Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La réaction sulfatique interne par formation différée d'ettringite a été découverte dans des éléments préfabriqués étuvés. Depuis quelques années seulement, elle a été identifiée comme responsable de désordres susceptibles d’endommager des structures coulées en place dont le béton a atteint des températures élevées. Cet article présente tout d’abord les mécanismes de cette réaction, et les différents types d’ettringite. Sur la base de la description des désordres, il décrit ensuite la pathologie et la gestion des ouvrages malades, puis la prévention qu’il convient de mettre en place. Des recherches fondamentales et appliquées sont encore nécessaires pour améliorer les connaissances actuelles.
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The internal sulfate reaction by the deferred formation of ettringite was discovered in steamed precast elements. It was identified only a few years ago as being responsible for disorders likely to damage cast-in-place structures where the concrete of which has reached high temperatures. This article starts by presenting the mechanisms of thios reaction and the various types of ettringite. On the basis of the description of the disorders, it then describes the pathology and management of sick structures and the prevention to be implemented. Fundamental and applied researches are still necessary in order to improve the current knowledge.
Auteur(s)
-
Bruno GODART : Directeur technique Ouvrages d'Art au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)
-
Loïc DIVET : Chef de la division Physico-chimie des Matériaux au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)
INTRODUCTION
La réaction sulfatique interne (RSI) par formation différée d'ettringite est une cause de désordres susceptibles d'endommager sévèrement des ouvrages en béton.
Les premiers cas sont apparus à l'étranger, à partir de 1987, dans certaines pièces préfabriquées qui avaient été soumises à un traitement thermique inadapté à la formulation et à l'exposition du béton (comme, par exemple, des traverses de chemin de fer).
Ce phénomène a été observé en France, à partir de 1997, sur des ponts dont le béton avait été coulé en place. Il s'agit essentiellement de parties d'ouvrages massives (piles, chevêtres sur piles ou culées, etc.) en contact avec l'eau ou soumises à une forte humidité.
À la différence des réactions sulfatiques plus classiques, où les sulfates agressent le béton depuis l'extérieur en provoquant une dégradation progressive de la surface vers le cœur de la pièce, la RSI affecte l'ensemble du béton sans faire appel à une source extérieure de sulfates. Elle se manifeste alors par un gonflement du matériau et une fissuration de la structure.
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VERSIONS
- Version courante de juin 2024 par Bruno GODART, Loïc DIVET
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Prévention des désordres
En anglais
2. Pathologie et gestion des ouvrages malades
2.1 Description des désordres et dépistage
Les désordres les plus courants, provoqués par une réaction sulfatique interne, sont la fissuration en réseau et le faïençage (figure 8).
Ces maillages de fissures ne sont cependant pas caractéristiques de la RSI, car d'autres pathologies, comme l'alcali-réaction et le gel interne produisent ces mêmes symptômes. La présomption initiale d'une RSI reste néanmoins fondée sur la présence de symptômes visuels détectés lors d'une visite ou d'une inspection d'ouvrage. Cette fissuration peut être orientée lorsque des efforts de compression s'opposent au gonflement interne (cas des ouvrages précontraints, ou des poteaux, par exemple).
Dans certains cas, les fissures peuvent présenter un rejet (un décalage hors du plan des lèvres des fissures). Dans les cas où la réaction est particulièrement expansive, les gonflements des éléments de structures se matérialisent par des bombements de parements qui sont bien visibles à l'œil. Enfin, dans d'autres cas, les conséquences du gonflement deviennent visibles au niveau du fonctionnement de la structure comme, par exemple, avec la mise en butée de l'ouvrage à ses extrémités ou le blocage de vannes mobiles dans des barrages.
Hormis les fissurations, mouvements et déformations de gonflement, il n'existe pas d'autres désordres apparents sur ouvrages associés à la RSI. Le « Manuel d'identification des réactions de dégradation interne du béton dans les ouvrages d'art », publié par le LCPC en février 1999, apporte une aide utile pour l'identification des diverses manifestations pouvant traduire l'existence d'une telle réaction .
Il est également important de noter que ce sont généralement les parties de structures en contact direct avec l'eau (piles en rivière (figure 9), fondations, barrages, tuyaux d'irrigation,...) et les parties de structure soumises à des venues d'eau en raison de défauts de drainage ou d'étanchéité (chevêtres sur appuis, sommiers de culée,...) qui sont touchées par cette réaction.
Les parties de structure soumises aux intempéries, ou à une humidité permanente, ou à une alternance de cycles séchage-humidification (traverses de chemins de fer, toitures en fibro-ciment,...) peuvent également présenter des désordres.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HORNAIN (H.), ROUGEAU (P.) - Dégradations du béton liées à l'action des sulfates et aux phénomènes d'alcali-réaction - in Grandeurs associées à la Durabilité des Bétons sous la direction de G. Arliguie et H. Hornain, Presses de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, pp. 205-262 (2007).
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(2) - DELOYE (F.X.) - Action conjuguée du soufre et des alcalins dans les réactions liants-granulats au sein du béton - Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 161, pp. 41-49 (mai-juin 1989).
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(3) - TAYLOR (H.F.W.), FAMY (C.), SCRIVENER (K.) - Review : Delayed Ettringite Formation - Cement and Concrete Research, vol. 31, n° 5, pp. 683-693 (2001).
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(4) - DIVET (L.) - Les reactions sulfatiques internes au béton : contribution à l'étude de la formation différée de l'ettringite - Etudes et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chaussées, Ouvrages d'art, OA 40, 227 p. (2001).
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(5) - GLASSER (F.P.) - The stability of ettringite in International...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Ciment – Partie 1 : Composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants. - NF EN 197-1 -
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Amendement A1 à la norme NF EN 197-1. - NF EN 197-1/A1 -
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Béton – Partie 1 : spécification, performances, production et conformité. - NF EN 206-1 -
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Amendement A1 à la norme NF EN 206-1. - NF EN 206-1/A1 -
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Amendement A2 à la norme NF EN 206-1. - NF EN 206-1/A2 -
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Applications ferroviaires – Voie – Traverses et supports en béton – Partie 1 : Prescriptions générales. - EN 13230-1 -
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Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. - NF EN 13369 -
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Amendement A1...
1.1 Organismes – Fédérations – Associations
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Association française de génie civil – AFGC
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Laboratoire central des Ponts et Chaussées
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Service d'études techniques sur les transports, les routes, les autoroutes et leurs aménagements
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