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RÉSUMÉ
Alors que la réactivité des surfaces de béton influence directement son esthétique et sa durabilité, de nouvelles fonctionnalisations de surface destinées à élargir le domaine d'utilisation du béton voient le jour en faisant appel à la réactivité de certaines charges.
Cet article a pour objectif d’expliquer comment la réactivité de surface du béton peut être reliée à sa composition chimique et aux interactions avec son environnement. De nombreux exemples liés à la présence d'ions en solution, aux conditions de coffrage, à l'incorporation de charges particulières dans le mélange et à l'application de revêtements de protection sont détaillés dans cet article.
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Matthieu HORGNIES : Docteur, HDR - Chargé de recherche - LafargeHolcim Innovation Center (Saint Quentin-Fallavier, France)
INTRODUCTION
La réactivité des surfaces de béton est un sujet complexe que l’on peut définir par les interactions à l’interface entre la microstructure d’un matériau à base de liant hydraulique et l’environnement extérieur, celui-ci pouvant être constitué de différents gaz (CO2, NO2), d’eau liquide (plus ou moins chargée en sels), de produits (ou de résidus) de décoffrage et même de micro-organismes (moisissures, algues…).
Cet article vise à décrire la variabilité des réactions possibles entre la surface du béton et son environnement immédiat, que ce soit durant son hydratation et son durcissement ou lors de sa carbonatation et de son vieillissement. Divers exemples seront présentés afin d’expliciter le type de réaction ayant lieu en surface, les interactions détaillées dans cet article étant séparées en trois groupes :
-
celles résultant des réactions avec l’eau liquide ou avec des ions présents en solution : phénomènes d’hydratation au jeune âge, de formation d’efflorescence après décoffrage, de lixiviation et de décalcification suite à des expositions récurrentes à l’eau, attaque acide, interactions avec les sulfates et pénétration des ions chlorures ;
-
celles résultant des interactions avec les éléments du coffrage, comme les moules et les agents de décoffrage : influences des huiles de décoffrage, contamination et fonctionnalisation avec certains moules, croissance de portlandite favorisée par certains tensioactifs ;
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celles résultant des interactions avec l’environnement : carbonatation en présence de CO2, dépollution de certains gaz irritants ou toxiques, croissance de micro-organismes.
Enfin, le dernier chapitre décrira les fonctionnalités apportées par les divers types de revêtements de protection potentiellement applicables sur le béton, et leurs implications vis-à-vis des interactions précédemment décrites.
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MOTS-CLÉS
surface Dégradation fonctionnalisation Coffrage béton réactivité
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2014 par Matthieu HORGNIES
DOI (Digital Object Identifier)
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Interactions avec les coffrages et les agents de démoulage
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1. Interactions avec l’eau et les ions en solution
1.1 Spécificités de la peau du béton
Le béton est décrit généralement comme étant un mélange constitué de granulats, de sable, de ciment et d’eau (dans certaines formulations, de fines particules, appelées « filler », sont aussi ajoutées).
Comme nous le verrons plus en détails dans le paragraphe 2.2, la réaction du ciment avec l’eau, appelée « hydratation », donne lieu à la prise d’une pâte dite « hydratée » qui lie les granulats et les grains de sable et donne une cohésion importante au béton. La distribution granulaire au sein d’un béton peut varier fortement d’une formulation à l’autre, en fonction des propriétés requises (résistance mécanique, perméabilité, densité…) ; une différence de plusieurs ordres de grandeur entre les plus petites et les plus grosses particules peut être utilisée dans les bétons à ultra hautes performances (BUHP) par exemple .
La composition de la surface d’un élément en béton (appelée aussi « peau du béton ») est cependant différente du volume. En effet, le contact avec les moules/coffrages produit un effet similaire à celui détecté en surface de chaque granulat, à savoir une décroissance de l’empilement granulaire du fait de la restriction de mouvement des particules adjacentes à la...
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Interactions avec l’eau et les ions en solution
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VERNET (C.), LUKASIK (J.), PRAT (E.) - Nanostructure, porosity, permeability, and diffusivity of Ultra high performance concretes (UHPC). – - Proceedings of the International Symposium on High Performance Concrete and Reactive Powder Concrete, Edited by AITCIN (P.C.) and DELAGRAVE (Y.), p. 17 (1998).
-
(2) - DE LARRARD (F.) - Concrete mixture proportioning. – - E & FN Spon, London, United Kingdom (1999).
-
(3) - BEN AIM (R.) - Étude de la texture des empilements de grains. Application à la détermination de la perméabilité des mélanges binaires en régime moléculaire, intermédiaire, laminaire. – - Thèse de doctorat, université de Nancy, France (1970).
-
(4) - HORGNIES (M.), WILLIEME (P.), GABET (O.) - Influence of the surface properties of concrete on the adhesion of coating : characterization of the interface by peel test and FT-IR spectroscopy. – - Progress in Organic Coatings, 72, p. 360 (2011).
-
(5) - TAYLOR (H.F.W.) - Cement chemistry. – - 2nd Ed.,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
ISO Acoustique : méthode de calcul du niveau d’isotonie. - ISO 532 1975 ISO - 1975
-
AFNOR Essais pour béton frais – Partie 5 : essai d’étalement à la table à choc - NF EN 12350-5 AFNOR - 2005
-
AFNOR Tuiles de terre cuite pour pose en discontinu – Détermination des caractéristiques physiques – Partie 1 : essai d’imperméabilité - NF EN 539-1 AFNOR - 2006
-
ISO Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) – Test method for self-cleaning performance of semiconducting photocatalytic materials – Measurement of water contact angle - ISO/FDIS 27448 - 2009
-
AFNOR Ciment – Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants - NF EN 197-1 - 2012
-
ISO Peintures et vernis – essai de quadrillage - ISO 2409 - 2013
-
AFNOR Exécution des structures en béton - NF EN 13670/CN - 2013
-
...
ANNEXES
Concrete element having a superhydrophobic surface WO2011095744.
Use of a concrete-based element for the treatment of gases and volatile compounds EP2488279, WO2011045509.
Concrete article comprising a surface with low open porosity EP2603471, WO2012020012.
Cement-based paving blocks for photocatalytic paving for the abatement of urban pollutants EP1601626.
HAUT DE PAGEConstructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
CABOT Corporation
https://www.cabotcorp.com/solutions/products-plus/activated-carbon
TECHNI MOULAGE
http://www.techni-moulage.com/entreprise.moulage.drome.shtml
TRONOX
WACKER
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)Fédération de l’Industrie du Béton
Global Cement and Concrete Association
Plateforme d’information de l’industrie cimentière française
Syndicat National du Béton Prêt à l’Emploi
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Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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