Qu’est-ce que le Béton Fibré Ultra Haute Performance BFUHP?

Le terme BFUHP signifie Béton fibré à ultra-hautes performances. En clair du béton avec fibre à très haute performance de dureté.  Cela ne semble pas venir de nulle part, mais des décennies d’évolution sur la technologie du béton et du travail acharné et approfondi de la communauté scientifique internationale et des entreprises privées. Ce terme englobe plusieurs propriétés et technologies qui sont cachées au-delà du sens littéral de chaque mot, ce qui nécessite une explication supplémentaire basée sur l’histoire technologique de ce béton avec fibre. 

Les origines du béton

On va essayer de comprendre le processus continu qui a abouti à la naissance de l’BFUHP  et une définition de ce que ce terme représente réellement. La manière et les raisons pour lesquelles le béton conventionnel a évolué vers le BFUP sont la première étape que nous devons franchir pour commencer à comprendre le BFUP. Êtes-vous prêt pour cela?

Au départ, le béton classique

Même si l’histoire du béton remonte à l’époque de l’empire romain, on peut considérer que l’histoire moderne du béton a débuté en 1824, lorsque Joseph Aspdin a breveté un matériau appelé ciment de Portland. Il consistait en un mélange de calcaire, d’argile et d’autres minéraux dans une proportion spécifique, calcinés et broyés en fines particules. Il n’a pas fallu longtemps avant que ce ciment ne commence à être mélangé avec des cailloux, de la poudre de brique, du sable, du gravier ou d’autres agrégats, les liant tous en présence d’eau, pour produire ce que nous appelons actuellement du béton.

L’histoire moderne du béton, le considérant comme un mélange de ciment, de gravier, de sable et d’eau, a débuté au 19ème siècle avec le développement du ciment Portland qui permet de les lier ensemble en présence d’eau.

Les principaux problèmes posés par son utilisation dans les premières applications techniques étaient liés à la faible résistance à la traction et au manque de ductilité du matériau lui-même.

La naissance du béton armé

Au milieu du XIXe siècle, on s’aperçut que ces problèmes pourraient être partiellement résolus en ajoutant une armature métallique au mélange de béton. Ce qu’on appelle actuellement le «béton armé» a probablement commencé avec Joseph Monier, un jardinier français, qui a incorporé un maillage de tiges de fer dans de grands pots de plantation en 1849. La première application structurelle en béton armé est probablement due à Françoise Coignet, qui a construit une structure en béton armé de fer en 1853, sa propre maison, qui existe toujours.

Dans ce cas, le métal n’était pas utilisé pour renforcer le béton, mais pour maintenir différents murs dans une construction monolithique. Peu de temps après, Monier et Hennebique ont montré les principaux avantages de l’utilisation de béton armé avec des tiges en acier, en développant plusieurs méthodes de construction brevetées pour les poutres, et les dalles de plancher. Les bases de la révolution technologique de la construction qui a suivi ont commencé.

La combinaison de barres de fer et de béton au milieu du XIXe siècle a permis le développement du «béton armé», matériau de construction par excellence du XXe siècle. 

Inconvénients du béton armé

À mesure que la technologie du béton et les codes de conception s’amélioraient et évoluaient au cours du XXe siècle, les propriétés matricielles du béton, dont l’évolution constante était centrée sur la résolution de problèmes concrets majeurs:

  • la lourdeur
  • faible rapport de résistance à la traction et à la compression;
  • un rapport poids / résistance élevé
  • mauvaise stabilité volumétrique
  • la durabilité.

La naissance du béton haute performance

Comment les scientifiques et les ingénieurs ont-ils réussi à résoudre, partiellement du moins, tous ces problèmes?

  • Augmentation de la résistance à la compression
  • Ajout de fibres au mélange
  • Optimiser la densité  des particules

Un travail pour augmenter la résistance à la compression du béton a commencé au milieu du 20e siècle, en augmentant d’autres propriétés telles que la résistance à la traction, la résistance au cisaillement ou la force de liaison.

Le béton avec fibre 

Plus la résistance à la compression est élevée, plus la matrice devient fragile. Ceci est un effet indésirable dans le béton qui peut être résolu en ajoutant des fibres au mélange.

Au début des années 1970, le terme de béton fibré (Fibre-Reinforced Concrete – FRC) a été utilisé pour la première fois pour désigner un béton avec n’importe quel type de renforcement de fibre, quels que soient la forme, le rapport de longueur, la quantité ou le matériau de la fibre.

Les recherches sur le béton fibré ne se sont jamais arrêtées depuis lors. Elles portent sur différents types de fibres (forme, allongement, type de matériau) et de montants, et montrent que l’utilisation de fibres augmente la résistance à la traction, la ductilité, la rigidité, le contrôle des fissures et la durabilité. 

Un tel béton à haute résistance à la compression nécessite une ductilité minimale du matériau, qui est fournie par les fibres. Les fibres  sont donc indispensables pour les applications structurelles

Les fibres couramment utilisées dans les BFUP sont des fibres lisses et droites d’une longueur comprise entre 6 mm et 20 mm et d’un diamètre compris dans la gamme de 0,1 à 0,3 mm.

Réduire l’eau dans le béton 

Dans les années 1980, la méthode de fabrication du béton à haute résistance est devenue connue grâce à l’utilisation de faibles ratios eau / liant, à la sélection et à la gradation spéciales de granulats et à des additifs réducteurs d’eau. 

 

Composition du béton ultra haute performance 

Les matières premières généralement utilisées sont le ciment Portland, la poudre de quartz, la fumée de silice, le sable de quartz (dont la taille de grain ne dépasse généralement pas 2 mm), le superplastifiant et l’eau, avec un rapport eau-ciment généralement inférieur à 0,25. 

De nombreux types de BFUHP ont déjà été développés dans le monde avec différentes compositions de mélange, type et quantité de fibres, aptitude à l’écoulement, résistance à la compression, comportement à la traction, durcissement thermique, etc. 

Caratéristiques du béton fibré ultra haute performance

Le béton ultra-hautes performances (BFUHP) est défini comme un matériau composite à base de ciment, qui combine plusieurs technologies dans le béton. Pour clarifier tout cela voici les trois principales caractéristiques du BFUHP : 

  • une résistance à la compression élevée;
  • comportement ductile des matériaux en traction;
  • une grande durabilité des matériaux.
  • un certain degré de fluidité 

Malgré tout ce béton reste du béton , ce n’est pas une sorte de matériau mystérieux que seuls quelques-uns peuvent fabriquer. Vous pouvez avoir votre propre mélange, vos propres compositions et créer le vôtre . 

Pour en apprendre plus , regarder ce site parlant du béton haute performance 

 

 

Créer vos propres objets DIY grâce au BFUHP : 

Par exemple une lampe en béton 

 

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