Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La corrosion des armatures est la principale cause des désordres se produisant sur les structures en béton armé et précontraint. Cet article a pour objet de décrire les mécanismes de corrosion des aciers et leurs conséquences sur la tenue des ouvrages. Auparavant, seront présentées les caractéristiques des bétons mis en place, et des armatures.
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Corrosion of reinforcements is the main cause of degradation in reinforced and pre-stressed concrete structures. This article first presents concrete and reinforcement characteristics, and then goes on to describe steel corrosion mechanisms and their adverse effects on a structure’s mechanical behaviour.
Auteur(s)
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Valérie L'HOSTIS : Ingénieur de recherche au CEA Saclay, laboratoire d'étude du comportement des bétons et des argiles
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André RAHARINAIVO : Docteur ès sciences, conseil au Centre français de l'anticorrosion (CEFRACOR)
-
Guy TACHÉ : Ingénieur au Centre expérimental du bâtiment et des travaux publics (CEBTP)
INTRODUCTION
Les structures et ouvrages en béton armé sont soumis, dès leur plus jeune âge, à des contraintes d'ordre mécanique (charges, sollicitations diverses externes ou internes, dont le vent, les variations de température, etc.) ou environnementales (atmosphère, eau de mer, etc.).
Leur comportement vis-à-vis de la durabilité est essentiellement lié au comportement particulier du matériau béton. En effet, celui-ci réagit sans cesse avec l'environnement : échanges hydriques, réactions chimiques, action du gaz carbonique (vieillissement naturel). Des désordres peuvent alors survenir.
Les phénomènes de corrosion des armatures sont les plus fréquents d'entre eux et sont susceptibles de nécessiter des réparations importantes donc coûteuses.
La prévention devient alors essentielle. La bonne compréhension des mécanismes est nécessaire afin de mieux maintenir, diagnostiquer et réparer ces désordres.
L'étude complète du sujet comprend les articles :
-
[COR 407] « Corrosion des armatures dans les bétons – Mécanisme » ;
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[COR 408] « Corrosion des armatures dans les bétons – Exemples et actions » ;
-
[COR 409] « Corrosion des armatures dans les bétons – Démarches ».
Les objectifs de ces trois articles sont les suivants :
-
décrire les phénomènes conduisant à la corrosion des armatures et à ses conséquences (formation d'éclats, d'épaufrures, rupture d'éléments, etc.) ;
-
présenter des cas concrets.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
Concrete | corrosion | reinforcements | construction
VERSIONS
- Version courante de déc. 2016 par Valérie L’HOSTIS, André RAHARINAIVO, Guy TACHÉ
DOI (Digital Object Identifier)
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Croissance des couches de produits de corrosion5. Comportement électrochimique des armatures
5.1 Établissement du potentiel
Les armatures sont en contact avec, d'une part, une solution alcaline (qui assure ou non la passivité) et, d'autre part, avec un milieu poreux (qui favorise ou ralentit les phénomènes de diffusion de l'oxygène notamment). Leur comportement électrochimique et le potentiel de corrosion libre (potentiel mixte) vont donc dépendre de ces deux phases.
Comme indiqué par la courbe de polarisation de la figure 19, la passivité se traduit par un très faible courant de palier dans un large domaine de potentiel. La réduction de l'oxygène est la seule réaction cathodique, rapidement limitée par la diffusion.
Cette courbe de polarisation peut se décomposer en une somme (algébrique) de deux courbes élémentaires anodique (oxydation du fer) et cathodique (réduction de l'oxygène).
Le potentiel mixte (à courant global nul) diminue lorsque la teneur en oxygène décroît (figure 20). En pratique, dans un béton aéré, l'acier passif prend alors un potentiel compris entre – 200 et + 200 mV/ECS (électrode au calomel saturé), largement dépendant des conditions d'aération de l'enrobage. Le mouillage du béton tend à ralentir la diffusion de l'oxygène et le potentiel tend à diminuer (en fait, cela dépend également de la nature du ciment et des espèces susceptibles d'être dissoutes, comme les sulfures dans les ciments aux laitiers). En cas de saturation (immersion par exemple), le potentiel diminue fortement, comme indiqué dans la figure 20. Le courant de corrosion n'est pas pour autant plus important et l'acier n'est pas dépassivé.
Les chlorures ont pour effet de rompre la couche passive de manière irréversible. La courbe anodique est alors fortement modifiée, l'oxydation intervenant essentiellement sur les zones dépassivées. La figure 21 montre que le potentiel de corrosion (courant global nul) diminue fortement.
Pour une structure, le potentiel de corrosion des armatures se mesure à la surface du béton enrobant l'acier (figure 22).
Le potentiel pris par l'armature dépend des conditions d'aération et d'humidité, et il apparaît un gradient entre les zones encore passives et les zones actives. Des calculs ont été effectués pour préciser l'effet de la résistivité électrique...
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Comportement électrochimique des armatures
BIBLIOGRAPHIE
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