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Les mécanismes de dégradation du béton sont liés à l’alternance de cycles répét

Les mécanismes de dégradation du béton sont liés à l’alternance de cycles répétés de phases de gel et de dégel. Le risque de désordres est d’autant plus élevé que le degré de saturation en eau du béton est important. C’est le cas notamment des parties d’ouvrages non protégées des intempéries et en contact direct avec des eaux saturées en sel. Une formulation mal adaptée et une mise en œuvre incorrecte du béton peuvent amplifier les dégradations. Sommaire  Action des cycles gel-dégel  Action des sels de déverglaçage  Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel et aux sels de déverglacage  Principes de prévention  Résistances du béton  Résistance au gel interne  Résistance à l’écaillage  Béton avec adjuvant entraineur d’air  Classes d’exposition  Principe de la démarche préventive  Carte de gel et de salage  Différents types de béton  Vérification de la formule beton g et g+s  Laisser un commentaire  Voir aussi Ce phénomène est aggravé, en surface, par l’application des sels de déverglaçage (ou fondants routiers), qui engendrent un accroissement des gradients de concentrations en sels, générant ainsi des pressions osmotiques plus élevées. Les dégradations occasionnées par le gel peuvent être de deux types :  une microfissuration répartie dans la masse du béton (feuilletage parallèle aux parois), provoquée par un mécanisme de gel interne;  un délitage de la zone superficielle (dégradation superficielle), appelé écaillage, sous l’effet conjugué des cycles de gel-dégel et des sels de déverglaçage. Un gradient thermique important au voisinage de la surface, générée par l’application des sels à titre curatif sur un film de glace, amplifie la dégradation de surface. Ces deux formes de dégradation peuvent se produire simultanément ou de manière indépendante, elles peuvent affecter la durabilité de la structure et en particulier la pérennité architecturale des ouvrages. Action des cycles gel-dégel Il est généralement admis que l’accroissement de volume, de l’ordre de 9 %, accompagnant la transformation de l’eau en glace (le béton contient toujours de l’eau non combinée, une partie de cette eau gèle dès que la température descend de quelques degrés en dessous de 0 °c) n’est pas la seule cause de la dégradation du béton. Dans la zone atteinte par le gel, des cristaux de glace se forment dans les plus gros capillaires, créant un déséquilibre thermodynamique qui va déclencher une migration de l’eau des capillaires les plus fins vers les capillaires dans lesquels l’eau est gelée (l’eau dans les capillaires les plus fins restant à l’état liquide). C’est l’accroissement des pressions hydrauliques dans les capillaires, engendré par ces mouvements de l’eau interne non gelée vers les « fronts de congélation », ainsi que les pressions osmotiques créées par les différences de concentrations en sels dissous entre l’eau située à proximité de l’eau gelée et celle non gelée (présente dans les capillaires fins), qui est considéré aujourd’hui comme la cause principale des dégradations. Ces pressions (hydrauliques et osmotiques) peuvent localement fissurer la pâte de ciment, si elles sont supérieures à la résistance à la traction de la pâte. Ce sont les modifications répétées et alternées de température (température positive à température négative) qui après un certain nombre de cycles peuvent dégrader le béton. Les dégradations sont le résultat d’un endommagement progressif. Elles dépendent de la vitesse de descente en température, du nombre de cycles et de la durée du gel. Action des sels de déverglaçage La cause principale des dégradations de surface pouvant résulter de la diffusion des sels de déverglaçage dans les capillaires du béton est un accroissement des pressions osmotiques. L’importante chute de température de surface, due à la quantité de chaleur consommée pour provoquer la fusion de la glace, amplifie les effets du gel dans la zone du béton proche de la surface (la chute de température de surface peut atteindre 4 °c/minute au lieu de 4 °c/heure habituellement). La peau du béton va donc se refroidir brutalement. Mais ce phénomène est rarement générateur d’un écaillage, car les sels de déverglaçage sont répandus dans la plupart des cas à titre préventif sur les ouvrages d’art des réseaux routier et autoroutier, pour garantir la sécurité des usagers. Il n’y a donc pas de film de glace lorsque les sels sont répandus. Parallèlement aux phénomènes essentiellement d’ordre physique, la présence des chlorures doit être considérée en vue de se prémunir des risques de corrosion des armatures, en respectant de manière rigoureuse les prescriptions relatives à l’enrobage. Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel et aux sels de déverglacage Les recommandations de niveau national relatives à la prévention contre les mécanismes développés par le gel font l'objet d'un guide technique édité par le lcpc en décembre 2003 intitulé "recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel". Les recommandations concernent les bétons réalisés sur chantier, en usines de préfabrication et en centrales de béton prêt à l'emploi pour les ouvrages relevant du domaine du génie civil, conçus pour une durée d’utilisation de projet de 100 ans. Elles permettent :  De maitriser les agressions pouvant résulter des cycles gel-dégel en présence ou non de sels de déverglaçage  De formuler et de confectionner des bétons durables en ambiance hivernale. Nota : les produits préfabriqués disposant d'une certification intégrant les risques liés au gel-dégel ne sont pas concernés par ces recommandations. Le document précise les dispositions relatives à l'élaboration des bétons traditionnels, des bétons à hautes performances et des bétons à technologie spécifique : béton à démoulage immédiat (bétons fabriqués en usine de préfabrication), bétons moulés sur site avec une machine à coffrage glissant et bétons projetés. Principes de prévention Les principes de prévention s'appliquent aux ouvrages non protégés des intempéries ou au contact avec l'eau ou les rejaillissements de saumure et soumis à deux types d'exposition spécifiques : le gel pur ou le gel pur en présence de sels de déverglaçage. Ils concernent tous les paramètres de formulation, les conditions environnementales et les conditions de fabrication et de mise en œuvre du béton (temps de transport, vibration talochage, cure, etc.) Les principes de prévention permettant d’assurer la durabilité des bétons durcis en ambiance hivernale reposent sur les constatations suivantes : Le béton résiste d’autant mieux,  Que sa compacité et sa résistance mécanique, en particulier en traction, sont élevées  Que son degré de saturation en eau est faible  Qu’il est imperméable et ne se laisse pas saturer par les sels de déverglaçage  Que le réseau de bulles d’air est adapté à la quantité d’eau gelable. Le béton doit être compact (rapport e/c faible et dosage en ciment élevé), présenter lorsque nécessaire un réseau de bulles d’air approprié, et être formulé en utilisant des granulats non gélifs. Les recommandations portent sur des :  prescriptions de moyens : caractéristiques des constituants (ciments, granulats , additions) et formulation du béton (rapport e/c et dosage en ciment pour une bonne compacité, emploi d’un entraîneur d’air pour créer un réseau de bulles d’air adapté).  prescriptions d’objectifs de résultats : caractéristiques de résistance mécanique, de résistance au gel interne (facteur d’espacement ou essai de performance) et de résistance à l’écaillage.  prescriptions concernant la fabrication et la mise en œuvre du béton ainsi que les dispositions constructives. Les recommandations s'appuient pour les granulats sur les normes nf en 12620 et nf p 18-545 ainsi que sur la norme nf en 1367-1 pour la sensibilité au gel. Elles définissent les essais à mettre en œuvre ainsi que les caractéristiques à exiger sur le béton durci (facteur d’espacement des bulles d’air) pour satisfaire la durabilité aux cycles gel-dégel en présence ou non de sels de déverglaçage. Pour les bétons traditionnels, les recommandations concernant les bétons de résistances caractéristiques à 28 jours inférieures à 50 mpa, formulés avec un entraineur d’air. Pour les bhp, les recommandations concernent les bétons de résistances caractéristiques à 28 jours supérieures ou égales à 50 mpa formulés avec ou sans entraineur d’air.elles distinguent deux classes de bhp en fonction du rapport e/c :  Classe 1 e/c ≥ 0.32  Classe 2 e/c < 0.32 Et deux types de formulation :  Béton formulé sans entraineur d’air  Béton formulé avec entraineur d’air Le guide technique consacre aussi un chapitre spécifique aux modalités de réalisations des épreuves d’étude et de convenance, et donne des éléments pour la mise en place d’un plan de contrôle de la qualité des bétons. Résistances du béton Le béton doit satisfaire 2 types de résistance. Résistance au gel interne La résistance au gel du béton dans la masse est évaluée de deux manières suivant le type de béton.  Béton formulé avec un agent entraineur d’air. Le facteur d’espacement des bulles d’air l (barre) est déterminé dès le stade de la formulation du béton. Il est mesuré sur béton durci selon la norme astm c 457 à une échéance de 4 à 5 jours et permet de valider l’efficacité du réseau de bulles d’air entrainé. Les paramètres du réseau de vides d’air dans le béton durci sont uploads/Ingenierie_Lourd/ 1-prevention-des-betons-durcis-soumis-au-gel-et-aux-sels-de-deverglacage.pdf