Les sources d environnements acides Action des acides acides

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Lattaque acide sur les matériaux à base de
ciments.
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• Les sources denvironnements acides
• Action des acides
• acides minéraux
• acides organiques
• Linfluence du rapport E/C
• Les polluants gazeux
• la carbonatation
• action du dioxyde de souffre
• Processus de détérioration

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Introduction

• Propriété du béton durabilité
• Cette durabilité peut elle être menacée ?
• -gt Oui par les attaques chimiques
• -gt Notamment par les attaques acides.

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Lattaque du béton
Béton attaqué
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Les sources denvironnements acides

• Issue de lindustrie et des activités urbaines
  (cas des sulfates)
• Issue de leau de mer (cas des chlorures)
• Issue des conditions météorologiques (gel-dégel,
  L'alcali-réaction)
• Présence deau.

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Les sulfates

• Ces sulfates, sous forme liquide ou gazeuse,
  proviennent souvent de pollutions industrielles
  ou urbaines.
• Caractéristique gonflement du béton
• et fissuration.

Fissuration à lEglise Sainte Thérèse de Metz.
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Les chlorures

• Les chlorures peuvent apparaître dans le béton
  sil y a proximité de la mer.
• Ils conduisent à la corrosion et à une plus
  grande sensibilité des armatures.

Cristaux de chloroaluminates de calcium. Leur
présence est liée à la proximité de la mer.
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Lalcali réaction

• Réaction se produisant entre les granulats du
  béton et les alcalins de la pâte de ciment.
• Il faut que le granulat soit potentiellement
  réactif, et que l'humidité relative excède 80 à
  85 .
• Il faut que la concentration en alcalins dépasse
  un seuil critique.
• Il y a éclatement du béton.

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Leau

• Un associé inévitable des attaques chimiques est
  l'eau.
• L'eau agit comme un solvant d'agents agressifs.
• L'eau agit comme moyen de transport d'agents
  agressifs.

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Comment définir lagressivité dun acide ?

• Acide Base H
• Capacité de dissoudre certains matériaux
• Acide fort réaction totale avec leauAH H2O
  A- H3O

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Laction des acides minéraux sur le béton

• Modes daction
• Par leau (pluie)
• Lair ambiante
• Dioxyde de carbone CO2
• Acidité naturelle
• Oxydes (combustion de carburant)

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Comment vont réagir ces entités chimiques ?

• Oxydes dissous dans leau acides
• Réaction avec les composants basiques du béton.
• Mise en solution des sels minéraux

Conséquence Apparition du spectre darmatures
Progression de la dégradation du béton denrobage
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Comment agissent ces éléments ?

• L'eau pure lixiviation du béton (mise en
  solution)

mise en évidence des granulats
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• Les sels de chlorures
• Par convection humidification du béton
• Par diffusion gradient de concentration des
  chlorures

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• Le dioxyde de carbone (CO2)
• pénétration dans les pores du béton.
• réaction avec certains composés calciques pour
  former des carbonates.
• diminue le pH du béton

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Origine des attaques acides organiques

• -Agriculture
• -Eaux usées issues de lindustrie
• -Contacts sol fondation
• Peuvent atteindre lacidité des minéraux.

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Les phénols

• Définition
• -composant organique
  cyclique
• -groupe OH substitué

• Provenance
• - raffineries pétrochimiques
• - industries pharmaceutiques
• - égouts

• Agressivité
• - ordre de solubilité des sels de
  calcium
• - position et nombre de groupe OH dans
  la molécule
• - nombre de substituant électronégatif

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(No Transcript)
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Résorcinol
Habituellement -large expansion -développ
ement de fissures
Ici -large fente longitudinale -mâche
a lintérieur réaction formée habituellement
par réaction avec le gypse et lettringite
Origine ? -synergisme entre lattaque acide
et la surface
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Pyrogallol
Habituellement -diminution de CaO
Ici -écrasement de la surface
attaqué -formation de mâche sur la partie
supérieure -diminution de SiO2 Origine -comp
osition du ciment
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• Linfluence du rapport E/C sur la qualité dun
  béton

1) Influence du rapport E/C sur la perméabilité
dun béton
2) Influence du rapport E/C sur la résistance
dun béton
3) Effet des adjuvants sur le rapport E/C
4) Importance de la cure du béton et de
lenrobage des aciers
Photo du viaduc dAvignon
Photo du viaduc dAvignon
E/C Eau / Ciment
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1) Influence du rapport E/C sur la perméabilité
dun béton
Si supérieure la perméabilité augmente

• Valeur critique E/C 0.6

Si inférieure la perméabilité diminue
Pores (vides)
Échantillon de béton
Échantillon de béton coloré
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1) Influence du rapport E/C sur la perméabilité
dun béton

• Si E / C augmente

• Augmentation des pores capillaires

• Baisse de la résistance mécanique

• Si E / C diminue

• Augmentation de la résistance mécanique

• Accentué la vibration du béton frais

• Utilisation éventuelle dadjuvants

• Béton utilisé dans les milieux agressifs

• Remarque

• Ajout de cendres volantes et fumées de silice

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2) Influence du rapport E/C sur la résistance
dun béton
Exemple à 28 jours
E/C 0.6 résistance fc(28) 19 Mpa
E/C 0.4 résistance fc(28) 33 Mpa
Delta 14 Mpa
Résistance en fonction du rapport E/C
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3) Effet des adjuvants sur le rapport E/C

• Effet souhaité

• Diminution du rapport E/C

• Diminution de la quantité deau

• Pas de modification de louvrabilité
  (maniabilité)

• Augmentation de la résistance

• Ces adjuvants sont appelés réducteurs deau
  et super plastifiants.

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4) Importance de la cure du béton et de
lenrobage des aciers
a) Cure du béton

• Maintenir des conditions de température et
  dhumidité propices à lhydratation du ciment

Pulvérisation dun produit de cure

• Résultat le béton sera plus résistant, moins
  poreux et plus durable

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4) Importance de la cure du béton et de
lenrobage des aciers
b) Lenrobage des aciers
Coupe type dun voile

• Lenrobage est en lien direct avec la
  carbonatation

• Il dépend de lexposition du béton

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LES POLLUANTS GAZEUX

• Constitution de latmosphère terrestre
• 78,09 de N2
• 20,95 de O2
• 0,93 de Ar
• 0,03 de CO2
• Mais la teneur en CO2 peut augmenter en fonction
  des conditions locales villes, zones
  industrielles,

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• Les polluants réagissent sous linfluence
• de loxygène
• du soleil
• de la température
• Avec les particules deau les polluants peuvent
  former
• brouillard, neige,pluie acide qui se déposent
  sur les bâtiments
• graves problèmes de corrosion sur les métaux,
  les pierres de chaux, les batiments en
  marbres et les structures en béton peuvent être
  endommagés

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• Les polluants ont un caractère acide
• Réaction avec les produit dhydratation du ciment
• LA CARBONATATION
• Le CO2 contenu dans l'air ambiant pénètre dans
  les pores des structures en béton gt formation de
  carbonate de calcium.
• CO2 H2O ? H2CO3
• H2CO3 Ca(OH)2 ? CaCO3 H2O
• gtdiminution du pH du béton en-dessous de 9

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(No Transcript)
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• Le paramètre décisif de la qualité dun béton est
  sa perméabilité qui dépend de sa structure
  poreuse.
• La diffusion du CO2 nest possible quen présence
  dair
• leau a un rôle important dans le processus de
  carbonatation
• elle limite la diffusion du CO2 à lintérieur
  des pores
  
• elle permet la réaction de carbonatation
• Lhumidité augmente le processus de
  carbonatation.

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Les conséquences de la carbonatation

• La baisse du pH, d'une valeur de l'ordre de 12
  à une valeur inférieure à 9, peut conduire à la
  corrosion des aciers.
• le CaCO3 permet une imperméabilisation du
  béton ce qui empêche labsorption des autres
  éléments agressifs.

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Les autres polluants gazeux
SO2
NOX
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LAction de SO2
Les 3 grandes étapes

• La diffusion de SO2 dans le béton

• La formation d acide sulfurique

• La formation de sulfate de calcium

Apparition de fissures
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La dissolution de SO2 dans le béton
1

• Lobtention nécessaire du catalyseur OH

 

• La dissolution de SO2

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La formation dacide sulfurique
2

• Selon la réaction suivante

 
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La formation de sulfate de calcium
3
Acide sulfurique Calcaire ? Sulfure de calcium
 
Sulfate de calcium
Sulfure de calcium

Milieu Alcalin
gypse (sulfate hydraté de calcium) CaSO4
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LAction de SO2 détériorele béton

• Cette attaque acide dorigine gazeuse progresse
  de la surface vers lintérieur du matériaux
• Lattaque se propage par les fissures crées par
  le gypse ou lettringite
• La perméabilité et la porosité du béton sont donc
  déterminants.

• La passivation des armatures est inactive ?
  corrosion

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Une détérioration accrue
Action de SO2

Carbonatation
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Processus de dégradation
Béton dégradé
Mur de béton en zone portuaire
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Influence sur les propriétés mécaniques

• Diminution de la masse
• Baisse du module délasticité
• Perte de compacité

Diminution des propriétés mécanique au cours du
temps
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• Premier signe visible détérioration de la
  surface

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Mécanisme de détérioration

• Gonflement du béton dû aux réactions chimiques
• Fissuration en faïence
• Éclatement du béton

Éclatement du béton
Fissuration en faïence
Mur de de façade en milieu urbain
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Corrosion des aciers

• Destruction de la passivité des aciers
• Corrosion des aciers
• Risque de rupture

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Ne pas confondre
Attaque acide
Chargement usuel
Fissurations en faïence
Fissurations rectilignes
Mur de soutènement à Ottawa
Essai de chargement, poutre sur 3 appuis
47

• Réalisation dans le désordre alphabétique
• Boussé Marie
• Contrino Angelina
• Boutreux Fabien
• Klehammer Jérémie
• Cheray Olivier
• De Renzo Alban
• Debus Sébastien

FIN