèque entraction caractéristique dont la déterminationexpérimentale a été définie dans la partie 1.Les calculs peuvent être faits en utilisant une loi σ-w selonla méthode AFREM [2.1] (la loi intrinsèque en tractionpeut alors être prise comme une courbe lissée définie pointpar point) ou en σ-ε (la loi de comportement intrinsèque entraction peut alors être prise comme une courbe simplifiéelinéaire par morceaux).Prise en compte de la dispersion de larépartition des fibresLes règles suivantes sont établies en supposantl'hypothèse d'isotropie dans la répartition desfibres au sein de la structure. Afin de couvrir ladisparité réelle d'orientation des fibres due à lamise en œuvre, les différentes justifications sontaffectée d'un "coefficient d'orientation" 1/K. Pourchaque vérification, il est indiqué s’il convient deprendre en compte la valeur locale ou globale dece coefficient.2.1. GeneralThe design methods presented below are based onthe French “BPEL” code [2.3] (limit state design ofprestressed concrete structures), but, whereapplicable, articles from the “BAEL” code [2.2] (limitstate design of reinforced concrete structures) havebeen transposed into this document.Those articles of the BPEL which have remainedunchanged and which are not necessary tounderstand the modifications are not given here;where this applies, it is indicated by the words“No change”.Articles which have been changed are givenhere in full, including the unchanged parts ofthe terms of the BPEL document.In the design procedures which follow, the tensilebehaviour of UHPFRC is characterized by anintrinsic curve for characteristic tension whoseexperimental determination is defined in Part 1.The calculations can be performed using a σ-wlaw in accordance with the AFREM method [2.1](the intrinsic tensile-strength law can then betaken as a smoothed curve defined point by point)or a σ-ε law (the intrinsic tensile-strength law canthen be taken as a simplified segmental linearcurve).Taking dispersion in fibre distribution intoaccountThe following rules were drawn up assumingisotropic distribution of fibres throughout thestructure. In order to allow for actual disparity infibre orientation due to placement, the designformulae are allocated an “orientation coefficient”1/K. For each check, it is stated whether the localor global value of this coefficient should be takeninto account.

46 - Recommandations provisoiresEn dehors de conceptions qui prévoientd’utiliser la résistance en traction dans deszones très ponctuelles, le coefficient localn'intéresse que les effets de diffusion depremière régularisation (surface etéclatement), ainsi que l’effet de tirant de labielle d’about en l’absence d’armatures, etdans le cas de dimensions réduitesd’appareils d’appuis. Les effets de diffusiongénérale intéressent des zones de matériaude dimensions sensiblement égales à la tailledes pièces étudiées, ce qui devrait permettrede s’affranchir des problèmes d’effets locauxsauf pour les pièces de dimensions modestes.Si les méthodes de mise en œuvre sont justifiéessur la base de résultats d’essais sur un modèlereprésentatif de la structure réelle, le coefficient Kest établi à partir des résultats d’essais avec unevaleur minimale supérieure à 1.Dans le cas d’un projet établi dans laperspective d’un tel processus de validation,le projeteur peut en première approche,utiliser les valeurs de K suivantes :K = 1,25 pour l’ensemble des sollicitations endehors des effets locauxK = 1,75 pour les effets locauxPour les plaques minces, on adopte une loi decomportement de type σ-ε et lacaractérisation du matériau sur un élémentreprésentatif de la structure réelle permet deconsidérer K = 1.Coefficient partiel de sécurité γ bfUn coefficient partiel de sécurité dénommé γ bfrelatif au béton fibré en traction a été introduitpour les vérifications aux ELU. Ce coefficienttient compte d’éventuels défauts de fabrication.Sa valeur est la suivante (règles AFREM) :γ bf = 1,3 dans le cas de combinaisonsfondamentalesγ bf = 1,05dans le cas de combinaisonsaccidentellesApart from designs which propose to usetensile strength in very specific places, the localcoefficient concerns only the effects of stressdistribution in the lead length (surface andbursting) and the tie effect of the end-blockcompression strut if there is no reinforcementand in the case of small bearings. Generalstress-distribution effects concern zones ofmaterial of comparable size to the partsstudied, which should make it possible toovercome problems of local effects, except forsmall parts.If the placement methods are validated on thebasis of the results of tests on a representativemodel of the actual structure, the K coefficient isdetermined from those results, with a minimumvalue greater than 1.In the case of a project drawn up ahead ofsuch a validation process, the designer may, asa preliminary measure, use the following Kvalues:K = 1.25 for all loading other than local effectsK = 1.75 for local effectsFor thin plates, a σ-ε constitutive law is used,and characterization of the concrete with arepresentative element of the actual structureshows that K=1.Partial safety factor γ bfA partial safety factor, γ bf, for fibre-reinforcedconcrete under tension has been introduced inULS verifications. It takes account of anymanufacturing defects.Its value is as follows (AFREM rules):γ bf = 1.3in the case of fundamentalcombinationsγ bf = 1.05 in the case of accidentcombinations.

Interim recommendations 47AFGCGroupe de travail BFUP2.2. Justifications soussollicitations normalesArticle 6.0 - Généralités6.0,0 LONGUEUR CARACTERISTIQUELa longueur caractéristique lc est une grandeurpermettant de passer de la loi de comportement detype σ = f(w) (contrainte - ouverture de fissure), à laloi de comportement de type σ = f(ε) (contrainte -déformation), à titre de simplification des calculs.On adopte :f tjε =Eijw+l cLa valeur de lc dépend de la taille de la section.Pour une section rectangulaire ou en Té onpeut prendre lc =32 h,où h est la hauteur de la section.6.0,1 TAUX MINIMAL DE FIBRESAfin de garantir une ductilité suffisante dumatériau en flexion, il faut vérifier le critèresuivant sur la courbe intrinsèque dumatériau σ = f(w) :−41 3.10ft28− ∫ σ (w) dw ≥43.10 02, 5avec w ouverture de fissure exprimée en mètres.2.2. Normal force verificationsArticle 6.0 - General6.0,0 CHARACTERISTIC LENGTHThe characteristic length, lc, is a quantity used togo from a constitutive law of the σ = f(w) (stress –crack width) type to a constitutive law of the σ =f(ε) (stress - strain), type in order to simplifycomputation.This gives:f tjε =Eijw+l cThe value of lc depends on the sectional area.For a rectangular or tee cross section, a valueof lc = 32 h can be used,where h is the depth of the section.6.0,1 MINIMUM FIBRE CONTENTIn order to guarantee sufficient flexuralductility, the following criterion must beapplied to the intrinsic σ = f(w) curve of thematerial:−41 3.10f t28− ∫ σ (w) dw ≥43.10 02, 5where w is crack width in metres.Commentaires : Le coefficient 2,5 de ce critèrepermet de garantir pour une sectionrectangulaire que le moment de fissuration de lamatrice cimentaire est bien inférieur aumoment résistant intégrant la participation desfibres. Dans le cas de la traction pure, cecoefficient pourrait être pris égal à 1. Ce critèreest normalement plus dimensionnant que lavérification de non-fragilité définie au 6.1,31dans le cas de matériaux peu fibrés.Comment: The coefficient 2.5 in this criterionguarantees that, for a rectangular section, thecracking moment of the cement matrix is lessthan the resisting moment integrating thecontribution of fibres. In the case of pure tension,this coefficient could be 1. This design criterion isnormally more critical—in the case of materialswith low fibre contents—than the check of nonbrittlenessdescribed in § 6.1,31.

48 - Recommandations provisoiresArticle 6.1 - Etats limites de service6.1,1 HYPOTHÈSES DE CALCULLes calculs en section courante sont conduitsmoyennant les deux hypothèsesfondamentales suivantes :• les sections droites restent planes,• les contraintes dans la zone de béton nonfissurée sont proportionnelles à la déformation.Article 6.1 - Serviceability limit states6.1,1 DESIGN ASSUMPTIONSThe analysis for standard sections is carriedout with the following two fundamentalassumptions:• plane sections remain plane,• stresses in the uncracked part of the concrete areproportional to strains.6.1,11 PRÉCONTRAINTE ADHÉRENTESelon le type de vérification envisagé, leshypothèses complémentaires sont indiquées ciaprès:a) Calcul en section non fissurée :• le béton tendu résiste à la traction,• les matériaux ne subissent aucun glissementrelatif.6.1,11 PRE-TENSIONED PRESTRESSThe additional assumptions for differentkinds of checks are given below.a) Calculation for uncracked section:• the concrete withstands tensile stress,• the constituent materials are subject to norelative slippage.Cette dernière hypothèse entraîne que lescontraintes normales dues à toutes lesactions autres que les actions permanentespeuvent être calculées sur la section entièrehomogénéisée.On prendra alors ni = 4, nv = 8 sanstraitement thermique et nv = 5 avectraitement thermique.b) Calcul en section fissurée :• les matériaux ne subissent aucunglissement relatif,• lorsque la déformation du béton s'annuleau niveau d'une armature, la tension danscette dernière vaut :0 s'il s'agit d'une armature passive,σpd + ni σbpd (avec ni = 4) s'il s'agit d'unearmature de précontrainte, σbpdreprésentant la contrainte du béton, auniveau de l'armature considérée sousl'effet des actions permanentes et de laprécontrainte prise avec la valeur Pd,The latter assumption means that normalstresses due to all actions other thanpermanent actions can be calculated for theentire section made uniform using equivalenceratios ni and nv.In this case, it is assumed that ni = 4 and nv =8 without heat treatment and nv = 5 with heattreatment.b) Calculation for cracked section• the constituent materials are subject to norelative slippage,• when the strain of the concrete is eliminated ata reinforcement bar, the tension in thereinforcement is:0 if it is passive reinforcement,σpd + ni σbpd (with ni = 4) if it isprestressing reinforcement, σbpdrepresenting the concrete stress at thereinforcement considered, under theeffect of permanent actions and prestressassumed to be Pd,

Interim recommendations 49AFGCGroupe de travail BFUP• la contrainte dans les aciers passifs aussi bienque la variation de surtension dans les aciers deprécontrainte qui se manifestent aprèsdécompression du béton sont évaluées à partirdu coefficient d'équivalence nv = 8 sanstraitement thermique et nv = 5 avec traitementthermique.• comportement du béton tendu :On utilise la loi du béton ci-après, définie dela façon suivante :• les points caractéristiques sont déduits desessais décrits en Partie 1,• la contrainte correspondant à une ouverture defissure de 0,3 mm, σ ( w 0, 3 ) , sur la loicaractéristique σ-w, est prise comme base de larésistance en traction post-fissuration dumatériau fibré,• la loi considérée est plafonnée à σ ( w 0, 3 ) ,• la loi de calcul se déduit de celle expérimentale,dans le domaine post-fissuration, par uneaffinité de rapport 1/K, parallèlement à l'axedes contraintes, où K est le coefficientd’orientation pour les effets généraux dans lecas d’éléments de coques, de dalles, ou denervures larges, le coefficient pour effets locauxsi on sollicite la résistance en traction des fibresdans des zones de dimension réduite (talonétroit d’une poutre en milieu de travée).• the stress in passive reinforcement and thevariation of overstress in the prestressingreinforcement which appear after decompressionof the concrete are evaluated from theequivalence coefficient nv = 8 without heattreatment and nv = 5 with heat treatment.• behaviour of concrete under tension:The concrete law shown below is used:• The characteristic points are deduced from thetests described in Part 1,• The stress corresponding to a 0.3 mm crackwidth , σ ( w0.3 ) , on the characteristic σ-w lawis taken as the basis for fibre tensile strength,• The law considered has a ceiling at, σ ( w0.3 ) ,• The calculation law is deduced from theexperimental law in the post-cracking range bymeans of affine transformation with a ratio of1/K, parallel to the stress axis, where K is eitherthe orientation coefficient for general effects inshell elements, slabs, or broad ribs, or thecoefficient for local effects if use is made of thetensile strength of fibres in small areas (narrowflange of a beam, at mid span).

50 - Recommandations provisoires• Loi écrouissante - Strain hardening law :σbcΕijεlim ε1% ε0,3 εeεbcσ1%ftjσbt• Loi adoucissante - Strain softening law :σbcΕijεlimε1%ε0,3εeσ1%σbtεbcftjavec :f• εe=Etjijwhere :f• εe=Etjij• ε0,3=w 0, 3lcf+Etjij, avec w0,3 = 0,3 mm• ε0,3=w 0, 3lcftj+ , with w0,3 = 0.3 mmEij

Interim recommendations 51AFGCGroupe de travail BFUPw f1% tj• ε1% = + , avec w1% = 0,01H ,l EcijH étant la hauteur du prisme d'essai deflexion associé aux dimensions de lastructure (Cf. 1.4.4)l f• ε lim = , lf étant la longueur d'une fibre4l c• lc = la longueur caractéristique ( 32 h dansle cas général)• σbc= 0,6 fcjσ ( w0,3 )σ ( w1% )• σ bt = et σ 1% = ,KKσ (w) étant la courbe intrinsèquecaractéristique du matériau,6.1,12 CAS DES ARMATURES DEPRÉCONTRAINTE NON ADHÉRENTESLes hypothèses du BPEL sont reconduites enutilisant la loi du 6.1,11 b)6.1,2 CLASSES DE VERIFICATIONPour les sections courantes comportant de laprécontrainte, les vérifications se répartissent entrois classes (classes I, II et III) auxquellescorrespondent des contraintes limites desmatériaux.Pour les sections courantes ne comportant pasde précontrainte, armées ou non par des acierspassifs, les vérifications se font suivant uneclasse particulière nommée classe IV.6.1,21 EXIGENCES COMMUNES AUX CLASSESI, II, III ET IVQuelle que soit la classe de vérification retenue, lescontraintes de compression du béton sont, en règlegénérale, limitées aux valeurs suivantes :• 0,50 fc28 sous l'effet de la combinaison quasipermanente,• 0,60 fc28 sous l'effet des combinaisons rares etdes combinaisons fréquentes,w f1% tj• ε1% = + , with w1% = 0.01H ,l EcijH being the height of the bending testspecimen, in accordance with the structuredimensions (in § 1.4.4)l f• ε lim = , lf being the length of a fibre4l c• lc = the characteristic length ( generally 32 h)• σbc= 0.6 fcjσ ( w0.3 )σ ( w1% )• σ bt = and σ 1% = ,KKσ (w) being the characteristic intrinsic curve ofthe material,6.1,12 CASE OF POST-TENSIONEDPRESTRESSING REINFORCEMENTThe assumptions of the BPEL specifications areto be used, applying the law of § 6.1,11 b).6.1,2 CLASSES OF CHECKFor standard sections with prestressingreinforcement, the checks may be one of threecategories (classes I, II, and III) for differentlimit stresses of the materials.For standard sections without prestressingreinforcement, whether or not they contain passivereinforcement, checks shall be performed inaccordance with a special category (class IV).6.1,21 COMMON REQUIREMENTS OFCLASSES I, II, III, AND IVIrrespective of the class of check, compressivestress in the concrete is generally limited to thefollowing values:• 0.50 fck under the effect of the quasi-permanentcombination,• 0.60 fck under the effect of rare and frequentcombinations,

52 - Recommandations provisoires• 0,60 fcj en cours d'exécution, ramenée à 0,55 fcj sij est inférieur à trois jours, sauf pour les piècesfabriquées industriellement faisant l'objet d'uneprocédure de contrôle interne approuvée par unorganisme officiel de contrôle ou de certification.Dans ce cas, la contrainte limite de compressionest fixée à une valeur comprise entre 0,6 fcj et2/3 fcj.Dans le cas de pièces soumises à la fatigue, il y alieu de limiter la contrainte de traction à :• min σ ; f ) sous les combinaisons(bt t28fréquentes,• min σ ; f ) en construction, dans les zones( bt tjultérieurement tendues en service.Commentaires : C’est en particulier le cas desponts. Dans le bâtiment, cette limitation nes’applique pas, sauf indication contraire du maîtred’œuvre. Cette limitation permet de s’affranchir ducalcul en fatigue. Cette condition n'est pasrestrictive dans le cas des classes I et II. La limiteretenue est établie conformément à la bibliographiesur les BFUP, les essais disponibles étant ennombre assez limité.6.1,22 CLASSE IPas de modification6.1,23 CLASSE IIPas de modification6.1,24 CLASSE IIIPas de modification6.1,25 CLASSE IVEn classe IV, les contraintes normales sont calculéesuniquement sur la section fissurée et en utilisant la loidu 6.1,11 b) . Il y a lieu de vérifier que :• en fissuration préjudiciable, la limite entraction des aciers est limitée à la valeur fixéedans le BAEL 99, article A.4.5,33• en fissuration très préjudiciable, la limite entraction des aciers est limitée à la valeur fixéedans le BAEL 99, article A.4.5,34• 0.60 fcj during construction, reduced to 0.55 fcj if jis less than 3 days, except for industriallymanufactured parts subject to an internalproduction control procedure approved by anofficial control or certification body, in whichcase the limit compressive stress shall be between0.6 fcj and 2/3 fcj.In the case of parts subject to fatigue, thetensile stress should be restricted to:• min σ ; f ) for frequent combinations,(bt t28• min σ ; f ) during construction, in areas(bt tjsubsequently under tension in service.Comment: This is the case for bridges inparticular. For buildings, this limitation does notapply, unless stated otherwise by the designer.This limitation serves to dispense with the needfor fatigue calculations. This condition is notrestrictive for classes I and II. The limitationadopted is established in accordance with thebibliography on UHPFRC since the test resultsavailable at the moment are limited.6.1,22 CLASS INo change6.1,23 CLASS IINo change6.1,24 class IIINo change6.1,25 CLASS IVIn class IV, normal stresses are calculatedsolely on the cracked section, using the law in§ 6.1,11 b). It should be checked that:• in the case of detrimental cracking, the limittensile stress of reinforcement is no greater thanthe value given in article A.4.5,33 of BAEL 99,• in the case of highly detrimental cracking, thelimit tensile stress of reinforcement is no greaterthan the value given in article A.4.5,34 of BAEL99,

Interim recommendations 53AFGCGroupe de travail BFUP• en l'absence d'armatures passives, l'ouverturede fissure est limitée à :• 0,3 mm en fissuration normale,soit ε < 0,003 / lc• 0,2 mm en fissuration préjudiciable,soit ε < 0,002 / lc• 0,1 mm en fissuration très préjudiciable,soit ε < 0,001 / lc6.1,3 REGLES COMPLEMENTAIRESRELATIVES AUX FIBRESPour les bétons fibrés satisfaisant au critèredu 6.0,1 , il est loisible de ne pas mettre enœuvre les ferraillages minimums définis auxarticles 6.1,31 et 6.1,32 du BPEL.6.1,31 VERIFICATION DE LA NON-FRAGILITEElle consiste à s’assurer que le domainerésistant dont la frontière est constituée parl’ensemble des sollicitations résistantesélastiques Sel est intérieur au domainerésistant, dont la frontière est constituée parl’ensemble des sollicitations résistantes ultimesSlim u, calculées selon la loi du 6.1,11 b).Il est loisible de ne faire cette vérification que dansla zone du diagramme (M,N) correspondant auxsollicitations de la section.Dans le cas de la flexion simple, cettevérification se résume à la vérificationsuivante :• calcul du moment résistant élastique Mel de lasection obtenu avec un calcul en section nonfissurée en supposant le comportement dubéton décrit par la loi élastique linéaire, latraction étant limitée à ftj et la compression à0,6fcj .• calcul du moment résistant de la sectionfissurée Mfis avec prise en compte de larésistance apportée par les fibres. Dans ce cas,la loi de comportement du matériau après lafissuration est établie depuis les essais, aprèsun traitement statistique approprié. Le calculest fait à partir de la loi σ-w ainsi obtenue, ou laloi équivalente en σ-ε.• in the absence of passive reinforcement, the crackwidth is less than:• 0.3 mm for normal cracking,i.e. ε < 0.003 / lc• 0.2 mm for detrimental cracking,i.e. ε < 0.002 / lc• 0.1 mm for highly detrimental cracking,i.e. ε < 0.001 / lc6.1,3 ADDITIONAL RULES CONCERNINGFIBRESFor fibre-reinforced concretes meeting thecriterion of § 6.0,1, it may be possible not touse the minimum reinforcement ratios definedin articles 6.1,31 and 6.1,32 of BPEL.6.1,31 NON-BRITTLENESS CHECKThe non-brittleness check consists in checkingthat the resistance range whose border is theset of elastic resistance effects Sel is within theresistance range whose border is the set ofultimate resistance effects Slim u calculatedwith the law of § 6.1,11 b).It may be possible to do this check only for thearea of the diagram (M,N) corresponding tothe effects of the section.In the case of simple bending, this checkamounts to the following verification:• calculation of the elastic resistance moment Melfor the section, obtained with calculation for theuncracked section assuming the concrete tobehave as described by the linear elastic law,tension being limited to ftj and compression to0.6fcj .• calculation of the resistance moment of thecracked section Mfis, taking account of thestrength provided by the fibres. In this case, theconstitutive law of the material after cracking isdetermined from testing, after appropriatestatistical processing. The calculation is donewith the σ-w law thus obtained, or with theequivalent σ-ε law.

54 - Recommandations provisoiresOn vérifie ensuite que le moment résistantélastique Mel est inférieur au momentrésistant de la section fissurée Mlim u.It is then checked that the elastic resistantmoment Mel is less than the resistance momentof the cracked section Mlim u.6.1,4 SECTIONS DE JOINT OU DE REPRISEOn applique les règles du BAEL et BPEL sansprendre en compte la résistance des fibres carcelles-ci ne traversent pas les surfaces de reprise.Article 6.2 - Calcul des déformations.Etats limites de service vis-à-vis desdéformations6.2,1 OBJET6.2,11 CONSTRUCTIFPas de modification6.2,12 FONCTIONNELPas de modification6.2,2 HYPOTHESES DE CALCUL DESDEFORMATIONS6.2,21 DEFORMATIONS PROBABLES ETDEFORMATIONS POSSIBLESPas de modification6.2,22 HYPOTHESES FONDAMENTALESPas de modification6.2,23 CALCUL DES DEFORMATIONS DESPIECES JUSTIFIEES EN CLASSE I OUEN CLASSE IIPas de modification6.2,24 CALCUL DES DEFORMATIONS DESPIECES JUSTIFIEES EN CLASSE IIIOn évalue la flèche par intégration descourbures de la poutre, en tenant compte dela fissuration, selon la loi de comportementdu matériaux donnée au 6.1,11 b).6.1,4 CONTRACTION OR CONSTRUCTION JOINTSThe BAEL and BPEL rules are appliedwithout consideration of the strength of fibressince they do not bridge joints.Article 6.2 - Calculation of deformation.Serviceability limit states relative todeformation.6.2,1 PURPOSE6.2,11 CONSTRUCTIVENo change6.2,12 FUNCTIONALNo change6.2,2 ASSUMPTIONS FOR DEFORMATIONCALCULATIONS6.2,21 PROBABLE AND POSSIBLEDEFORMATIONNo change6.2,22 FUNDAMENTAL ASSUMPTIONSNo change6.2,23 CALCULATION OF DEFORMATION OFPARTS CHECKED FOR CLASS I ORCLASS IINo change6.2,24 CALCULATION OF DEFORMATION OFPARTS CHECKED FOR CLASS IIIDeflection is assessed by integrating thecurvature of the beam, taking account ofcracking, in accordance with the constitutivelaw of the material given in § 6.1,11 b).

Interim recommendations 55AFGCGroupe de travail BFUP6.2,25 CALCUL DES DEFORMATIONS DESPIECES JUSTIFIEES EN CLASSE IV6.2,25 CALCULATION OF DEFORMATION OFPARTS CHECKED FOR CLASS IVOn évalue la flèche par intégration descourbures de la poutre, en tenant compte dela fissuration, selon la loi de comportementdu matériaux donnée au 6.1,11 b).6.2,3 ÉTATS LIMITES DE DÉFORMATIONPas de modificationDeflection is assessed by integrating thecurvature of the beam, taking account ofcracking, in accordance with the constitutivelaw of the material given in § 6.1,11 b).6.2,3 LIMIT STATES OF DEFORMATIONNo changeArticle 6.3 - Etats limites ultimes6.3,1 SOLLICITATIONS DE CALCULElles sont évaluées conformément auxarticles 4.3, 4.4 et 4.5 du BPEL, compte tenupour les systèmes hyperstatiques desindications suivantes :• Dans la mesure où le marché ne prescrit pasune analyse non linéaire, les sollicitations sontcalculées en utilisant, pour l’ensemble de lastructure, un modèle élastique et linéaire.• Le calcul utilisant les rotules plastiques tel queproposé dans le BPEL n’est autorisé que si lesarmatures passives ou de précontrainte sontaptes à assurer la reprise des efforts ennégligeant la participation des fibres . Il estcependant loisible d’utiliser un modèle nonlinéaire utilisant la loi de comportement dumatériau.Commentaires : Cette restriction par rapport auBPEL est justifiée par la diminution du momentrésistant après plastification de la section, qui estconstatée dans la plupart des cas.6.3,2 PRINCIPE DES JUSTIFICATIONSElles consistent à s'assurer que les sollicitationsde calcul Su sont intérieures à un domainerésistant dont la frontière est constituée parl'ensemble des efforts résistants ultimes Slim u ,calculables selon les règles énoncées dans lesparagraphes qui suivent.Article 6.3 - Ultimate limit states6.3,1 DESIGN LOADSDesign loads are assessed in accordance witharticles 4.3, 4.4, and 4.5 of BPEL, takingaccount of the following for staticallyindeterminate systems:• If the contract does not call for a non-linearanalysis, loads are calculated using a linearelastic model for the whole structure.• Design involving plastic hinges as proposed inBPEL is authorized only if the passive orprestressing reinforcement is capable ofwithstanding the forces and moments when theparticipation of fibres is overlooked. However, itmay be possible to use a non-linear model usingthe constitutive law of the material.Comment: This restriction relative to BPEL isjustified by the reduction in the resistancemoment after plastification of the section which isobserved in most cases.6.3,2 PRINCIPLE OF VERIFICATIONVerification consists in checking that thedesign loading Su remains within a resistancerange whose border is the set of ultimateresistance effects Slim u , which can becalculated with the rules given in the followingparagraphs.

56 - Recommandations provisoires6.3,3 CALCUL DES SOLLICITATIONSRESISTANTES ULTIMES6.3,31 HYPOTHESES DE CALCULLes hypothèses de calcul sont les suivantes :• les sections droites restent planes,• le béton, les armatures passives éventuelles etles armatures de précontrainte adhérentes nesubissent aucun glissement relatif,• le diagramme contraintes-déformations dubéton fibré est celui du paragraphe 6.3,313,• les diagrammes contraintes-déformations decalcul des aciers se déduisent de ceux del’annexe 2 du BPEL en effectuant une affinitéparallèlement à la tangente à l’origine dans lerapport 1/ γ s (resp. 1/ γ p), avec γ s = γ p = 1,15 saufvis-à-vis des combinaisons accidentelles pourlesquelles on adopte γ s = γ p = 1.6.3,3 CALCULATION OF ULTIMATERESISTANCE EFFECTS6.3,31 GENERAL DESIGN ASSUMPTIONSThe design assumptions are as follows:• plane sections remain plane,• the concrete, any passive reinforcement and thepre-tensioned prestressing reinforcement are notsubject to any relative slippage,• the stress-strain diagram for UHPFRC is that of6.3,313,• the stress-strain diagrams for designingreinforcement are deduced from those ofAnnex 2 of BPEL by carrying out an affinetransformation parallel to the tangent atthe origin, with a ratio of 1/ γ s (or 1/ γ p),with γ s = γ p = 1.15, except for accidentalcombinations when γ s = γ p = 1.La vérification de la résistance de la sectionse fait de la façon suivante :• On n’impose pas de pivot et on recherche lemoment résistant maximal sous effort normalimposé. Compte tenu du comportementadoucissant post-fissuration, le maximum estatteint avant d’avoir des fissures trop ouvertes.A titre de simplification, dans le cas où desarmatures passives ou actives sont présentes,on pourra utiliser la méthode simplifiéeexposée dans le paragraphe 6.3,312 cidessous.6.3,312 METHODE SIMPLIFIEE :DISTRIBUTION DES DEFORMATIONSLIMITESOn utilise les pivots A, B et C ; cette méthodeplus simple est cependant pessimiste, car onn’exploite pas tout le potentiel des fibres.On distingue les trois domaines décrits dans leBPEL.Les limites des pivots sont les suivantes :The strength of the section is checked asfollows:• No ultimate strain is imposed and themaximum resisting moment under the normalforce applied is sought. Bearing post-crackingsoftening behaviour in mind, the maximumvalue is obtained before the cracks are too wide.As a first approach, if there is passive or activereinforcement, the simplified method detailedin § 6.3,312 below can be used.6.3,312 SIMPLIFIED METHOD:DISTRIBUTION OF LIMIT STRAINUltimate strains A, B, and C are used; this simplermethod is somewhat pessimistic, for it does not makeuse of the full potential of the fibres.The three ranges described in the BPEL rulesare applied.The limits of the ultimate strains are as follows:

Interim recommendations 57AFGCGroupe de travail BFUP• Point A : le diagramme passe par le pointA qui correspond pour l'armature la plusexcentrée à un accroissementd'allongement de 10 ‰ au-delà du retourà 0 de la déformation du béton adjacent.l ff tjSi + < 10 ‰, on néglige la4l Ecijparticipation du béton fibré tendu (casdes poutres de très grande hauteur).• Point B : raccourcissement de 3 ‰ dupoint extrême de la section le pluscomprimé.σ bc• Point C : raccourcissement de duEbéton à une distance du point extrême le1000σ plus comprimé égale à (1 − bc) h ,3Eoù h est la hauteur totale de la section.ijij• Point A: the diagram goes through point Awhich, for the reinforcement furthest from thecentre, corresponds to a 10‰ increase inelongation after the return to zero of the strain inthe adjacent concrete.Iflf4lcftj+ < 10‰, the participation of FRCEijis neglected (case of very deep beams).• Point B: 3‰ shortening of the most severelycompressed outermost point of the section.• Point C: shortening of the concrete byσEbcijat a1000σ distance of (1 −bc) h from the most3Eseverely compressed outermost point, h being thetotal depth of the section.ij6.3,313 DIAGRAMME CONTRAINTES-DEFORMATIONS DU BETONLe diagramme contrainte – ouverture defissure se déduit du diagramme ELS du6.1.11,b) par une affinité de rapport γ bfparallèlement à l'axe des contraintes :6.3,313 STRESS-STRAIN DIAGRAM FOR THECONCRETEThe stress-crack width diagram is deducedfrom the SLS diagram given in § 6.1.11,b) bymeans of an affine transformation with a ratioof γ bf parallel to the stress axis:

58 - Recommandations provisoires• Loi écrouissante - Strain hardening law:σbcuΕijεlimεu 1%εu 0,3εeεbcεuσu 1%ftj /γbfσbtu• Loi adoucissante - Strain softening law :σbcuΕijεlim εu 1%εu 0,3εeσu 1%σbtuftj /γbfεbcεuOn prendra les limites suivantes :The following limits will be used:• εu = 3 ‰w0,3• ε u 0,3 =l cf tj+γ bf Eij, avec w0,3 = 0,3 mm• εu = 3 ‰w0,3• ε u 0,3 =l cf tj+ , with w0,3 = 0.3 mmγ bf Eij

Interim recommendations 59AFGCGroupe de travail BFUPw f1% tj• ε u 1% = + , avec w1% = 0,01H ,l c γ bf EijH étant la hauteur du prisme d'essai deflexion associée à l'épaisseur de lastructurel f• ε lim = , lf étant la longueur d'une fibre4l c• lc la longueur caractéristique0,85• σ bcu = fCjθγ bσ (w )0,3σ (w1%)• σ btu =et σ u 1% = ,K γbfK γ bfσ (w) étant la courbe intrinsèqueexpérimentale caractéristique du matériau.Il est loisible de négliger la résistance entraction du béton de fibres dans le cas de laprécontrainte adhérente.w f1% tj• ε u 1% = + , with w1% = 0.01H ,l c γ bf EijH being the height of the bending testspecimen in accordance with the thicknessof the structurel f• ε lim = , lf being the length of a fibre4l c• lc is the characteristic length0,85• σ bcu = fCjθγ bσ (w )0,3σ (w1%)• σ btu =and σ u 1% = ,K γbfK γ bfσ (w) being the material's characteristic intrinsiccurve derived from testing.It may be possible to neglect the tensilestrength of the fibre-reinforced concrete in thecase of pre-tensioned prestress.6.3,32 REGLE DU DECALAGEPas de modification6.3,32 OFFSET LAWNo changeArticle 6.4 - Etat limite de stabilité de forme6.4,1 DOMAINE D’APPLICATIONPas de modification6.4,2 PRINCIPE DES JUSTIFICATIONSPas de modification6.4,3 SOLLICITATIONS DE CALCULPas de modificationArticle 6.4 - Buckling analysis limit state6.4,1 SCOPENo change6.4,2 PRINCIPLE OF VERIFICATIONNo change6.4,3 DESIGN LOADINGNo change

60 - Recommandations provisoires6.4,4 HYPOTHESES DE CALCUL DANSLE CAS GENERAL• les sections droites restent planes,• les effets du retrait du béton sont négligés,• on adopte pour les aciers les mêmesdiagrammes que pour la justifications vis-à-visde l’état limite ultime de résistance (article6.3,31),• on adopte pour le béton comprimé undiagramme déformations - contraintes déduitde celui qui est défini en 6.3,313 par le produitde l’affinité parallèle à l’axe des déformations etde rapport 1+αφ. Des valeurs du coefficient φsont données au chapitre 1.8 de la partie 1.6.4,5 CAS DES PIECES PEU ELANCEESPas de modificationCommentaires: Les limites d'élancementsont très probablement à revoir en raison dela loi de comportement en compressionbeaucoup plus linéaire.Article 6.5 - Etat limite de fatigue6.5,1 GENERALITESPas de modification6.5,2 SOLLICITATIONS DE CALCULPas de modification6.5,3 PRINCIPE DES JUSTIFICATIONSPas de modification6.5,4 CRITERES APPLICABLES DANSLES CAS COURANTS6.5,41 BETONDans le cas où on respecte le critère défini en 6.1,25pour les ouvrages soumis à la fatigue, il n’y a pas devérification à la fatigue à faire.6.4,4 GENERAL DESIGN ASSUMPTIONS• Plane sections remain plane;• The effects of concrete shrinkage are overlooked;• For the reinforcement, the same diagrams areadopted as for verification relative to theultimate-limit-state strength (article 6.3,31);• The strain-stress diagram for the compressedconcrete is deduced from that defined in§ 6.3,313 by means of the product of the affinetransformation parallel to the axis of strain witha ratio of 1+αφ. Values for coefficient φ are givenin Chap. 1.8 of Part I.6.4,5 CASE OF NOT VERY SLENDER PARTSNo changeComment: The limits of slenderness probablyneed to be reviewed because of the much morelinear compressive constitutive law.Article 6.5 - Fatigue limit state6.5,1 GENERALNo change6.5,2 DESIGN LOADINGNo change6.5,3 PRINCIPLE OF VERIFICATIONNo change6.5,4 CRITERIA APPLICABLE INCOMMON CASES6.5,41 CONCRETEIf the criterion given in § 6.1,25 for structuressubject to fatigue is complied with, there is noneed to carry out a check for fatigue.

Interim recommendations 61AFGCGroupe de travail BFUP6.5,42 ARMATURES DE PRECONTRAINTEPas de modification6.5,43 ACIERS PASSIFSPas de modification6.5,42 PRESTRESSING REINFORCEMENTNo change6.5,43 PASSIVE REINFORCEMENTNo change2.3. Justifications soussollicitations tangentesArticle 7.1 - Principes de justification7.1,1 Une poutre soumise à un efforttranchant doit faire l'objet des justificationssuivantes :• dans toutes les zones de la poutre,justification de ses éléments constitutifs :âmes, membrures, etc. et de leursattaches, vis-à-vis de :- l'état limite de service (article 7.2)dans le cas de BFUP précontraint,- l'état limite ultime (article 7.3),• dans les zones d'appui simple d'about dela poutre, justifications complémentairesrelatives à l'équilibre de la bielle d'efforttranchant (art. 7.5,1) et éventuellementdu coin inférieur (art. 7.5,2).7.1,2 Pour ces vérifications, les sollicitationssont calculées suivant les règles du chapitre 4du BPEL 91.7.1,3 Pas de modification2.3. Shear force verificationsArticle 7.1 - Principles of verification7.1,1 A beam subject to shear forces requiresthe following verifications:• in all areas of the beam, verification of itscomponent parts: webs, flanges, etc. and of theirconnections, as concerns:- serviceability limit state (article 7.2) inthe case of prestressed UHPFRC,- ultimate limit state (article 7.3),• in the beam end block, additional verificationsconcerning the equilibrium of the shear-forcestrut (article 7.5,1) and, as required, of thebottom wedge (article 7.5,2).7.1,2 For these checks, effects are calculated inaccordance with the rules of chapter 4 ofBPEL 91.7.1,3 No changeArticle 7.2 - Justification des élémentsd’une poutre vis-à-vis des sollicitationstangentes à l’état limite de serviceDans le cas du BFUP précontraint, le critèredu BPEL est conservé.Dans les autres cas, aucune vérification à l'ELSn'est nécessaire: l'ouverture des fissures estcontrôlée par les vérifications en flexion.Article 7.2 - Verification of beam componentsrelative to shear forces at serviceability limitstateIn the case of prestressed UHPFRC, the BPELcriterion is retained.In other cases, no SLS check is required: crackwidth is checked by normal force verifications.

62 - Recommandations provisoires7.2,1 DEFINITION DES CONTRAINTES σx, σt, τPas de modification7.2,2 CONDITIONS A SATISFAIRELes contraintes σx , σt et τ calculées sousl'effet des sollicitations de service doiventsatisfaire les conditions suivantes :7.2,1 DEFINITION OF STRESSES σx, σt,τNo change7.2,2 CONDITIONS TO BE METStresses σx , σt, and τ calculated under theeffects of service loads must meet the followingconditions:⎡⎤τ22− σxσt≤ 0,25 ftj ⎢ftf+ ( σx+ σt) ⎥⎢⎣3 ⎥⎦[ 0,6 f − σ − σ ]f⎡⎤τ2tj2− σxσt≤ 2cj x t ⎢ftf+ ( σx+ σt) ⎥f⎢⎣3 ⎥cj⎦Lorsqu'une vérification est nécessaire en unpoint où σx < 0, les conditions précédentessont remplacées par :When a check is necessary at a point where σx< 0, the above conditions are to be replaced by:τ2≤0 ,25⎡ftj ⎢ftf⎢⎣2 ⎤+ σt ⎥3 ⎥⎦7.2,3 NIVEAUX DES VERIFICATIONSPas de modification7.2,4 CAS DE LA CLASSE IIIPas de modificationArticle 7.3 - Justification des élémentsd’une poutre vis-à-vis des sollicitationstangentes à l’état limite ultime7.3,1 Toute poutre doit présenter deséléments résistants s'opposant à l'ouverturedes fissures inclinées de cisaillement(armatures passives droites ou inclinées,armatures de précontrainte transversale oufibres tendues).On reprendra les mêmes notations que cellesdéfinies dans cet article dans le BPEL 91révisé 99.7.2,3 CHECK LEVELSNo change7.2,4 CASE OF CLASS IIINo changeArticle 7.3 - Verification of beam componentsrelative to shear forces at ultimate limit state7.3,1 All beams must have resistingcomponents opposing opening of inclinedshear cracks (straight or inclined passivereinforcement, transverse prestressingreinforcement or fibres under tension).The notation used is the same as that in thesame article of BPEL 91 revised in 99.

Interim recommendations 63AFGCGroupe de travail BFUP7.3,2 JUSTIFICATION DES ARMATURESTRANSVERSALESL’utilisation d’armatures transversales estpossible. Cependant, la résistance à l’efforttranchant apportée par les fibres peutpermettre de ne pas mettre en placed’armatures transversales.7.3,21 La résistance à l’effort tranchantultime Vu est donnée par :où :Vu=VRb+Va+Vf• VRb est le terme de participation du béton,• Va le terme de participation desarmatures,• Vf le terme de participation des fibres.Le terme Va est identique à celui défini dansle BAEL ou le BPEL :AtfeVa= 0,9 d (sin α + cos α)ous γAtzstfeγst(sin( α + βu))sin βsuf tjLe terme , qu’il est loisible d’ajouter au3terme τu lim, dans le cas d’une section nonentièrement tendue est remplacé ici par :• dans le cas du béton armé :1 0,21VRb=k fcjb0dγ γEb3. σ- en compression k = 1 +cm ,f-0,7. σen tractiontmk = 1 − ,fσm étant la contrainte moyenne de la sectiontotale de béton sous l’effort normal de calcul.tjtj7.3,2 VERIFICATION OF TRANSVERSEREINFORCEMENTTransverse reinforcement may be used.However, the shear strength provided by thefibres may make it possible to dispense withtransverse reinforcement.7.3,21 The ultimate shear strength Vu is givenby:where:Vu=VRb+Va+Vf• VRb is the term for the participation of theconcrete,• Va is the term for the participation of thereinforcement,• Vf is the term for the participation of the fibres.The term Va is identical to that defined in theBAEL or BPEL rules:AtfeVa= 0,9 d (sin α + cos α)ors γAtzstfeγsThe termt(sin( α + βu))sin β3suf tj , which may be added to the termτu lim in the case of a section which is notentirely under tension, is replaced here by:• case of reinforced concrete:1 0,21VRb= k fcjb0d where:γ γEb3. σ- in compression k = 1 +f0,7. σ- in tension k = 1 −fσm being the mean stress in the total section ofconcrete under the normal design force.tjtmcmtj

64 - Recommandations provisoires• dans le cas du béton précontraint :1 0,24VRb=fcjb0γEγbzEn l'absence de toute armature longitudinalepassive ou de précontrainte, ces termes sontréduits à la valeur minimale correspondant àl'apparition des fissures de cisaillement, avecune sécurité convenable.Le terme γ E est un coefficient de sécurité pristel que : γ E . γ b = 1,5Commentaire: le coefficient γE caractérisel'incertitude actuelle sur la possibilitéd'extrapoler les formules établies pour lesBHP, pour lesquels fcj ≤ 80 MPa, aux BFUP.Les fibres participent à la résistance à l’efforttranchant par le terme :SσpVf=γ tan βoù :bfu• σp la résistance résiduelle en traction :σ p=1K1wlimwlim∫ σ( w )0dwavec wlim = max (wu ; 0,3 mm) et wu = lc.εu• σ(w) la contrainte caractéristiqueexpérimentale post-fissuration pour uneouverture de fissure w,• wu l’ouverture de fissure ultime valant la valeuratteinte à l'ELU de résistance en flexioncomposée, sur la fibre extrême, sous le momentagissant dans la section,• S, l’aire d’action des fibres estimée par : S =0,9.b0.d ou b0.z dans le cas d’une sectionrectangulaire ou en Té et S=0,8.(0,9.d) 2 ou 0,8z 2, dans le cas d’une section circulaire,• K est le coefficient d’orientation pour leseffets généraux.• case of prestressed concrete:1 0,24VRb=fcjb0γEγbzIn the absence of any longitudinal passive orprestressing reinforcement, these terms are reduced tothe minimum value at which shear cracks appear,with an appropriate safety margin.The term γ E is a safety coefficient such that:γ E· γb = 1.5Comment: Coefficient γE characterizes thecurrent uncertainty regarding the possibilityof extrapolating to UHPFRC the formulaeestablished for HPC, for which fcj ≤ 80 MPa.Fibres contribute to the shear strength withthe termSσpVf=γ tan βwhere:bfu• σp is the residual tensile strength:σ p=1K1wlimwlim∫ σ( w )0dwwith wlim = max (wu ; 0.3 mm) and wu = lc.εu• σ(w) is the experimental characteristic postcrackingstress for crack width w,• wu is the ultimate crack width, i.e. the valueattained at the ULS for resistance to combinedstresses, on the outer fibre, under the momentexerted in the section.• S is the area of fibre effect, estimated with: S =0.9.b0.d or b0.z for rectangular or Tee sections,and S=0.8.(0.9.d) 2 or 0.8z 2 for circular sections.• K is the orientation coefficient for general effects.

Interim recommendations 65AFGCGroupe de travail BFUP7.3,22 Aucune prescription particulière n'estnécessaire, le 6.1,3 assure que la densité defibres permet de se passer éventuellementd'armatures d'effort tranchant.f tj 0,247.3,23 On remplace le terme par f .cj3 γ γ7.3,24 Dans le cas de reprises de bétonnage,les fibres ne peuvent assurer aucunetransmission d'effort au droit de la reprise quidoit être traitée de façon classiqueconformément aux dispositions du BAEL oudu BPEL.Eb7.3,22 There are no special requirements;§ 6.1,3 ensures that the density of fibres issufficient to be able to dispense with shearreinforcement.f tj 0.247.3,23 The term is replaced by f .cj3γ γE b7.3,24 At construction joints, the fibres cannottransfer any forces across the joint which musttherefore be treated in the conventionalmanner, in accordance with the terms of theBAEL or BPEL rules.7.3,3 JUSTIFICATION DU BETONLa contrainte de cisaillement τréd.u doit êtreau plus égale à :0,85 2τ 1,14 f3réd.u ≤cj sin (2 βu) .γEγbβu étant borné inférieurement à 30°.En prenant pour inclinaison des bielles lavaleur minimale βu = 30°, la condition2précédente est voisine de : τ3réd.u ≤ 0,56 f cjArticle 7.4 - Modalités particulièresd’application des articles 7.2 et 7.3 auxzones d’appui simple d’aboutPas de modificationCommentaires : La longueur conventionnellede scellement définie au 2.2,31 du BPEL estdans le cas des BFUP très inférieure auxvaleurs conseillées pour la pré-tension.L'introduction d'un nombre élevé de câbles dansun petit volume doit en tenir compte. Seul unessai normalisé de recul d'ancrage permettraitson évaluation correcte.A l'ELU, on peut négliger l'effort deprécontrainte Fa dans la mesure où on vérifie τu.7.3,3 VERIFICATION OF CONCRETEThe shear stress τréd.u must be no more than:0.85 2τ 1.14f3red.u ≤cj sin (2 βu) .γEγbβu being lower-bounded to 30°.Assuming the angle of the compression strutsto be βu = 30°, the above condition is close to:2τ3red.u ≤ 0.56 f cjArticle 7.4 - Special modalities forapplication of articles 7.2 and 7.3 tobeam end blocksNo changeComment: The anchoring length in UHPFRCis much lower than the recommended valuesdefined in § 2.2,31 of BPEL. Only astandardized test of anchorage take-up wouldenable it to be correctly assessed.At the ULS, the prestress force Fa can beoverlooked if τu is checked.

66 - Recommandations provisoiresArticle 7.5 – Justifications complémentairesdes zones d’appui simple d’about7.5,1 JUSTIFICATION DE LA BIELLED’ABOUTPas de modification7.5,11 VERIFICATION DE L’EQUILIBRE DE LABIELLE PAR LES ARMATURESLONGITUDINALES PASSIVES OU DEPRECONTRAINTE DISPOSEES A L’ABOUTDE LA POUTREPas de modification7.5,12 VERIFICATION DES ARMATURESTRANSVERSALESOn considère que la base de la bielle se situe auniveau supérieur des armatures longitudinalesstrictement nécessaires à son équilibreconformément à l'article 7.5,11. Cette biellerègne ainsi sur une hauteur réduite zr compriseentre sa base et le point de passage de larésultante des contraintes de compression.Si la hauteur réduite zr est inférieure au bras delevier z, la densité d'armatures transversales,déterminée en 7.4, doit être majorée dans lerapport z/zr et régner sur une longueur mesuréeà partir de la section d'appui égale à zr cotg βu .En l'absence d'armatures transversales, larésistance conforme au 7.4 doit être apportée parles fibres sur une longueur réduite égale à zrcotgβuLa deuxième partie de l'annexe 4 du BPEL, zoned'about, doit être modifiée de la façon suivante :Article 2.1 :Texte à remplacer par : Si l'on admet que lesétriers cousant efficacement la fissure sontceux qui rencontrent la droite mn et que cesarmatures sont plastifiées à l'état limiteultime, l'équilibre du bloc d'about exige quele béton, au droit de S, transmette un effortvertical :Article 7.5 - Additional verifications ofbeam end blocks.7.5,1 VERIFICATION OF END-BLOCKCOMPRESSION STRUTNo change7.5,11 CHECK OF THE EQUILIBRIUM OF THECOMPRESSION STRUT BYLONGITUDINAL PASSIVE ORPRESTRESSING REINFORCEMENT INTHE END BLOCKNo change7.5,12 CHECK OF TRANSVERSEREINFORCEMENTIt is considered that the base of the compressionstrut is at the top of the longitudinalreinforcement that is strictly necessary to balanceit in accordance with article 7.5,11. Thecompression strut thus acts over a reduced heightzr between its base and the point through whichpasses the resultant compressive stress.If the reduced height zr is less than the lever armz, the density of transverse reinforcement—determined in 7.4—must be increasedproportionally to the ratio z/zr and must bepresent over a distance of zr cotgβu from thebearing section.In the absence of transverse reinforcement, thestrength in accordance with § 7.4 must be providedby fibres over a reduced length of zr cotgβuThe second part of BPEL Annex 4, “Beam endblocks”, must be modified as follows:Article 2.1:Text to be replaced by: If it is accepted that thestirrups which effectively stitch cracks closedare those which intersect line mn and thatthey are plastified at the ultimate limit state,the equilibrium of the end block requires theconcrete at point S to transfer a vertical forceof:

Interim recommendations 67AFGCGroupe de travail BFUPz fW = R − ∑ F sin α −rAeu i i tstγssin( α + β)z α +β z b σ−r sin( ' ) r o pFtu−sin β st'sin β γbftan βoù la valeur globale de K est prise en comptedans la résistance résiduelle en traction σp.where the global value of K is taken intoaccount in the residual tensile strength, σp.7.5,2 JUSTIFICATION DE L’EQUILIBRE DUCOIN INFERIEURSi on note Scoin la surface portée par le plande rupture AC de l'article 3.1, la formuledevient:7.5,2 VERIFICATION OF EQUILIBRIUM OFBOTTOM WEDGEIf the surface of the plane of rupture AC ofarticle 3.1 is designated Scoin, the formulabecomes:Aγlfse≥ λ(Ru+ Fv lim) + Hu− FH limS−coinsin θσγbfpoù la valeur locale de K est prise en comptedans la résistance résiduelle en traction σp.L'article 3.2 de l'annexe 4, 2 ème Partie estinvalidé : la présence de fibres assortie desconditions de non-fragilité rend inutile ladéfinition d'une section minimaled'armatures longitudinales.where the local value of K is taken intoaccount in the residual tensile strength, σp.Article 3.2 of Annex 4, Part 2, is invalidated:the presence of fibres, together with nonbrittlenessconditions, makes it unnecessary todefine a minimum sectional area oflongitudinal reinforcement.Article 7.6 - Torsion7.6,1 GENERALITESPas de modification7.6,2 PRISE EN COMPTE DE LA TORSIONPas de modification7.6,3 SECTION TUBULAIRE EFFICACEPas de modification7.6,4 JUSTIFICATION DE LA POUTREVIS-A-VIS DE L’ETAT LIMITE DESERVICEDans le cas du BFUP précontraint, le critèredu BPEL est conservé. Dans les autres cas,aucune vérification à l'ELS n'est nécessaire.Article 7.6 - Torsion7.6,1 GENERALNo change7.6,2 TAKING ACCOUNT OF TORSIONNo change7.6,3 EFFECTIVE TUBULAR SECTIONNo change7.6,4 VERIFICATION OF BEAMSRELATIVE TO SERVICEABILITYLIMIT STATEIn the case of prestressed UHPFRC the BPELcriterion is retained. In other cases, no SLScheck is necessary.

68 - Recommandations provisoires7.6,5 JUSTIFICATION DE LA POUTREVIS-A-VIS DE L’ETAT LIMITEULTIME7.6,51 Pas de modification7.6,52 INCLINAISON DES BIELLES DE COMPRESSIONPas de modification7.6,53 JUSTIFICATION DU BÉTON DES BIELLESDE COMPRESSIONLa condition à respecter est la suivante:2⎛ 2 / 3f ⎞2 2 ⎜ cj ⎟τVu+ τTu≤ ⎜0,86⎟γEγb⎝⎠en prenant γ E . γ b = 1,5 en cohérence avec7.3,21.7.6,54 JUSTIFICATION DES ARMATURESTRANSVERSALESA l'intérieur de la section tubulaire efficace,l'équilibre du moment de torsion est justifiépar la relation suivante :7.6,5 VERIFICATION OF BEAMSRELATIVE TO ULTIMATE LIMITSTATE7.6,51 No change7.6,52 ANGLE OF COMPRESSION STRUTSNo change7.6,53 VERIFICATION OF COMPRESSIONSTRUTS CONCRETEThe condition to be met is as follows:2⎛ 2 / 3f ⎞2 2 ⎜ cj ⎟τVu+ τTu≤ ⎜0.86⎟γEγb⎝⎠with γ E . γ b = 1.5 in accordance with § 7.3,21.7.6,54 VERIFICATION OF TRANSVERSEREINFORCEMENTWithin the effective tubular section, theequilibrium of the torsional moment ischecked by the following relationship:AsTTfγessin( αT+ βu)sin( β )u+FTus 'Tsin( αT'+βu)sin( β )u+γbfσpetan( βu)≥τTueLa vérification étant mené panneau par panneau,avec pour chacun une valeur de l'ouverture defissure ultime wu provenant de l'état de contraintesnormales le plus défavorable. La valeur globale deK est prise en compte dans la résistance résiduelleen traction σp.7.6,55 JUSTIFICATION DES ARMATURESLONGITUDINALESLa sollicitation de torsion d'une poutre y engendredes tractions longitudinales.La résistance à ces tractions doit être trouvée sur lapériphérie de la section de la poutre, à l'intérieur desa section tubulaire efficace. La densité d'effort detraction longitudinale due à la torsion le long de laligne moyenne de cette section vaut :The check is performed panel by panel, with foreach panel an ultimate crack width value wuresulting from the most critical normal stressstate. The global value of K is taken into accountin the residual tensile strength, σp.7.6,55 VERIFICATION OF LONGITUDINALREINFORCEMENTThe torsional effects in a beam producelongitudinal tensile forces.The resistance to these tensile forces must befound in the peripheral area of the beam,within the effective tubular section. The forcedensity of longitudinal tension due to torsionalong the centreline of this section is:

Interim recommendations 69AFGCGroupe de travail BFUPTσ p ecot g( βu) −2Ωγ bfT représentant le couple de torsion et βul'inclinaison des bielles de béton comprimésur la fibre moyenne de la poutre. Le termede contribution des fibres peut être ajoutésauf si la limite de fissuration est atteinte enflexion auquel cas aucune réserve ne peutêtre prise en compte.Cette traction doit être équilibrée :• soit par la compression développée par laflexion et par la précontrainte longitudinale,• soit par le recours à des armatures passives oude précontrainte venant en sus de cellesstrictement nécessitées par la flexiondéveloppée par le même cas de charge et dont lacontrainte est limitée selon le BPEL,• soit par un taux de fibres complémentairepermettant cette reprise.Tσ p ecot g( βu) −2Ωγ bfwhere T is the torsional torque and βu theangle of the struts of compressed concrete fromthe neutral fibre of the beam. The term for thecontribution of the fibres can be added, unlessthe cracking point is attained under bending,in which case no margin can be taken intoaccount.This tensile force must be balanced:• either by the compression developed by bendingand by longitudinal prestress;• or by using extra passive or prestressingreinforcement in addition to that strictlyrequired to counter bending developed by thesame load case, and in which the stress is to belimited in accordance with BPEL;• or by a higher fibre content sufficient towithstand the force.

70 - Recommandations provisoires2.4. Diffusion des effortsconcentrésLa démarche proposée est calquée sur celle surBAEL et de l'annexe 4 du BPEL. Elle consiste àajouter la part de résistance apportée par lesfibres.Il est envisageable d'effectuer un calculélastique dans les zones de diffusion ;l'obtention des directions et contraintesprincipales de traction sont alors à équilibrerpar la contribution des fibres :SσpVf=1,3 γ bf1 1K wlimwlimavec : σ =( w)p∫ σ0dw , contraintedéduite d'une courbe caractéristique tenantcompte des défauts locaux, en considérant lavaleur locale du coefficient K pour les effets desurface et d’éclatement, la valeur "globale" de Kpour les effets de diffusion générale.1.2,1 EFFETS DE SURFACEAu voisinage immédiat de SA , il y a lieu dedisposer une section d'acier ou de vérifier quela contribution des fibres est suffisante :Sfsσp1,3 γbf+ Asσslim= 0,04 max (Fj0)Fjo représentant la force à l'origine ancrée auniveau j du panneau étudié.Sfs est l'aire de la section fissurée, égale à dj.e'.1.2,2 EFFETS D´ÉCLATEMENT1.2,21 VERIFICATION DES CONTRAINTES DU BETONPas de modification.2.4. Design of zone subject toconcentrated loadsThe procedure proposed is copied from that ofBAEL and BPEL Annex 4. It involves addingthe strength contribution of the fibres.An elastic analysis could be carried out in thedistribution zones: the principal tensilestresses and directions determined should thenbe balanced by the contribution of the fibres:1 1K wlimSσpVf=1.3 γ bfwlimwith: σ =( w)p∫ σ0dw, i.e. the stressdeduced from a characteristic curve takingaccount of local defects, considering the localvalue of coefficient K for surface and burstingeffects, and the "global" value of K for generalstress-distribution effects.1.2,1 SURFACE EFFECTSIn the immediate vicinity of SA , it isrecommended to place some reinforcement or tocheck that the contribution of the fibres issufficient:Sfsσp1,3 γbf+ Asσslim= 0.04 max (Fj0)where: Fjo represents the end force anchored atpoint j in the panel studied.Sfs is the sectional area of the cracked section,dj.e' .1.2,2 BURSTING EFFECTS1.2,21 CHECK OF CONCRETE STRESSNo change.

Interim recommendations 71AFGCGroupe de travail BFUP1.2,22 FERRAILLAGE D´ÉCLATEMENTLa résultante des contraintes d'éclatementest donnée par :a jR j = 0,25 (1 − ) Fj0dPour chaque niveau d'ancrage j, on calculeune section d'aciers d'éclatement :Sfeσp1,3 γ bf+Ae j σsjlim=RjkjSfe est l'aire de la section fissurée, égale à :• dans le cas de la post-tension : dj.e'• dans le cas de la pré-tension :e'l sn1.3 JUSTIFICATION VIS-À-VIS DEL´ÉQUILIBRE GÉNÉRAL DEDIFFUSION PURE1.3,1 JUSTIFICATION DES CONTRAINTESA défaut d'une méthode de calcul plusélaborée, on peut évaluer, sur chaque plan decoupure d'ordonnée t, la contrainteconventionnelle de cisaillement de diffusionpure :2VXτ d =e' lrA chaque niveau t, τd est cumuléealgébriquement avec la contrainte τ la plusdéfavorable qui résulte de l'équilibre, selon laRésistance des Matériaux, de l'ensemble dessollicitations (y compris celles quedéveloppent les câbles ancrés dans SA)appliquées à la pièce.On évalue ainsi la contrainte globalemaximale de cisaillement :τg max = max t (τd + τ)et l'on doit vérifier que τg max ne dépasse pas 1,5 ftj .On doit vérifier en outre : τd ≤ ftj41.2,22 BURSTING REINFORCEMENTThe resultant bursting stress is given by:ajRj= 0.25 (1 − ) Fj0dFor each level of anchorage j, the sectional area ofbursting reinforcement must be calculated with:SfeσpRj+ Ae j σslim =1.3 γkbfwhere: Sfe is the sectional area of the crackedsection:• for post-tensioning: dj.e'• for pre-tensioning:e'l sn1.3 VERIFICATION OF GENERALEQUILIBRIUM OF PUREDISTRIBUTION1.3,1 VERIFICATION OF STRESSES4In the absence of a more sophisticatedcalculation method, the conventional puredistribution shear stress can be assessed foreach plane along ordinate t, with:2VXτ d =e' lAt each level t, τd is totalled algebraically withthe most critical stress τ resulting from theequilibrium—in accordance with Strength ofMaterials theory—of all the action effects(including those developed by the tendonsanchored in SA) exerted on the component.This assesses the maximum global shearstress: τg max = max t (τd + τ), and it must bechecked that τg max does not exceed 1.5 ftj .In addition, it must be checked that: τd ≤ ftjrjj

72 - Recommandations provisoires1.3,2 ARMATURES D´ÉQUILIBRE GÉNÉRALCas ou seules les fibres sont prises en compte:La contrainte résiduelle due aux fibres estσlimitée à :p1,3γbfLes armatures transversales régnant dans lazone de régularisation des contraintes, entreSA et SR , doivent satisfaire globalement à larègle des coutures, l'effort tangent étantécrêté à la valeur :1.3,2 GENERAL EQUILIBRIUMREINFORCEMENTCase where only fibres are taken into account:The residual stress due to the fibres is limitedσtop1.3γbfThe transverse reinforcement in the stressregularization zone, between SA and SR , mustcomply overall with the stitching reinforcementrule, the tangent force being limited to:⎡V XE = VX⎢⎢⎢1⎢⎣⎛⎜ 0.24− ⎜⎜ γ⎝ Efcjγbτd⎞⎟⎟⎟⎠2 ⎤⎥⎥⎥⎥⎦ce qui revient à vérifier la condition suivantesur σp :which amounts to ensuring the followingcondition for σp:σp≥1.3 γbf2τd⎛⎜ 0.24⎜1+⎜ γ⎝ Eγbfcjτd⎞⎟⎟⎟⎠Dans le cas de la pré-tension, le coefficientminorateur1 du 3.3 du BPEL est invalidé,2étant donnée la très faible longueurd'ancrage des aciers actifs dans les BFUP.2.5. Justifications parl'expérimentationL'article A.8.5 du BAEL 91 révisé 99 estapplicable dans sa totalité.In the case of pre-tensioning, the1 reductionfactor of § 3.3 of BPEL is invalidated, given thevery short passive-reinforcement anchoragelength in UHPFRC.2.5. Verification byexperimentationArticle A.8.5 of BAEL 91 revised in 99 appliesin total.2

Interim recommendations 73AFGCGroupe de travail BFUPPARTIE 3DURABILITE DES BFUP3.1. IntroductionLes BFUP sont des matériaux cimentaires trèsdifférents de ceux que l’on rencontrehabituellement dans le Génie Civil. Outre desrésistances mécaniques largement supérieures àcelles des bétons « classiques », ces matériauxprésentent des caractéristiques remarquables enterme de durabilité comme le montrent lesrésultats expérimentaux dont on dispose àl’heure actuelle [3.1]. En outre, les premiersessais remontent à une dizaine d'années et lespremiers ouvrages réalisés avec ces matériaux àenviron cinq ans, et vont tous dans le sens d'unbon comportement en terme de durabilité.Par ailleurs, ces performances ouvrent la voie àdes applications particulières de ces matériauxtelles que des ouvrages en ambiance trèsagressive, le stockage de déchets [3.2] ou desouvrages pour l’industrie nucléaire [3.3] [3.4] etpermettent d’envisager des éléments destructure avec une grande durée de service sansentretien, ni réparation. Les propriétés desBFUP rendent possible la fabrication d’élémentsde structure de faible épaisseur : le gain dedurabilité de ces matériaux doit compenserl’effet de réduction des épaisseurs, et il estpermis d'envisager une diminution desépaisseurs d'enrobage au titre de la durabilité.La durabilité envisagée dans ce document estcelle du matériau et non pas celle desouvrages. En ce qui concerne les agressionsliées à des applications particulières desBFUP (par exemple les réservoirs de produitschimiques ou l’industrie nucléaire), elles neseront pas traitées dans ce guide mais régléesau cas par cas entre le maître d’ouvrage et lefournisseur de BFUP.PART 3DURABILITY OF UHPFRC3.1. IntroductionUHPFRC is very different to the materialsusually encountered in civil engineering. Apartfrom being far stronger than conventionalconcrete, it has outstanding qualities in termsof durability, as can be seen from the results oftests carried out to date [3.1]. What is more,the first tests with UHPFRC are now aroundten years old, the first structures built with itabout five years old, and natural-ageingresults confirm good durability.This performance means UHPFRC can haveinteresting applications, such as for structuresin highly aggressive environments, wastestorage [3.2], or structures for the nuclearindustry [3.3] [3.4], and makes it possible toenvisage structural components with very longlifetimes without maintenance or repair. Inaddition, the properties of UHPFRC meanthin structural elements can be made: the gainin durability compensates the reduction inthickness. What is more, these results make itpossible to consider a decrease in concretecover because of the enhanced durability.The durability envisaged here is that of thematerial, not that of structures. As far asaggression associated with the specialapplications of UHPFRC (chemicals reservoirs, orthe nuclear industry, for instance) is concerned, itis not dealt with in these Recommendations; it issomething to be handled case-by-case by theproject owner/engineer and the UHPFRCsupplier.

74 - Recommandations provisoiresAprès une première partie consacrée auxdégradations envisagées dans le cadre de cesrecommandations, nous présenterons lescaractéristiques des BFUP comparées enterme de durabilité aux autres classes debétons, puis nous ferons un état desconnaissances concernant les agressionsparticulières liées à la nature même desBFUP. Pour terminer, une dernière partiesera consacrée à la tenue au feu des BFUP :cette agression ne fait pas partie de ladurabilité telle qu’envisagée dans lesapproches classiques, mais cet aspectimportant mérite d’être évoqué.This section of the Recommendations looksfirst at the kinds of damage that can beenvisaged, then compares the durabilitycharacteristics of UHPFRC with other classesof concrete, and gives a state-of-the-art reviewof current knowledge on the specific damageassociated with UHPFRC because of itsintrinsic qualities. This section ends with adiscussion of the fire resistance of UHPFRC:fire is not usually considered to be an aspect ofdurability, but is an important factor thatshould be mentioned.3.2. Dégradations considéréesPour évaluer la durabilité d’un matériau, ilconvient d’identifier les mécanismes agresseurspotentiels en situation d’exploitation normale.Les situations accidentelles ne concernent pas apriori la durabilité, dans le sens où le temps estconsidéré comme le paramètre prépondérant. Lagestion post-accidentelle demande une actionspécifique de surveillance et de maintenance.Dans cette optique, les mécanismes possibles dedégradation sont globalement soit des processusà effets mécaniques sous forme d’efforts ou dedéformations imposées (fluage, retrait, fatigue,abrasion, déplacements imposés ettempératures, donc incendie et gel), soit desmécanismes physico-chimiques (agentsbiologiques, chimiques, irradiation …).La maîtrise des processus mécaniques dedégradation (fissuration, éclatement, flèches)relèvent généralement du respect de règles dedimensionnement, une fois les propriétésmécaniques du matériau spécifiées etcontrôlées et leur évolution dans le tempscaractérisée a priori. Cet aspect ne sera doncpas abordé dans ce chapitre.3.2. Damage consideredTo assess the durability of a material, thepotential mechanisms of aggression undernormal circumstances have to be identified.In principle accident situations do not concerndurability, in so far as time is considered to bethe preponderant factor. Post-accidentmanagement requires specific monitoring andmaintenance.With this in mind, in general terms the possibledamage mechanisms are either mechanical effectsin the form of imposed strain and stress (creep,shrinkage, fatigue, abrasion, imposeddisplacement and temperature, including fireand freeze-thaw cycles), or physico-chemicalmechanisms (biological or chemical agents,radiation, etc.).Controlling mechanical damage processes(cracking, spalling, deflection) is generally amatter of compliance with design rules, oncethe mechanical properties of the material havebeen specified and checked and their evolutionover time characterized. This aspect willtherefore not be addressed here.

Interim recommendations 75AFGCGroupe de travail BFUPLes mécanismes physico-chimiques dépendent :• d’une part des propriétés de transfert dumatériau (porosité, perméabilité,diffusivité). Cet aspect sera traité auparagraphe 3.3 dans lequel nousprésenterons les caractéristiques desBFUP à partir d’indicateurs de durabilité« classiques » tels qu’ils ont été définisdans le groupe AFGC «Indicateurs dedurabilité» animé par VéroniqueBaroghel-Bouny [3.5]. Cette partiepermettra de comparer les BFUP auxbétons plus courants ;• d’autre part de la réactivité des différentscomposants (portlandite, adjuvants,anhydres résiduels, fibres …) quipeuvent avoir une action de dégradationdu matériau, mais peuvent aussiintervenir sur des éléments plussubjectifs tel que l’aspect des parements.Le paragraphe 3.4 sera consacré àl’identification des dégradations possiblesliées aux particularités du matériauBFUP ainsi qu’aux indicateurs associés.Cette partie est un état de l’art desconnaissances disponibles à l’heureactuelle.3.3. Agressions « classiques » etindicateurs de durabilitéliés à ces agressions3.3.1 Résumé des objectifs et duprogramme du groupe AFGC«Indicateurs de durabilité»L’objectif du groupe « Indicateurs de durabilité »consiste à formaliser une méthodologie pourl’obtention d’un béton apte à prémunir lesouvrages contre une dégradation donnée, enparticulier dans le cadre contractuel où il doitsatisfaire à une exigence de durée de vie.L’approche est basée sur le choix d’un nombreréduit d’indicateurs de durabilité, paramètresclésdans la quantification et la prévision de ladurabilité du béton. Ces paramètres sontmesurés à partir d’essais en laboratoire suréprouvettes ou sur prélèvements.The physico-chemical mechanisms depend on:• the transfer properties of the material(porosity, permeability, diffusivity). Thisaspect is dealt with in section 3.3, wherethe characteristics of UHPFRC arepresented on the basis of “conventional”durability indicators as defined by theAFGC “Durability Indicators” workinggroup convened by Véronique Baroghel-Bouny [3.5]. This section comparesUHPFRC with more standard concretes.• the reactivity of the different constituents(portlandite, admixtures, residualanhydrous materials, fibres, etc.) whichcould have detrimental effects on thematerial but also affect more subjectiveaspects such as appearance. Section 3.4concerns identification of the possiblekinds of damage that could result fromspecific features of UHPFRC and theassociated indicators. This section is astate-of-the-art review of the informationcurrently available.•3.3. “Conventional” damagemechanisms and associateddurability indicators3.3.1 Summary of objectives and of theprogramme of the AFGC“Durability Indicators” groupThe objective of the “Durability Indicators” group isto formalize a methodology for obtaining a concretecapable of predisposing structures to withstand agiven damage mechanism, particularly in thecontext of contracts where it must meet a servicelifetime requirement. The approach is based on thechoice of a reduced number of durability indicators,key parameters in the quantification and forecastingof concrete durability. These parameters aremeasured on the basis of laboratory tests onspecimens or samples.

76 - Recommandations provisoiresLe choix de ces indicateurs et la spécificationde critères (seuils et classes) d’acceptabilitépour ces paramètres, en fonction du typed’environnement considéré, constituent lesdeux étapes majeures de l’approcheperformantielle de la durabilité entreprisedans le cadre de ce groupe.L’objectif du présent guide n’est pas dereprendre le travail du groupe « Indicateursde durabilité », mais de s’appuyer sur cestravaux en vue de caractériser les BFUP.C’est pourquoi les mêmes indicateurs dedurabilité ont été conservés, à savoir :• la porosité accessible à l’eau,• la perméabilité à l’oxygène,• le coefficient de diffusion des ionschlorure,• la teneur en portlandite.Pour ces grandeurs, des méthodes de mesureseront recommandées et des seuils permettantde définir la classe des BFUP seront indiqués.3.3.2 Porosité accessible à l’eauLa méthode utilisée est une recommandationAFREM intitulée « Détermination de lamasse volumique apparente et de la porositéaccessible à l’eau » [3.6]. L’essai consiste àdéterminer par pesée les éléments suivants :la masse d’un corps d’épreuve sec, sa masselorsqu’il est saturé en eau et son volumeapparent par pesée hydrostatique. La gammede mesure couverte par cette méthode va de1 % à 20 % environ. Les valeurs présentéesdans le tableau suivant sont données à titreindicatif :The choice of these indicators and thespecification of acceptability criteria(thresholds and classes) for them, inaccordance with the type of environmentconsidered, are the two key steps in theperformance-oriented approach to durabilityimplemented by this group.The objective of these Recommendations is notto re-invent the work of the “DurabilityIndicators” group but to use its work as abasis for characterizing UHPFRC. For thisreason these Recommendations use the samedurability indicators:• water porosity,• oxygen permeability,• chloride-ion diffusion factor,• portlandite content.Measuring methods and thresholds fordefining UHPFRC classes will be given forthese aspects.3.3.2 Water porosityThe method used is the AFREMrecommendation entitled “Détermination de lamasse volumique apparente et de la porositéaccessible à l’eau” (Determination of apparentdensity and pore system accessible to water[3.6]). The test involves determining the massof a dry specimen, its saturated mass, and itsapparent volume (by hydrostatic weighing).The range of measurements covered by thismethod goes from 1% to about 20%. Thevalues in the following table are given forguidance:porosité à l’eau (%)water porosity (%)BOOCBHPHPCBTHPVHPCBFUPUHPFRC12 - 16 9 - 12 6 – 9 1,5 – 6Tableau 3.1 : Porosités à l'eau comparées des différents types de bétons.Table 3.1 : Water porosity of different kinds of concrete

Interim recommendations 77AFGCGroupe de travail BFUP3.3.3 Perméabilité à l’oxygèneLa méthode utilisée est une recommandationAFREM intitulée « Essai de perméabilité auxgaz du béton durci » [3.6]. L’essai consiste àmesurer le débit volumique de gaz traversanten régime permanent un échantillon dematériau à base de liant hydraulique soumisà un gradient de pression constant, puis parapplication de la loi de Darcy d’en déduire laperméabilité aux gaz. La gamme de mesurecouverte par cette méthode va de 10 -15 m² à10 -19 m² environ. Les valeurs présentées dansle tableau suivant sont données à titreindicatif. En outre la perméabilité aux gazétant fortement dépendante de l’état desaturation du matériau, les valeurs indiquéescorrespondent à l’état sec tel que défini dansles recommandations AFREM.3.3.3 Oxygen permeabilityThe method used is the AFREMrecommendation entitled “Gas permeability ofhardened concrete” (Gas permeability ofhardened concrete [3.6]). The test involvesmeasuring the steady-state volumic flowrate ofgases passing through a sample of a materialbased on hydraulic binders under a constantpressure gradient, and then, using Darcy’slaw, deducing its permeability to gas. Therange of measurement covered by this methodgoes from 10 -15 m² to about 10 -19 m². Thevalues in the following table are given forguidance. In addition, since gas permeabilitydepends very much on the degree of saturationof the material, the values given correspond tothe dry state, as defined in the AFREMrecommendations.Perméabilité à l’oxygène (m²)Oxygen permeability (m 2 )BOOCBHPHPCBTHPVHPCBFUPUHPFRC10 -15 à 10 -16 10 -17 10 -18

78 - Recommandations provisoiresCoefficient de diffusiondu tritium (m²/s)Tritium-iondiffusion factor (m²/s)BOOCBHPHPCBTHPVHPCBFUPUHPFRC2.10 -11 2.10 -12 10 -13 2.10 -14Tableau 3.3 : Coefficients de diffusion du tritium comparés des différents types de bétons.Table 3.3 : Tritium diffusion factor of different kinds of concrete3.3.5 Teneur en portlanditeLes valeurs présentées dans le tableau suivantsont données à titre indicatif. La méthode decalcul utilisée est indiquée à l’annexe 9.3.3.5 Portlandite contentThe values in the following table are given forguidance. The calculation method used isdescribed in Annex 9.Teneur en portlandite(kg/m 3 )Portlandite content(kg/m 3 )BOOCBHPHPCBTHPVHPCBFUPUHPFRC76 86 66 0Tableau 3.4 : Teneurs en portlandite comparées des différents types de bétons.Table 3.4 : Portlandite content of different kinds of concrete3.3.6 ConclusionLes résultats présentés ci-dessus confirment laposition des BFUP par rapport aux autres typesde bétons : pour l’ensemble des indicateurs dedurabilité « classiques », les valeurs obtenuespour les BFUP vont dans le sens d’une netteamélioration de la durabilité.3.3.6 ConclusionThe results presented above confirm theposition of UHPFRC with respect to othertypes of concrete: for all the “conventional”durability indicators, the values obtained forUHPFRC indicate a clear improvement indurability.3.4. Indicateurs particuliersliés à la nature des BFUP3.4.1 IntroductionLes BFUP, outre les mécanismes classiques dedégradation auxquels ils pourraient être soumis,peuvent-ils présenter des dégradations liées àleur nature particulière ? Par exemple, lesquestions suivantes sont souvent posées :3.4. Indicators associated withspecific features of UHPFRC3.4.1 IntroductionAre there any kinds of damage specificallyrelated to the features of UHPFRC, i.e. otherthan the conventional damage mechanismsthat could affect it? The following questionsare often asked, for example:

Interim recommendations 79AFGCGroupe de travail BFUP• La stabilité dans le temps des adjuvantsprésents en grande quantité (par rapportà ce qui existait jusqu'à présent).• Réhydratation éventuelle : du fait de lalimitation des réactions d’hydratationpar la faible teneur en eau, on constatela présence d’anhydres et de gypserésiduels. Ces grains anhydres peuventilsentraîner à long terme desphénomènes de gonflement et demicrofissuration ?• La corrosion des fibres métalliques.• Les agressions chimiques sur fibrespolymères.3.4.2 Stabilité des adjuvantsLes superplastifiants des bétons sont despolyélectrolytes ou polymères hydrosolubles.Ils peuvent être classés historiquement dansles familles suivantes :Adjuvants de première génération :• poly-naphtalène-sulfonates (PNS)Adjuvants de seconde génération :• poly-mélamine-sulfonates (PMS)Adjuvants de troisième génération :• polycarboxylates (PC), et hybrides avecchaînes sulfonatesAdjuvants de quatrième génération :• poly-carboxylates-polyox (PCP)• poly-phosphonates-polyoxAucun de ces produits n'est toxique, à la doseoù on les emploie typiquement, soit 0,5 à 2%du poids de ciment. (dose typique dans lesBFUP : 1,4 % d’extrait sec par rapport auciment).are often asked, for example:• How good is the long-term stability of theadmixtures used in large quantities(compared to previous practice)?• Possible rehydration: because of thelimitation on hydration reactionsbecause of the low water content, there issome residual anhydrite and gypsum. Inthe long term, could these grains ofcalcium sulphate cause swelling andmicrocracking?• What about corrosion of steel fibres?• What about chemical aggression ofpolymer fibres?3.4.2 Stability of admixturesConcrete superplasticizers are polyelectrolytes orwater-soluble polymers.Chronologically, they are classified as thefollowing types:First-generation:• polynaphthalene-sulphonates (PNS)Second-generation:• polymelamine-sulphonates (PMS)Third-generation:• polycarboxylates (PC), and hybrids withsulphonate chainsFourth-generation:• polycarboxylate-polyox (PCP)• polyphosphonate-polyoxNone of these products is toxic at the dosagestypically used, i.e. 0.5 to 2% by weight of thecement content (typical superplasticizercontent of UHPFRC: 1.4% dry extract by massof cement).

80 - Recommandations provisoiresCes molécules se fixent sur les surfacesminérales lors du gâchage, et améliorent lafluidité des bétons en réduisant lesinteractions entre particules (effet de chargede surface et effet stérique). Au cours de laprise, elles se trouvent majoritairementemprisonnées dans la structure interfeuilletdes hydrates, typiquement ceux de la familledes aluminates hydratés hexagonaux. Cetteréaction peut être assimilée à la formation decomplexes insolubles, pouvant contenirjusqu'à 70% de matière organique [3.7]. Lastructure de ces complexes peut s’écrire :[Ca2Al(OH)6] + , R-X - , xH2O]Ainsi, au bout de 7 jours, il ne restepratiquement plus de molécules en solutiondans la phase aqueuse des bétons, et lerendement de la précipitation est voisin de 100%[3.8]. Les composés formés demeurent stablesdans le milieu basique des bétons, tant queceux-ci ne subissent pas d'agression chimique.Dans le cas contraire, par exemple en cas dediminution du pH, par carbonatation (formationde monocarbo-aluminate), par l'action deschlorures (formation de mono-chloro-aluminate),ou par l'action des pluies acides (lixiviationacide), des molécules d'adjuvant peuvent êtrerelarguées dans les pores capillaires des bétons.Après plusieurs mois de contact avec la phaseaqueuse basique des pores capillaires, certainesmolécules d'adjuvants peuvent subir unehydrolyse alcaline : par exemple les mélaminessulfonateslibèrent de la vanilline, qui n'est pastoxique. Ceci ne met pas en danger l'intégritémécanique des bétons, qui est assurée par lessilicates de calcium hydratés (CSH),indépendamment du contenu des porescapillaires.La corrosion bactérienne, qui affecte lesbétons poreux, peut également transformercertains adjuvants, par exemple en créant unmilieu réducteur à la surface du béton : laréduction des sulfonates peut produire destraces de mercaptans et de sulfures, ce quidégage de mauvaises odeurs. Ces réactions desurface sont activées en ambiance tropicale(Brésil).These molecules attach themselves to mineralsurfaces during mixing, and improve thefluidity of concrete by reducing interactionsbetween particles (effect of surface charge andsteric hindrance). As the concrete sets, most ofthem are trapped in the interleaf structure ofthe hydrates, typically in those of thehexagonal hydrated aluminates family. Thisreaction can be assimilated to the formation ofinsoluble compounds containing up to 70% oforganic matter [3.7]. The structure of thesecomplexes can be expressed as follows:[Ca2Al(OH)6]+, R-X-, xH2O]After 7 days there are practically none of thesemolecules in solution in the aqueous phase ofconcrete, and the precipitation yield is close to100% [3.8]. The compounds formed remainstable in the basic medium of concrete, as longas the concrete is not exposed to chemicalaggression. Otherwise, for instance in the eventof a pH reduction due to carbonation(formation of monocarbo-aluminate), the effectof chlorides (formation of mono-chloroaluminate),or the effect of acid rain (acidleaching), molecules of admixture can besalted out in the capillary pores of the concrete.After several months in contact with the basicaqueous phase of the capillary pores, someadmixture molecules can undergo alkalinehydrolysis: melamine-sulphonates releasevanillin, for example, which is not toxic. Thisdoes not compromise the mechanical integrityof the concrete since this is ensured by thehydrated calcium silicates (HCS),independently of the content of the capillarypores.Bacterial corrosion, which affects porousconcrete, can also transform some admixtures,by creating a reduction medium on the surfaceof the concrete, for instance: reduction ofsulphonates can produce traces of mercaptansand sulphides, which produce offensiveodours. These surface reactions are activatedin tropical climates (e.g. Brazil).

Interim recommendations 81AFGCGroupe de travail BFUPLa garantie de stabilité des adjuvants est donccelle du béton lui-même, plutôt qu'une questionde dose. A ce titre, les BHP et particulièrementles BFUP, sont beaucoup mieux placés que lesbétons ordinaires, car ils résistent mieux auxagressions chimiques. L'absence de connectivitédes pores capillaires (BFUP) est également unfacteur favorable.La stabilité à long terme des adjuvants neconcerne pratiquement que les bétonsordinaires. Comme elle ne constitue pas undanger potentiel estimé comme important, trèspeu de travaux de recherche lui sont consacrés.Les quelques auteurs ayant étudié lecomportement à la lixiviation des bétonsadjuvantés concluent unanimement à la fixationefficace des molécules sous forme de composésinsolubles [3.8], [3.9], [3.10], [3.11], [3.12]. Seuleune légère dissolution de surface donnant lieu àun relarguage de quelques mg/l a été observée.Cette conclusion a été confirmée jusqu’à desdoses d’adjuvant de l’ordre de 5% d’extrait secpar rapport au ciment, ce qui constitue le tripledes doses typiques utilisées dans les BFUP[3.13].3.4.3 Reprise de l’hydratationLe gonflement par hydratation différée : une"fausse bonne question"…La teneur en clinker résiduel des bétons(Annexe 9, tableau 1) est inversementproportionnelle au rapport E/C, lorsque celui-ciest inférieur à 0,418, (valeur nécessaire àl'hydratation complète). La présence de ceclinker résiduel présente de nombreuxavantages, notamment par le module élastiqueélevé du clinker (130 GPa, soit le double de celuidu quartz). Remarquons toutefois que les bétonsordinaires présentent tous, notamment auxjeunes âges, une teneur non négligeable enclinker résiduel. En effet, l'hydratation étantlimitée par la diffusion de l'eau à travers leshydrates, elle est rarement complète, même àdes E/C élevés.Rather than dosage, therefore, it is thestability of the concrete that guaranties thestability of admixtures. In this respect, HPCsand especially UHPFRC are in a much betterposition than ordinary concretes, for they havebetter resistance to chemical aggression. Theabsence of connections between capillary pores(UHPFRC) is also a favourable factor.The long-term stability of admixturespractically concerns only ordinary concrete.Since its potential risk is not deemed to beimportant, very little research work has beendone on it. The few authors who have studiedthe leaching behaviour of concretes withadmixtures all conclude that the molecules areeffectively fixed in the form of insolublecompounds [3.8], [3.9], [3.10], [3.11], [3.12].Only slight surface dissolution causing saltingout of a few mg/l has been observed. Thisconclusion has been confirmed for admixturecontents of up to 5% dry extract by mass ofcement, which is three times the typicaladmixture contents in UHPFRC [3.13].3.4.3 Resumption of hydrationSwelling due to delayed hydration: a goodquestion, but…The residual clinker content of concrete (Annex9, Table 1) is inversely proportional to theW/C ratio when the W/C ratio is lower than0.418 (value necessary for complete hydration).There are many advantages to having residualclinker, particularly because of the highmodulus of elasticity of clinker (130 GPa, i.e.double that of quartz). However, it should benoted that ordinary concretes all have anappreciable residual clinker content, especiallyat early ages. This is because hydration isrestricted by the diffusion of water through thehydrates, and is rarely complete, even withhigh W/C ratios.

82 - Recommandations provisoiresUne question est souvent posée concernantl'éventualité d'un gonflement structural desBHP et BFUP, sous l'effet d'une éventuellepénétration d'eau à long terme (hydratationdifférée).On sait que l'hydratation de 1 cm 3 de clinkerproduit environ 2,18 cm 3 d'hydrates. Lorsquel'eau servant à former ces hydrates estprélevée à l'intérieur du béton (eau des porescapillaires), la réaction s'accompagne d'uneréduction de volume absolu (contraction LeChatelier) de l'ordre de 10% :Volume d’hydrates = 0,9 x Volume (clinker +eau d’hydratation)En revanche, si cette eau était prélevée àl'extérieur du béton, on pourrait craindre uneaugmentation de volume, et notamment pourles bétons de très faible porosité capillaire, cequi est le cas des BFUP.Un raisonnement simple, confirmé parl'expérience, montre qu'il n'en est rien.En effet, le scénario précédent est baséimplicitement sur une vision dite«topochimique» de l’hydratation, c’est à dire unmécanisme d’absorption locale d’eau par lesgrains de clinker, pour former des hydrates insitu. Si ce mécanisme existait vraiment, lesbétons ordinaires eux-mêmes montreraient unconsidérable gonflement, dès que la taille descristaux de portlandite deviendrait égale à lataille des pores capillaires.Fort heureusement, il n'en est rien. Henri LeChatelier a montré dès le début du 20ème siècleque l’hydratation procède par dissolution desanhydres, diffusion dans la phase aqueuse des ionsainsi produits, création d’une solution sursaturéepar rapport aux hydrates, qui précipitent parfoisloin de leur « source d’ions » initiale. C’est ainsi quelors de l’hydratation de 1 cm3 de clinker, un égalvolume d’hydrates précipite à l’emplacement desgrains initiaux, et 1.18 cm3 précipite dans les porescapillaires environnants, parfois jusqu’à unedistance de plusieurs dizaines de microns (« rayond’action » des ions du clinker , par exemple lors de laréaction pouzzolanique).The question of possible swelling of HPC andUHPFRC as result of possible long-termpenetration of water (delayed hydration) isoften raised.We know that the hydration of 1 cm 3 of clinkerproduces about 2.18 cm 3 of hydrates. When thewater that forms these hydrates is taken frominside the concrete (capillary water), thereaction is accompanied by a reduction inabsolute volume (Le Chatelier contraction) ofabout 10%:Volume of hydrates = 0.9 x Volume (clinker +water of hydration)On the other hand, if this water were takenfrom outside the concrete, a volume increasecould be feared, particularly for concrete withvery little pore capillarity, which is the case ofUHPFRC.But simple reasoning—confirmed byexperience—shows that this is not so.The above scenario is implicitly based on a socalled“topochemical” vision of hydration, i.e. amechanism of local water absorption by grainsof clinker to form hydrates in situ. If thismechanism were actually to occur, evenordinary concrete would swell to aconsiderable extent as soon as the size ofportlandite crystals attained the size of thecapillary pores.Most fortunately this does not happen. In the early20th century Henri Le Chatelier demonstrated thathydration involves dissolution of anhydrousmaterials, diffusion of the ions thus produced in theaqueous phase, and creation of a solution which issupersaturated with respect to the hydrates whichsometimes precipitate far from their initial “source ofions”. This is why when 1 cm 3 of clinker hydrates,the same volume of hydrates is precipitated at thelocation of the initial grains, and 1.18 cm 3precipitates in the surrounding capillary pores,sometimes to a distance of several dozen micrometres(“radius of action” of the clinker ions, in pozzolanicreaction for instance).

Interim recommendations 83AFGCGroupe de travail BFUPSi l’on envisage la pénétration d’eau dans unbéton de faible porosité capillaire (BHP,BFUP), par exemple sous l’effet d’unemicrofissuration liée au retrait endogène, ousous l’effet de la dissolution entraînée parune agression chimique, il faut bienreconnaître que les ions provenant de ladissolution du clinker résiduel vontpouvoir circuler et diffuser par le mêmechemin que celui qui a amené l’eau.Deux scénarios sont alors envisageables :• L’eau arrive par des microfissures, parcondensation capillaire. Alors ladissolution du clinker résiduel vapermettre d’augmenter le taux desaturation de cette eau, et des hydratesvont se former dans les microfissures,jusqu’à les cicatriser complètement.• L’eau arrive par le biais d’une agressionchimique qui a réussi à dissoudre unepartie des hydrates, et crée des cheminsde percolation vers les grains anhydresrésiduels. Dans ce cas la sous-saturationpeut être maintenue par l’agresseurchimique, qui en général abaissegraduellement le pH dans la « zonedégradée ». Les ions issus de ladissolution du clinker résiduel vont alorsprécipiter localement dans la zone deforte sous-saturation, et diffuserpartiellement vers l’interface avec lemilieu extérieur (cas classique de lalixiviation).Ces deux scénarios ont été entièrement vérifiéspar l’expérience, lors de recherches qui ontdébuté dès 1994 [3.14], [3.15], [3.16]. L’absencede processus osmotiques, par lesquels l’eaupourrait être « pompée » à travers le « gel » deCSH, est confirmée par l’égalité des ordres degrandeur des coefficients de diffusion de l’eautritiée et des ions minéraux comme le Césiumou le chlorure [3.14]. Les études par microscopieà haute résolution de la nanostructure desBFUP, montrant que le CSH n’est pas unvéritable gel, mais possède une structurenanocristalline [3.16], expliquent bien cecomportement.If we consider penetration of water into aconcrete with low capillary porosity (HPC,UHPFRC), under the effect of microcrackingdue to autogenous shrinkage, for example, orunder the effect of dissolution caused bychemical aggression, it has to be admitted thatthe ions resulting from dissolution of theresidual clinker will be able to circulateand diffuse along the same path that thewater entered by.Two scenarios can then be envisaged:• Water gets in through microcracks, bycapillary condensation. Dissolution of theresidual clinker will increase the degreeof saturation of that water, and hydrateswill be formed in the microcracks untilthey are fully closed.• Water gets in as a result of chemicalaggression which has managed todissolve some of the hydrates and createseepage paths to the residual anhydrousgrains. In this case, undersaturation canbe sustained by the aggressive chemicalagent, which, as a rule, graduallyreduces the pH in the “damaged zone”.The ions resulting from dissolution of theresidual clinker will then precipitatelocally in the zone of high undersaturationand partially diffuse to theinterface with the external medium(classic case of leaching).Both these scenarios have been fully confirmedby testing, during research that began in 1994[3.14], [3.15], [3.16]. The absence of osmoticprocesses by which water could be “pumped”through the HCS “gel” is confirmed by the factthat the orders of magnitude of diffusioncoefficients of tritium-bearing water andmineral ions such as cesium or chloride arethe same [3.14]. High-resolution microscopeexamination of the nanostructure of UHPFRC,showing that HCS is not really a gel but has ananocrystalline structure [3.16], explains thisbehaviour.

84 - Recommandations provisoiresIl en résulte que, loin de constituer un dangerpour la durabilité des BHP et BFUP, leclinker résiduel constitue un atoutincontestable pour les BFUP, et permet :• d’augmenter le module d’Young moyende la pâte de ciment,• de cicatriser les microfissures, parcondensation capillaire et formationd’hydrates,• de lutter contre les agressions chimiquesen maintenant le niveau de pH alcalin etde concentrations ioniques nécessaires àla stabilité des hydrates, jusqu’à unedistance proche de l’interface avec lemilieu extérieur.3.4.4 Corrosion des fibres métalliquesPour les raisons évoquées précédemment, lesBFUP, même microfissurés, sontparticulièrement efficaces pour maintenir leniveau de pH nécessaire à la passivation desaciers, qu’il s’agisse de câbles de précontrainte,ou des fibres métalliques utilisées pour obtenirun comportement ductile. Les poutres etpoutrelles installées depuis 1998 dans un aéroréfrigérantde la centrale de CATTENOM endonnent une image « in vivo ».Des essais accélérés de corrosion ont été réalisésdès 1995 au CSIC-IET de Madrid [3.17]. Plusrécemment, des éprouvettes préfissuréesmécaniquement ont été étudiées au LERM dansle cadre du programme REACTIF 97 T 0087,sous la direction de Micheline Moranville [3.13],[3.14]. Ces éprouvettes équipées de plots deretrait avaient été soumises à des cycles detrempage-séchage à 50°C, dans le but dedétecter d’éventuels phénomènes de DEF(Réaction sulfatique différée interne - DelayedEttringite Formation). Il en ressort que, nonseulement aucun gonflement du type DEF nes’est manifesté, mais que de plus la passivationdes fibres a été maintenue malgré les conditionsdrastiques d’exposition. Ce comportementexcellent est attribuable à la formationd’hydrates colmatant progressivement lesmicrofissures (cicatrisation).Consequently, far from constituting a dangerfor the durability of HPC and UHPFRC,residual clinker is an indisputable advantagefor UHPFRC, and it enables:• an increase in the mean modulus ofelasticity of the cement paste,• closure of microcracks, by capillarycondensation and formation of hydrates,• combating of chemical aggression bysustaining the alkaline pH level and ionconcentrations necessary for the stabilityof the hydrates over a distance close tothe interface with the external medium.••3.4.4 Corrosion of steel fibresFor the reasons given above, evenmicrocracked UHPFRC is particularlyeffective at maintaining the pH level necessaryfor passivation of steel reinforcement, whetherit is prestressing tendons or the steel fibresused to achieve ductility. The beams installedsince 1998 in a cooling tower at the Cattenomnuclear power plant are a real-life example ofthis.Accelerated corrosion tests were carried out byCSIC-IET in Madrid in 1995 [3.17]. Morerecently, mechanically pre-cracked specimenshave been studied at the LERM , as part of theREACTIF 97 T 0087 programme headed byMicheline Moranville [3.13], [3.14]. Thespecimens were equipped for extensometricmonitoring and put through cycles ofimmersion and drying at 50°C in order todetect any Delayed Ettringite Formation(DEF). It transpired that not only was there noDEF-type swelling, but that in addition thepassivation of fibres was maintained, despitethe drastic exposure conditions. This excellentbehaviour can be attributed to the formationof hydrates that gradually fill the microcracks(healing).

Interim recommendations 85AFGCGroupe de travail BFUPLa remarquable résistance à la carbonatationdes BFUP (< 0.2 mm à 4 ans) est une garantiede bonne protection des câbles de précontraintepar fil adhérent. La formule de TUUTI donneune profondeur de carbonatation extrapolée à500 ans inférieure à 2 mm [3.18].De même, la très grande résistivité électrique dela matrice est une cause de bonne protection desaciers. Celle des BFUP est de deux ordres degrandeur supérieure à celle des bétonsordinaires (tableau 3.5)The remarkable resistance of UHPFRC tocarbonation (< 0.2 mm after 4 years) is aguarantee of good protection of pre-tensionedprestressing wires. The Tuuti formula givesextrapolated carbonation after 500 years ofless than 2 mm [3.18].Similarly, the very high electrical resistivity ofthe matrix affords good protection toreinforcement. The resistivity of UHPFRC istwo decades higher than that of ordinaryconcrete (Table 3.5)Vitesse de corrosion desarmatures (µm/an)Rate of reinforcementcorrosion (µm/year)Résistivité - Resistivity(kW.cm)B30 / C30 B80 / C80 Ductal ®1,2 0,25 < 0,0116 96 1133Tableau 3.5 : Résistivités électriques comparées des différents types de bétons.Table 3.5 : Electrical resistivity of different kinds of concreteLa vitesse de corrosion et la résistance depolarisation pour des armatures métalliquesnoyées dans une matrice BPR ont été étudiésau CSIC par une méthode potentiodynamique[3.19].L’interprétation du diagramme de Nyquistconduit à des vitesses de corrosion nonmesurables pour ces BFUP (Cf. tableau 3.6).La seule trace de corrosion des fibresmétalliques est uniquement superficielle : deséchantillons exposés aux pluies acides pendantplusieurs années montrent la formation detaches de rouille au débouché de fibres aucontact direct de l’atmosphère. Ceci pourraitnuire à l’esthétique des pièces de parement,pour lesquelles il est donc conseillé d’utiliser desformulations à base de fibres polymères, commecela a par exemple été utilisé pour la Gare TGVde Monaco.Les BFUP résistent à des conditions chimiquesdans lesquelles les bétons armés ordinaires sontrapidement détruits (tableau 3.6).The rate of corrosion and the polarizationresistance of steel reinforcement embedded in aReactive Powder Concrete matrix were studiedby the CSIC using a potentio-dynamic method[3.19].Interpretation of the Nyquist diagram showsunmeasurable corrosion rates for theseUHPFRCs (cf. Table 3.6).The only trace of corrosion of steel fibres is atthe surface: specimens exposed to acid rain forseveral years form rust stains where fibresdaylighting at the surface are in direct contactwith the atmosphere. This could detract fromthe aesthetics of facing components for whichit is therefore recommended to use mixes withpolymer fibres, as for instance, for MonacoTGV railway station.UHPFRCs stand up to chemical conditionsunder which ordinary reinforced concretes arerapidly destroyed (Table 3.6).

86 - Recommandations provisoiresLes essais réalisés en laboratoire au CSIC [3.17]et en vraie grandeur à Montréal, dans une zonede marnage du St Laurent, montrentl’excellente tenue à l’eau de mer et l’absence decorrosion en profondeur des fibres des BFUP.Seuls des milieux extrêmement corrosifs pourles bétons, comme le nitrate d’ammoniumconcentré, parviennent à dégrader lesformulations Ductal ® . Dans ces milieux, lacorrosion des fibres métalliques (complexationpar l’ion ammonium) est plus rapide quel’attaque chimique de la matrice.Laboratory tests carried out by the CSIC [3.17]and full-scale tests carried out in Montreal, in azone subject to submersion by the Saint Lawrenceriver, demonstrate UHPFRC’s excellent resistanceto seawater and the absence of corrosion on fibresdeep within the concrete.Only environments which are extremely corrosivefor concrete, such as concentrated ammoniumnitrate, manage to damage Ductal ® mixes. Insuch environments, corrosion of steel fibres(compounding by the ammonium ion) is fasterthan chemical attack of the matrix.MilieuxEnvironmentEau DistilléeDistilled waterEau de merSeawaterATM D1141-90Sulfate de calciumCalcium sulphate0.3 M SO4Sulfate de sodiumSodium sulphate0.3 MAcide AcétiqueAcetic acidpH = 3.5Sulfure et nitrated’ammoniumAmmonium sulphideand nitrate2.9 g/l Na2S.9H2O+ 29 g/l NH4ClPerte demasseWeightdifferenceRésistance en flexionFlexural strength+ 0.6% IdentiqueIdentical+ 0.6% IdentiqueIdentical+ 0.7% IdentiqueIdentical+ 0.2% Diminution, (dans labande d’incertitude)Reduction (in the zoneof uncertainty)+ 0.1% IdentiqueIdentical-0.9 % Diminution (dans labande d’incertitude)Reduction(in the zone ofuncertainty)Résistivité relativeRelative resistivityIdentiqueIdenticalDiminutionStabilité après 30 joursReductionStable after 30 daysIdentiqueIdenticalDiminution Stabilitéaprès 30 joursReductionStable after 30 daysFaible perteSlight lossForte perteLarge lossCorrosiondes fibres (1)Corrosion offibres (1)Non – NoNon – NoNon - NoNon - NoNon – NoNon – No(1) - Présence de taches de rouille superficielles au débouché des fibres, qui apparaissent intactes à uneprofondeur de moins d’un millimètre.Rust stains on the surface where fibres daylight; fibres are seen to be intact less than a millimetrebelow the surface.Tableau 3.6 : Tenue aux agents agressifs du Ductal ® FM (essais Koch-Steinegger réalisés auCSIC, éprouvettes 10x10x60 mm+600ml de solution agressive, résultats à 3 mois).Table 3.6 : Resistance of Ductal ® FM to aggressive agents (Koch-Steinegger tests carried out byCSIC, 10x10x60 mm specimens + 600 ml of aggressive solution, results after 3 months).

Interim recommendations 87AFGCGroupe de travail BFUP3.4.5 Durabilité des fibres polymèresLes fibres polymères sont susceptibles de sedégrader par oxydation. De plus elles sontsensibles à la lumière UV. De part leur trèsfaible porosité, les BFUP constituent une bonneprotection à l’égard de ces dégradations. Desproblèmes pourraient survenir dans le cas dematériaux fissurés, les fissures permettant alorsle passage de l’oxygène et des rayons UV.Toutefois, à l’heure actuelle, il existe desproduits de protection des fibres directementincorporés au cours de la fabrication quiralentissent et même empêchent ce type dedégradations. Une étude menée durant plus de15 ans par D.J. Hannant [3.20] sur la durabilitéde fibres polypropylène au sein d’un mortier(E/C = 0.34) a montré leur bon comportementdans le temps quel que soit le mode deconservation (à l’air libre en extérieur, enlaboratoire et sous eau).3.5. Comportement au feu desBFUPComme tous les bétons, les BFUP :• sont incombustibles,• n’ont aucune contribution audéveloppement d’un feu,• ont une faible conductivité thermique, del’ordre de 1,6 W/m/K.Comme tous les bétons, également, leursperformances mécaniques (module et résistances)évoluent au cours d’un feu, avec généralement uneperte relative de résistance telle que celle qui estdécrite dans le DTU Feu [3.21].Ce DTU permet, pour les bétons ordinaires (et,depuis cette année, pour les BHP de résistancenominale inférieure ou égale à 80 MPa) d’éviter laréalisation systématique d’essais et autorise lavérification de la sécurité au moyen d’un certainnombre de calculs conventionnels, qui prennent encompte, notamment, une chute forfaitaire desperformances mécaniques, chute qui est définie parune courbe donnant la résistance résiduelle enfonction de la température maximale atteinte.3.4.5 Durability of polymer fibresPolymer fibres might deteriorate as a result ofoxidation. In addition, they are sensitive toultraviolet light. Because of its low porosity,UHPFRC provides a good degree of protectionagainst these kinds of damage. Problems couldarise in the event of cracked concrete, when thecracks would enable oxygen and UV light to comeinto contact with the fibres. However, there areproducts for protecting fibres which can bedirectly incorporated into the mix to slow downand even prevent this kind of damage. A studyinto the durability of polypropylene fibres inmortar (W/C = 0.34) carried out for more than15 years by D.J. Hannant [3.20] has shown thesustained good behaviour of the fibres irrespectiveof storage conditions (in open air outdoors, in thelaboratory, and underwater).3.5. Fire performance ofUHPFRCLike all concretes, UHPFRC:• is non-combustible,• makes no contribution to thedevelopment of a fire,• has low thermal conductivity, at about1.6 W/m/K.Again, like all concretes, its mechanicalperformance (modulus of elasticity and strength)changes during fire, generally with a loss ofstrength such as that described in the FrenchDTU Feu code of practice [3.21].In application of this DTU code of practice, forordinary concretes (and, as of 2001, for HPC witha nominal strength of no more than 80 MPa), it ispossible to avoid systematic testing and toperform safety checks by means of a number ofconventional calculations which take account,among other things, of an safe conventional dropin mechanical performance, the drop beingdefined by a curve giving the residual strengthversus the maximum temperature attained.

88 - Recommandations provisoiresLe comportement au feu des BFUP, cependant,n’est pas couvert par le DTU Feu, pour deuxraisons. Avec les BFUP, en effet, la perte decapacité portante peut avoir deux origines :• une perte de résistance mécanique, quidépend de l’historique de montée entempérature ; toutefois, nous n’avons passuffisamment de résultats disponibles,aujourd’hui, pour accepter telle quelle lacourbe du DTU, ni même pour définirune courbe enveloppe qui donnerait pourtous les BFUP une valeur forfaitaire dela perte de résistance en fonction de latempérature maximale atteinte ; pourchaque formulation nouvelle de BFUP,cette perte doit donc être déterminée, surdes éprouvettes normalisées, par unessai au feu normalisé ;• certains BFUP peuvent présenter unphénomène d’écaillage en surface, ce quiconduit à une réduction de la sectionactive, donc de la capacité portante deséléments porteurs. Dans le cas d’unBFUP qui est sujet à l’écaillage, lacapacité portante résiduelle de chaquepièce pouvant être soumise au feu doitêtre déterminée par un essai sur unéchantillon de géométrie et dedimensions représentatives de la pièceen service.Dans le cas où un ouvrage construit en BFUPferait l’objet de spécifications précises liées aurisque d’incendie (une telle spécification doitdéfinir les fonctions qui doivent être assuréespendant et après un feu représenté par unecourbe de montée en température), lavérification de son comportement au feu peutalors être effectuée avec les valeurs descapacités portantes qui ont été mesurées par desessais dans un laboratoire agréé.Ces essais doivent être effectués :• sur des éprouvettes normalisées pour lecas d’un BFUP si l'on peut garantir qu'iln'est pas sujet à l’écaillage,• sur des échantillons représentatifs deséléments porteurs dans le cas contraire.However, the fire performance of UHPFRC is notcovered by the DTU Feu document, for tworeasons. In the case of UHPFRC, the loss ofbearing capacity can be caused by two things:• a loss of strength, which depends on thetemperature rise versus time; for themoment, however, there is insufficientdata for it to be possible to use theDTU Feu curve as-is, or even to define anenvelope curve which would determine acomprehensive strength loss for allUHPFRCs in accordance with thehighest temperature attained; for eachnew UHPFRC mix, therefore, this lossmust be determined by means of astandardized fire test, usingstandardized specimens;• some UHPFRC mixes can scale at thesurface, thus suffering a reduction in theactive sectional area and consequently ofthe bearing capacity of structuralelements. In the case of a UHPFRCsubject to scaling, the residual bearingcapacity of each piece which could besubject to fire must be determined by atest on a specimen of a shape anddimensions that are representative of thefunctional part.In the event that a structure made withUHPFRC is subject to detailed specificationsrelating to the risk of fire (such a specificationmust define the functions that must beprovided during and after a fire represented bya temperature-rise curve), the verification of itsfire performance can be carried out with thebearing capacity values measured duringtesting in an approved laboratory.These tests must be carried out:• using standardized specimens, if it canbe proved that UHPFRC will not besubject to scaling,• or otherwise using representativespecimens of structural elements.

Interim recommendations 89AFGCGroupe de travail BFUPConclusionsPerspectivesConclusionsProspectsCes "Recommandations provisoires sur lesbétons fibrés à ultra-hautes performances",élaborées à partir des connaissances disponibleset publiques au moment de l'élaboration dudocument (1997-2001), fournissent un premierréférentiel permettant d’employer les BFUP defaçon sûre dans les domaines du génie civil et dela construction. Ce document s'appuie sur leretour d'expérience de plusieurs chantierssignificatifs (poutraison de l'aéroréfrigérant deCattenom, passerelle de Sherbrooke, PS deBourg-lès-Valence) et sur une dizaine d'annéesd'efforts de recherche sur le sujet. Il se situedans la continuité de travaux sur les bétons àtrès hautes performances et sur les bétons defibres (groupes AFREM 1990-1995).La démarche de caractérisation et de calculdu matériau pour valoriser sa capacité derésistance en traction, qui constitue une despropositions importantes du document, porteà un certain degré d'aboutissement lesrecommandations de l'AFREM sur les bétonsde fibres, en s'appuyant sur une expérienceindustrielle importante. De même, les BFUPpourront bénéficier pleinement d'uneapproche performancielle de la durabilitécomme l'indiquent les tableaux de la 3èmepartie, dans la logique des recommandationsdu groupe AFGC "indicateurs de durabilité".Cependant, bien que les BFUP soient desmatériaux cimentaires qui bénéficient de tousles outils méthodologiques récents dans cedomaine, ils n'en restent pas moins desmatériaux "jeunes" qui méritent desrecherches sur certains points sur lesquelsdes connaissances plus précises sontattendues et nécessaires, tant en ce quiconcerne le matériau BFUP que son emploidans les structures et sa durabilité. Certainsde ces éléments signalés au fil du texte, fontl’objet ici d’un récapitulatif :These Interim Recommendations on Ultra-High-Performance Fibre-Reinforced Concrete weredrawn up on the basis of information availablein the public domain at the time of preparation(1997-2001). They provide a first benchmarkdocument for reliable use of UHPFRC in civilengineering and construction. TheRecommendations are based on feedback fromseveral significant projects (beams for theCattenom nuclear cooling tower, Sherbrookefootbridge, Bourg-lès- Valence overpass) and onabout ten years’ research. They are theprolongation of work on very-high-performanceand fibre-reinforced concretes (AFREM groups1990-1995).The procedure for characterizing anddesigning concrete with a view to promotingits tensile strength, which is one of the majorproposals of these Recommendations, carriesthe AFREM recommendations on fibrereinforcedconcrete a little further by makinguse of significant real-life experience.Similarly, UHPFRC could benefit from aperformance-based approach to durability, ascan be seen from the tables in Part 3. This isconsistent with the recommendations of theAFGC “Durability Indicators” group.However, although UHPFRC is a cementbasedmaterial taking advantage of all themost recent methodological tools, it isnonetheless a “young” material to whichfurther more detailed research can be usefullydevoted, with respect to both the materialitself, its durability, and its use in structures.These aspects have been mentioned in the text,and some of them are recapitulated here:

90 - Recommandations provisoires• Maîtrise de la mise en œuvre : lesconnaissances rationnelles manquentclairement à l'heure actuelle pourcomprendre et optimiser le processus demalaxage de ces matériaux, le transport etl'écoulement des BFUP à l'état frais etl'incidence du coulage en termes derépartition et orientation des fibres, l'effetd'une éventuelle vibration en fonction de larhéologie de la matrice, etc. Des recherchessont en cours sur ces sujets, ainsi que sur lamise au point d'un outil de contrôle de larépartition des fibres et de leur orientation.Leurs retombées devraient permettre desimplifier les méthodes de caractérisationdu matériau et de diminuer les coefficientsliés à l'orientation aléatoire des fibres et aurisque lié à un défaut local de renforcement.• Maîtrise du comportement différé : lesdonnées sur le retrait et le fluage desBFUP sont relativement limitées et lesconditions particulières des essais delaboratoire ainsi que le caractère parfoisencore très évolutif du matériau lorsqu'ilest chargé jeune, induisent d'importantesimprécisions dans les méthodes actuellesde calcul. L'effet bénéfique du traitementthermique sur ces questions ne supprimepas la nécessité de comprendre lesmécanismes physiques en cause, pours'assurer de comportements à très longterme. Aussi des données de laboratoireautant que des données issues de suivid'ouvrages devraient-elles êtreaccumulées, si possible, pour calculer lesstructures précontraintes en BFUP avecplus de fiabilité.• Maîtrise des propriétés liées aufrottement interne du matériau : uncertain nombre de formules de la partie 2intègrent par prudence un coefficient γ E,principalement lié à l'absence de donnéesexpérimentales concernant lamobilisation de l'engrènement dans lavérification des bielles, la diffusiond'efforts concentrés, etc. Un calibragerationnel de ce coefficient est àrechercher.• Mixing: for the moment there is clearly alack of rational information forunderstanding and optimizing the mixingprocess, transport, and flow of freshUHPFRC, and the effect of flow in termsof fibre distribution and orientation, theeffect of any vibration, in accordance withthe rheology of the matrix, etc. Researchon these aspects is under way, and also ondevelopment of a tool for checking fibredistribution and orientation. The outcomeof this research should make it possible tosimplify the methods for UHPFRCcharacterization and to reduce thecoefficients associated with random fibreorientation and the risk of localreinforcement deficiencies.• Time-dependent behaviour: data on creepand shrinkage of UHPFRC is relativelylimited, and the specific conditions oflaboratory tests and the sometimes highlyevolutive nature of UHPFRC under earlyloading result in major imprecisions inthe current design methods. The beneficialeffects of heat treatment do not dispensewith the requirement to understand thephysical mechanisms involved, in order toensure appropriate very-long-termbehaviour. Thus, both laboratory dataand data from monitoring of projectsmust be gathered, wherever possible, inorder to more reliably design prestressedUHPFRC structures.• Properties associated with internalfriction: a number of the formulae in Part2 integrate a coefficient γ E, to be on the safeside, particularly because of the absence ofexperimental data concerning themobilization of ‘meshing’ in theverification of compression struts, thedistribution of concentrated forces, etc. Arational means of rating this coefficient isrequired.

Interim recommendations 91AFGCGroupe de travail BFUP• Maîtrise des propriétés d'adhérence : lavalidité des formules décrivantl'adhérence BFUP – aciers actifs oupassifs est à vérifier, notamment parceque la longueur de scellement en cas deprécontrainte par pré-tension estprobablement très réduite. Les donnéesnécessaires sont limitées [1.14] et lesconséquences pour la conception n'ontpas été pleinement explorées.• Maîtrise des capacités de dissipationd'énergie : l'utilisation des BFUP dansun ouvrage à justifier vis-à-vis du séismenécessite de quantifier la capacité dedéformation d'une section fonctionnantcomme une rotule, ainsi quel'amortissement apporté par le matériaudans le cadre d'un calcul dynamique.Actuellement on ne dispose pasd'expérimentations permettant d'aborderces questions, et de qualifier les BFUP entermes de ductilité.• Maîtrise de la résistance au feu : sil'utilisation de fibres synthétiques peutconstituer une parade vis-à-vis du risqued'éclatement en cas d'incendie, il n'enreste pas moins indispensable vis-à-visd'un nombre important d'applicationsd'améliorer –comme d'ailleurs pour toutela gamme des bétons à très hautesperformances – la compréhension ducomportement des BFUP à hautetempérature, et sous l'effet d'unchargement thermique transitoire plusou moins violent suivant l'incendieconsidéré.• Des questions spécifiques de durabilitérequièrent des études complémentaires :stabilité des hydrates et risque éventuelde réaction chimique interne,notamment en cas de traitementthermique, stabilité et vieillissement desadjuvants et effet éventuel sur lesparements, etc.• Bonding: the validity of the formulaedescribing the bonding of UHPFRC toactive and/or passive reinforcement needsto be verified, especially because theanchorage length in the case of pretensionedprestress is probably very short.There is currently limited data [1.14] onthis aspect and the consequences ondesign have not been fully investigated.• Energy dissipation: the use of UHPFRCin a structure requiring seismic resistancecalls for quantification of the capacity fordeformation of a section acting as a hingeand of the damping provided by theconcrete, as part of dynamic designcalculations. To date none of theexperiments carried out enable thesequestions to be addressed or to qualifyUHPFRC in terms of ductility.• Fire resistance: although using syntheticfibres can be a means of combating therisk of spalling as a result of fire, it isnevertheless vital, for a large number ofapplications—as is the case for all highperformanceconcretes, in fact—to improveunderstanding of the behaviour ofUHPFRC under high temperatures andunder more or less violent transientthermal loading, depending on the fireconsidered.• Particular questions relating to durabilitycall for additional studies: stability ofhydrates and possible risk of internalchemical reaction, particularly in the caseof heat treatment; stability and ageing ofadmixtures, and possible effect on facing,etc.

92 - Recommandations provisoires• Enfin, si les BFUP ont démontré leurcapacité à permettre la réalisation depièces particulièrement durables etperformantes mécaniquement, unimportant champ de réflexions resteouvert sur la conception des assemblageset des clavages entre éléments, afin degarantir des performances cohérentesavec celles des composants.• Finally, although UHPFRC hasdemonstrated that it can be used to makeparticularly durable parts withoutstanding mechanical performance, alot of thought still has to be devoted to thedesign of the connection and stitching ofelements in order to ensure performanceconsistent with that of the concretecomponents.

Interim recommendations 93AFGCGroupe de travail BFUPBIBLIOGRAPHIE - BIBLIOGRAPHYPartie 1 - Comportement et caractéristiques mécaniques des BFUPPart 1 – Behaviour and mechanical characteristics of UHPFRC[1.1] AFREM – BFM, Recommandations sur les méthodes de dimensionnement, les essais decaractérisation, de convenance et de contrôle. Eléments de structures fonctionnant comme despoutres, décembre 1995[1.2] ADELINE R., CHEYREZY M., La passerelle de Sherbrooke : premier ouvrage d'art en BPR /The Sherbrooke footbridge : the first RPC structure, in La technique française du Béton, AFPC-AFREM, XIII° congrès de la FIP, Amsterdam 1998, pp. 343-348.[1.3] BEHLOUL M., Analyse et Modélisation du comportement d'un matériau à matrice cimentairefibrée à ultra-hautes performances (B.P.R.). Du matériau à la structure, Thèse de l'ENS Cachan, 13décembre 1996.[1.4] BEHLOUL M., BERNIER G., CHEYREZY M., Tensile Behavior of Reactive Powder Concrete(RPC), Proc. of the 4th Int. Symp. on utilization of HSC/HPC, BHP'96, Paris, Presses de l'ENPC, vol.3, pp. 1375-1381.[1.5] BIRELLI G., CHAUVEL D., DUGAT J., ADELINE R., BEKAERT A., Industrialisation duBPR. Utilisation dans les réfrigérants à courants croisés et premières règles de calcul / RPCIndustrialization. Using in cross flow air cooling towers and first design rules, in La techniquefrançaise du Béton, AFPC-AFREM, XIII° congrès de la FIP, Amsterdam 1998, pp. 203-213.[1.6] BONNEAU O., LACHEMI M. et al., Mechanical Properties and Durability of Two IndustrialReactive Powder Concretes, ACI Materials Journal, vol. 94 n° 4, Jul.-Aug., pp. 286-290.[1.7] BOUASIA Y., FOURE B., CACHI M.S., relation effort-ouverture de fissure dans le cas du bétonarmé de fibres d'acier, Annales du Bâtiment et des Travaux Publics, Avril 98, pp. 5-14[1.8] BOULAY C., CLEMENT J.-L., TOUTLEMONDE F., FAKHRI P., VEROK K., Etude dudimensionnement des éléments de structure en BTHP soumis à des forces de compression localisées,Rapport pour le Projet National BHP 2000, Thème BTHP, 87 pages, février 2001.[1.9] BOULAY C., LE MAOU F., RENWEZ S., SERCOMBE J., TOUTLEMONDE F.,Caractérisation du comportement au choc d'un béton de poudres réactives grâce à des essais detraction directe, Rapport d'étude n° 325218 en partenariat CEA - Bouygues Direction Scientifique -LCPC, juin 1997.[1.10] BOULAY C., LE MAOU F., RENWEZ S., SERCOMBE J., TOUTLEMONDE F.,Caractérisation du comportement au choc d'un mortier à ultra-hautes performances grâce à desessais de traction directe, Rapport d'étude interne LCPC, juillet 1997.[1.11] CHANVILLARD G., Caractérisation des performances d'un béton renforcé de fibres à partird'un essai de flexion – partie 1 : De la subjectivité des indices de ténacité, Journal de la RILEM,Matériaux et Constructions, 32, pp. 418-426

94 - Recommandations provisoires[1.12] CHANVILLARD G., Caractérisation des performances d'un béton renforcé de fibres à partird'un essai de flexion – partie 2 : Identification d'une loi de comportement intrinsèque en traction,Journal de la RILEM, Matériaux et Constructions, 32, pp. 601-605[1.13] CHANVILLARD G., Characterisation of fibre reinforced concrete mechanical properties :a review, conférence plénière, Fifth International Rilem Symposium on Fibre ReinforcedConcretes, BEFIB’2000, Ed. P. Rossi and G. Chanvillard, Lyon, pp. 29-50[1.14] CHEYREZY M., ROUX N., BEHLOUL M., RESSICAUD A., DEMONTE A., Bond strength ofReactive Powder Concrete, FIP98, Amsterdam, 23-29 Mai 1998 proceedings vol. 1, pp. 65-68.[1.15] CHEYREZY M., MARET V., FROUIN L., Microstructural Analysis of Reactive PowderConcrete, Cement and Concrete Research, vol. 25 n°7, pp. 1491-1500.[1.16] CLEMENT J.L., TOUTLEMONDE F., Programme de qualification de la couverture BPR de lazone poudre ATPU - Bâtiment 258 - CADARACHE, Rapports d'expertise et rapport de validation(confidentiels), Contrat LCPC-SGN/COGEMA n°34207199, réalisé par les divisions BCC et FDOAdu LCPC, mai-novembre.[1.17] DESTREE X., Planchers structurels en béton de fibres : justification du modèle de calcul,3ème Colloque Francophone Les bétons renforcés de fibres métalliques, Québec, Canada, pp. 19-30[1.18] DUGAT J., ROUX N., BERNIER G., Mechanical Properties of Reactive Powder Concrete,Materials and Structures, vol. 29 n° 188, pp. 233-240.[1.19] DUTALLOIR F., THIBAUX T., CADORET G., BIRELLI G. , Un nouveau béton très hautesperformances : le BSI – Première application industrielle / B.S.I. : A new, very high performanceconcrete. Initial industrial application, in La technique française du Béton, AFPC-AFREM, XIII°congrès de la FIP, Amsterdam 1998, pp. 25-32.[1.20] LE ROY R., Déformations instantanées et différées des bétons à hautes performances – Etudeparamétrique en fonction de la formulation – Proposition de modèles simplifiés, thèse de doctorat del'ENPC, 19 sep. 1995, Paris, 377p.[1.21] LE ROY R., SERRANO J.J., Centrale nucléaire de Cattenom. Poutres en béton à ultra-hautesperformances précontraintes. Mise au point rhéologique du béton B.S.I., rapport d'étude confidentiel,contrat d'étude LCPC n° 327209, donneur d'ordres EGI.[1.22] LE ROY R., LE MAOU F., BOULAY C., Béton B.S.I. Etude du comportement différé, rapportd'étude confidentiel, contrat d'étude LCPC n° 34240498, donneur d'ordres EGI, rapport final mars1999.[1.23] LOUKILI A., Etude du retrait et du fluage de bétons à ultra-hautes performances, Thèse del'Ecole Centrale de Nantes, 15 novembre 1996.[1.24] LOUKILI A., RICHARD P., Creep and Shrinkage of Ultra High-Performance Steel FibreReinforced Concrete, Concrete under Severe Conditions : Environment and Loading, Proc. of the Int.Conf. CONSEC'95, Sapporo , Japan, E&FN SPON, vol. 2, pp. 1553-1559.

Interim recommendations 95AFGCGroupe de travail BFUP[1.25] LOUKILI A., ROUX N., ARLOT D., FEYLESSOUFI A., Effects of a High Reduction in theInitial Water Content in Cement Based Matrices, Proc. of the 4th Int. Symp. on utilization ofHSC/HPC, BHP'96, Paris, Presses de l'ENPC, vol. 3, pp. 1367-1373.[1.26] MESUREUR B., BERNARDI S., RIVILLON P., Comportement des surfaces de reprise debétonnage vis-à-vis du cisaillement pour les bétons de très hautes performances, Projet NationalBHP 2000, thème BTHP, novembre 1998.[1.27] NAUDIN N., TOUTLEMONDE F., Essai sur poutrelle BSI, Rapport d'étude confidentiel,propriété de la société EGI, contrat 34209998, LCPC, janvier 1999.[1.28] RICHARD P., CHEYREZY M., Les Bétons de Poudres Réactives , Annales de l’ITBTP, n°532,Mars-Avril 1995, série Béton 320 pp. 85-102[1.29] ROSSI P., High Performance Multimodal Fiber Reinforced Cement Composites (HPMFRCC):the LCPC experience, ACI Materials Journal, vol. 94 n° 6, Nov.-Dec., pp. 478-483.[1.30] SCHALLER I., Résistance à l'effort tranchant de poutrelles en M50C, M100C et BPR. Etudeexpérimentale, Projet National BHP 2000, thème BTHP, août 1999.[1.31] SERCOMBE J., Modélisation du comportement du béton en dynamique rapide. Applicationau calcul des conteneurs à haute intégrité, Thèse de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris,18 décembre 1997. Publiée dans la collection études et recherches des LPC, série Ouvrages d’Art, OA30, décembre 1998. 284 pages, 200 réf., résumé anglais.[1.32] SERCOMBE J., TOUTLEMONDE F., TORRENTI J.-M., Modelling of the ImpactPerformance of Concrete Containers for Carrying Radioactive Materials, 2nd InternationalConference on Concrete under Severe Conditions : Environment and Loading, CONSEC'98, Tromsø,Norvège, 21-24 June 1998, Proceedings edited by Gjørv, Sakai & Banthia, E&FN SPON, vol. III,pp.1665-1674.[1.33] TORRENTI J.-M., MATTE V., MARET V., RICHET C., High Integrity Containers for InterimStorage of Nuclear Wastes using Reactive Powder Concrete, Proc. of the 4th Int. Symp. on utilizationof HSC/HPC, BHP'96, Paris, Presses de l'ENPC, vol. 3, pp. 1407-1413.[1.34] TOUTLEMONDE F., Résistance au choc des structures en béton. Du comportement dumatériau au calcul des ouvrages, thèse de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris, 16décembre 1994. Publiée en rapport de recherche du LCPC, hors collection, juillet 1995. 348 pages,197 réf., résumé anglais.[1.35] TOUTLEMONDE F., BOULAY C., SERCOMBE J., LE MAOU F., RENWEZ S., ADELINE R.,Characterization of Reactive Powder Concrete (RPC) in Direct Tension at Medium to High LoadingRates, 2nd International Conference on Concrete under Severe Conditions : Environment andLoading, CONSEC'98, Tromsø, Norvège, 21-24 June 1998, Proceedings edited by Gjørv, Sakai &Banthia, E&FN SPON, vol. II, pp. 887-896.[1.36] TOUTLEMONDE F., SERCOMBE J., Dimensionnement de conteneurs en béton de fibres visà-visdes chocs / Design of fibre reinforced concrete containers to ensure impact performance, in Latechnique française du Béton, AFPC-AFREM, XIII° congrès de la FIP, Amsterdam 1998, pp. 33-38.

Interim recommendations 97AFGCGroupe de travail BFUP[2.6] CASANOVA P., Bétons renforcés de fibres métalliques : du matériau à la structure, Thèse del'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995.[2.7] DUBROCA S., NAUDIN N., TOUTLEMONDE F., Essai sur poutrelle BSI, Rapport d'étude, n°34240598, donneur d'ordre R. Gilliers, E.G.I., février 1998.[2.8] GANZ H. R., ADELINE R., Mini-Anchorages for Reactive Powder Concrete, f.i.p. Int. Conf. onNew Technologies in Structural Engineering, Lisbon, July.[2.9] ROSSI P., Les bétons de fibres métalliques, Presses de l'ENPC, 1998.[2.10] RESPLENDINO J., Utilisation de béton fibre ultra-performant pour la réalisation de deuxouvrages routiers, Séminaire RILEM, Paris, 14 septembre 2000.Partie 3 - Caractéristiques relatives à la durabilitéPart 3 – Durability-related characteristics[3.1] VERNET C., LUKASIK J., PRAT E., Nanostructure, porosity, permeability and diffusivity ofUHPC, International Symposium on High-Performance and Reactive Powder Concretes, Sherbrooke(Canada), August 2000.[3.2] MATTE V., MORANVILLE M., Durability of Reactive Powder Composites : Influence of SilicaFume on the Leaching Properties of Very Low Water/Binder Pastes, Cement and ConcreteComposites 21, 1999, 1-9.[3.3] BIRELLI G., CHAUVEL D., DUGAT J., ADELINE R., BEKAERT A., Industrialisation duBPR. Utilisation dans les réfrigérants à courants croisés et premières règles de calcul / RPCIndustrialization. Using in cross flow air cooling towers and first design rules, in La techniquefrançaise du Béton, AFPC-AFREM, XIII° congrès de la FIP, Amsterdam 1998, pp. 203-213.[3.4] BIRELLI G., CADORET G., DUTALLOIR F., THIBAUX T., A New, Very High PerformanceConcrete, International Symposium on High-Performance and Reactive Powder Concretes,Sherbrooke (Canada), August 2000.[3.5] Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrages – Maîtrise de la durabilitévis-à-vis de la corrosion des armatures et de l'alcali-réaction – Etat de l'art et guide pour l'élaborationd'une démarche performantielle sur la base d'indicateurs de durabilité, en cours de préparation parle groupe AFGC "indicateurs de durabilité" animé par V. BAROGHEL-BOUNY, LCPC Paris, àparaître.[3.6] Recommandation AFGC décembre 1997 Durabilité des bétons : Méthodes recommandées pourla mesure des grandeurs associées à la durabilité (L.M.D.C. INSA-UPS, Toulouse).[3.7] FERNON V. et coll., Interaction Between Portland Cement Hydrates andPolynaphtalenesulfonates. SP 173-12 pp. 225-248.[3.8] SPANKA G., THIELEN G., Untersuchungen zum Nachweis von verflüssigendenBetonzusatzmitteln und zu deren Sorptions- und Elutionsverhalten , Beton 5/95, pp. 320-327.

98 - Recommandations provisoires[3.9] FARMER R., Leaching of Admixtures from Concrete using Data from British Standard 6920,European Ready Mixed Concrete Congress, Istanbul, June 95, pp. 544-546.[3.10] MADER U., Leaching of Admixtures from Concrete Demolition Material, European ReadyMixed Concrete Congress, Istanbul, June 95, pp. 164-175.[3.11] ZHANG M. et al., Dégradation et migration d’adjuvants des matériaux à base de ciment,Journal Français d’Hydrologie, 24 (2) 1993, pp. 155-171.[3.12] ZHANG M., Influence de la présence d’adjuvants dans les matériaux à base de ciment encontact avec l’eau sur la qualité de celle-ci, Thèse de doctorat, Paris, 1994.[3.13] POLLET B., GERMANEAU B., DEFOSSE C., Fixation des adjuvants de type polynaphtalèneou polymélamine sulfonate dans les mortiers et bétons, Materials and Structures, Vol 30, 1997, pp.627-630.[3.14] MATTE V., Durabilité des bétons à ultra hautes performances : rôle de la matrice cimentaire,Thèse de doctorat en Génie Civil, ENS Cachan, Université de Sherbrooke, 20 Sept. 99.[3.15] VERNET C., Projet REACTIF bétons ductiles 97 T 0087. Durabilité des bétons du typeDuctal ® . Synthèse globale. Rapport interne du 06/12/99.[3.16] VERNET C., Micheline MORANVILLE, Marcel CHEYREZY, Ultra-high DurabilityConcretes. Chemistry and Microstructure, International Symposium on High Performance Concrete,Hong Kong, Dec. 10-151, 2000.[3.17] Rapport CSIC 16.923-A Contr. AB46-95, Tests on Chemical Attack of BPR.[3.18] ROUX N., ANDRADE C., SANJUAN M.A., Caractérisation de la durabilité des BPR fibrés etnon fibrés, 2ème Colloque International Francophone sur les bétons Renforcés de FibresMétalliques, Toulouse, 1996, pp. 241-252.[3.19] ROUX N., ANDRADE C., SANJUAN M.A., Experimental Study of Durability of ReactivePowder Concretes, Journal of Materials in Civil Engineering, Feb 1996 / 1 .[3.20] HANNANT D.J., Durability of Polypropylene Fibers in Portland Cement-Based Composites :Eighteen Years of Data, Cement and Concrete Research, vol. 28, n° 12, pp. 1809-1817, 1998.[3.21] Méthode de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton, DTU P 92-701, AFNOR.