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The restrained ring test under constant temperature is used for estimating cracking tendency of pastes, mortar or concrete. This test induces hygro-mechanical interactions, with intricate interplay of several phenomena such as autogenous shrinkage, drying shrinkage, basic and drying creep, as well as evolution of tensile strength and fracture energy. The benchmark described in this paper relies on extensive experimental data sets obtained through the extended Round Robin Testing programme (RRT+) of COST Action TU1404. Five teams took part with their simulation models. A series of outputs were produced, starting from mass loss of a prism through its axial deformation up to stress/strain evolution in the ring. Three teams quantified also damage due to drying and stress concentration around a ring’s notch. All models showed excellent performance on mass loss while strain validation showed higher scatter and influence of several other factors. The benchmark demonstrated high capability of used models and emphasized strong role of calibration with regards to available experimental data., COST Action TU1404 (www.tu1404.eu), Czech Republic in the project TH03020404, FCT/FEDER(COMPETE2020, info:eu-repo/semantics/publishedVersion

International audience; A model of chemo-mechanical evolution of new cementitious materials such as low-heat or low-pH cements is described. The proposed phenomenological model, usable at structure scale, is based at early age on a multiphasic hydration developed for blended cements. At higher ages, the evolution of mechanical properties of such binder with high silica content cannot be explained by pozzolanic reaction (because portlandite is entirely consumed at early ages). At these ages, mineralogy analyses showed that the hydration of remaining anhydrous silica oxide is still developing by consumption of calcium from hydrates with high C/S ratios (for instance C-S-H produced by clinker hydration at early age). These chemical evolutions are modeled taking into account chemical equilibrium of solution and solid phases in terms of calcium concentration. The impact on mechanical properties is then also predicted. Finally the chemo-mechanical model is applied on the prediction of mechanical behavior of nuclear waste storage structures casted with low pH based concrete.

L'objectif de ce travail était de concevoir un outil de simulation permettant de choisir les meilleures solutions pour limiter la fissuration au jeune âge des structures en béton.Cet outil a été développé dans le code aux éléments finis CASTEM, il s'organise en deux phases de modélisations successives : un modèle déterminant les champs d'hydratation ainsi que les états hydriques et thermiques de la structure suivi d'un modèle mécanique utilisant ces données pour estimer la fissuration. Le modèle d'hydratation développé est un modèle multiphasique permettant de prévoir les évolutions conjointes de la teneur en eau, de la température et de l'hydratation des différentes phases de liants composés. Il est basé sur la résolution couplée des lois de cinétiques d'hydratation de chaque phase avec les lois de conservation de la masse d'eau et de la chaleur. La loi cinétique utilisée pour modéliser l'hydratation des phases du liant est basée sur une approche phénoménologique des cinétiques de réactions et des interactions entre phases (clinker et composés secondaires). Le modèle a été testé sur une structure massive de 27 m3 coulée in situ. La connaissance des champs hydriques, thermiques et d'hydratation permet ensuite de prévoir les déformations induites par les variations de teneur en eau (retrait de séchage et d'autodessiccation) et de température (déformations thermiques) au sein de la structure. Le risque de fissuration peut alors être évalué avec le modèle mécanique à partir des contraintes induites par les déformations empêchées (gradients thermiques et hydriques ou conditions aux limites mécaniques). Le modèle mécanique proposé est de type viscoélastique non linéaire couplé à un modèle d'endommagement anisotrope. Il permet de traiter de façon globale les phénomènes de retrait et de fluage par l'utilisation d'un modèle rhéologique reproduisant le comportement hydromécanique du béton non saturé.; L'objectif de ce travail était de concevoir un outil de simulation permettant de choisir les meilleures solutions pour limiter la fissuration au jeune âge des structures en béton.Cet outil a été développé dans le code aux éléments finis CASTEM, il s'organise en deux phases de modélisations successives : un modèle déterminant les champs d'hydratation ainsi que les états hydriques et thermiques de la structure suivi d'un modèle mécanique utilisant ces données pour estimer la fissuration. Le modèle d'hydratation développé est un modèle multiphasique permettant de prévoir les évolutions conjointes de la teneur en eau, de la température et de l'hydratation des différentes phases de liants composés. Il est basé sur la résolution couplée des lois de cinétiques d'hydratation de chaque phase avec les lois de conservation de la masse d'eau et de la chaleur. La loi cinétique utilisée pour modéliser l'hydratation des phases du liant est basée sur une approche phénoménologique des cinétiques de réactions et des interactions entre phases (clinker et composés secondaires). Le modèle a été testé sur une structure massive de 27 m3 coulée in situ. La connaissance des champs hydriques, thermiques et d'hydratation permet ensuite de prévoir les déformations induites par les variations de teneur en eau (retrait de séchage et d'autodessiccation) et de température (déformations thermiques) au sein de la structure. Le risque de fissuration peut alors être évalué avec le modèle mécanique à partir des contraintes induites par les déformations empêchées (gradients thermiques et hydriques ou conditions aux limites mécaniques). Le modèle mécanique proposé est de type viscoélastique non linéaire couplé à un modèle d'endommagement anisotrope. Il permet de traiter de façon globale les phénomènes de retrait et de fluage par l'utilisation d'un modèle rhéologique reproduisant le comportement hydromécanique du béton non saturé.