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Les Bétons

23/02/2014 1A. Diouri : Bétons et pathologies - 2013

BétonBéton

Ciment

CEM I

CEM II

Granulat

Fillers

Sables

Eau Adjuvants

modifient l’ouvrabilité

modifient la prise et le durcissement

CEM III

CEM IV

CEM V

Graves

Gravillons

Ballasts

et le durcissement

modifient certaines propriétés

particulières


Classes

Pas de Risque de corrosion XO

Aucun risque de corrosion ou d’attaque

Risque de corrosion

XC

Corrosion induite par carbonatation

XD

Corrosion induite par les

chlorures ayant une origine

autre que marine

Les classes d’exposition

Classes d’exposition

corrosion autre que marine

XS

Corrosion induite par les

chlorures présents dans

l’eau de mer

Attaques

XFAttaques gel/dégel avec ou

sans agent de déverglaçage

XA Attaques chimiques23/02/2014 3A. Diouri : Bétons et pathologies - 2013


� Les nouveaux textes normatifs relatifs au béton prennent en compte la durabilité en s’appuyant sur la notion de classes d’exposition.

� Ils imposent au prescripteur de définir les actions dues à définir les actions dues à l’environnement auquel le béton de l’ouvrage ou de chaque partie d’ouvrage va être exposé pendant la durée d’utilisation de la structure.



� La détermination des classes d’exposition permet d’optimiserles performances du béton et sa durabilité en sélectionnant avec précision :

d’expositionavec précision : - les formulations,- les caractéristiques - les propriétés adaptées aux environnements



� Le béton doit respecter toutes les valeurs limites applicables pour : - la composition - les propriétés du béton pour chaque classe d’exposition chaque classe d’exposition

� la sélection des plus sévères exigences et spécifications.



Combinaison des classes d’expositionChaque béton d’une partie d’ouvrage peut être soumis simultanément à plusieurs actions environnementales.Il convient donc, pour chaque partie d’ouvrage, de d’ouvrage, de �Déterminer la combinaison des classes d’exposition � prendre en compte avec précision l’ensemble des conditions environnementales


Agressions liées aux vents, aux

taux élevés d’humidité et à

Impacts physiques des déplacements de l’eau : vagues,

courants, variations de

niveauxAttaques et agressions

chimiques de

Exemple du Béton marin

Le Béton Marin

Convenable

taux élevés d’humidité et à l’ensoleillement

chimiques de l’eau de mer


Le Béton Marin

la zone immergée

la zone de marnage

la zone exposée à l’air

véhiculant du sel marin

la zone d’aspersion par l’eau de

mer

la zone soumise aux

embruns

sel marin


Choix du Béton Marin


Pathologies

des Bétonsdes Bétons

1423/02/2014 A. Diouri : Bétons et pathologies - 2013

Les principales causes de dégradation desbétons proviennent des attaques physiques etchimiques supportées dans le temps par lesstructures placées dans un environnement plusoumoinsagressif.

15

oumoinsagressif.

Les dégradations peuvent provenir de défautsinitiaux dus soit à une conception mal adaptée,soit à une mauvaise mise en œuvre des bétons.


FISSURES DUES AU

TASSEMENT DU BETON

FRAIS

16

FRAIS


DESCRIPTION DE LA PATHOLOGIE

RESSUAGE

- SE MANIFESTE AVANT LA PRISE

- APPARITION D’UNE PELLICULE D’EAU A LA SURFACE LIBRE HORIZONTALE DU BETON FRAIS

17

- TASSEMENT PROGRESSIF DU SQUELETTE SOUS L’EFFET DE LA PESANTEUR

- DANS LES CAS EXTREMES, CREATION DE FISSURES OUVERTES AU DROIT DES OBSTACLES QUI S ’OPPOSENT AUX MOUVEMENTS DE TASSEMENT DU BETON (armatures, variations locales d ’épaisseur…)


LOCALISATION DE LA PHATOLOGIE

FISSURES DUES AU RETRAIT

PLASTIQUE



RETRAIT PLASTIQUE - DESSICATION

- RETRAIT DU BETON FRAIS OU EN COURS DE PRISE

- PRINCIPALEMENT LOCALISE SUR LES PIECES MINCES OU SUR LES GRANDES SURFACES HORIZONTALES EN CONTACT AVEC L’AIR

19

LORSQU’IL EST ENCORE DANS UN ETAT AISEMENT DEFORMABLE (avant et pendant la prise pendant un temps limité)

- RETRAIT D’ORIGINE EXOGENE PAR DESSICCATION (évaporation)


VISUALISATION DE LA PATHOLOGIE

RETRAIT PLASTIQUE - DESSICATION


LOCALISATION DE LA PHATOLOGIE

FISSURES DUES AU RETRAIT THERMIQUE

21

THERMIQUE



RETRAIT THERMIQUE

- PRINCIPALEMENT LOCALISE SUR LES OUVRAGES MASSIFS ET PEU SUR LES PIECES MINCES

- ECHAUFFEMENTS IMPORTANTS (> 70 °C) OCCASIONNANT UNE EXPANSION SUIVIE D’UNE CONTRACTION AU REFROIDISSMENT

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- LA CONTRACTION SE MANIFESTE DANS UN LAPS DE TEMPS VARIANT DE QUELQUES DIZAINES D’HEURES A QUELQUES SEMAINES APRES LA MISE EN ŒUVRE DU BETON

- FISSURES PROFONDES TRAVERSANT LA TOTALITE DE L’EPAISSEUR DU BETON

REFROIDISSMENT



RETRAIT THERMIQUE

23

Fissure thermique d'une pile massive

Microfissuration d’une pièce massive en béton


LOCALISATION DE LA PATHOLOGIE

FISSURES DUES A LA CORROSION

24

A LA CORROSION DES ARMATURES



CARBONATATION -CORROSION DES ARMATURES

LA CORROSION DES

25

LA CORROSION DES ARMATURES EST SOUVENT

LIEE A LA CARBONATATION



CARBONATATION - CORROSION DES ARMATURES




- CAUSES PRINCIPALES : BETON POREUX, RECOUVREMENT INSUFFISANT DES ARMATURES, CURE NEGLIGEE, ENVIRONNEMENT HUMIDE RICHE EN CO2

- NEUTRALISATION PROGRESSIVE DE L’ALCALINITE DU BETON ET POUR UN pH < 9-10, DEPASSIVATION DES

29

- LA CORROSION DEBUTE LORSQUE L’HUMIDITE ET L’OXYGENE PARVIENNENT AUX ARMATURES

- DEFAUTS ESTHETIQUES AU DEBUT (TACHE DE ROUILLE) QUI PEUT CONDUIRE A LA RUINE DE L’OUVRAGE QUAND LE PHENOMENE SE GENERALISE

BETON ET POUR UN pH < 9-10, DEPASSIVATION DES ARMATURES : FORMATION DE ROUILLE (l’acier en rouillant augmente son volume de 4 fois environ)



FISSURES DUES A LA REACTION

ALCALI-GRANULATS



ALCALI-REACTION

REACTION ENTRE LES ALCALINS PRESENTS DANS LE BETON ET LES GRANULATS SILICEUX REACTIFS

FORMATION D’UN GEL EXPANSIF A BASE DE SILICATE DE CALCIUM LORSQUE TROIS CONDITIONS SONT REUNIES : PRESENCE D’ALCALIS SOLUBLES, DE GRANULATS REACTIFS ET D’UNE FORTE HUMIDITE (HR > 80 %).

31

LA FISSURATION (RESEAUX DE FAÏENCAGE) APPARAÎT APRES DES DUREES VARIABLES (DE QUELQUES MOIS A 3 ANS OU PLUS SI L ’ENVIRONNEMENT EVOLUE)

LA FISSURATION INITIALE INESTHETIQUE CONDUIT PROGRESSIVEMENT A LA BAISSE DES PERFORMANCES DU BETON ET UNE DIMINUTION DE LA DURABILITE. LA DESTRUCTION DE L’OUVRAGE RESTE EXCEPTIONNELLE.


Gel expansif (2) au contact du granulat

siliceux


REACTION ALCALI-GRANULATS

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Dépôt de cristaux de silicate alcalin sur le granulat

siliceuxGel de silice



FISSURES DUES A LA

DEFORMATION

33

DEFORMATION SOUS CHARGE


Pathologies d’autres originesNous avons vu que les bétons se dégradaient à cause des milieux dans lesquels ils sont placés car

ils y subissent des agressions physiques et chimiques. Certaines causes, essentiellement dues à une mauvaise mise en œuvre, peuvent également participer à la dégradation des bétons.

� Mauvais positionnement des armatures:

Les armatures (généralement en acier) placées trop près du parement béton lors du coulage provoquent à terme des fissurations de surface.

� Mauvaise qualité des bétons employés:

Un béton trop faiblement dosé en ciment, mal vibré, présentera un aspect défectueux : nids d'abeilles, faïençage, fissures superficielles, trous laissant les armatures apparentes.

� Vibration trop importante:

Une vibration trop longue peut entraîner une ségrégation du béton et par conséquent une mauvaise répartition des constituants. Les efforts mal répartis entraînent alors des fissurations et des élancements du béton.

� Absence de cure du béton:

La cure du béton est indispensable par temps chaud venté. Sans protection de surface, le béton se faïence en surface.

� Cycle humidité / sécheresse:

Les cycles répétés d'humidité/sécheresse entraînent des variations dimensionnelles du béton pouvant créer des fissures et par conséquent la corrasion des aciers.


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