Réhabilitation des ouvrages en béton armé dégradés par la corrosion des armatures

CHAPITRE I

LE BETON ARME

I.1 - HISTORIQUE

L'apparition des premiers bétons se situe à la fin du premier quart du XIX^ème siècle lorsque la chaux hydraulique, liant utilisé jusqu'alors, est remplacée par le ciment Portland.

C'est vers 1870 que l'on introduit des barres d'acier dans le béton afin de compenser sa faible résistance à la traction, donnant ainsi naissance au béton armé. Cependant, ce n'est que vers 1900 que le béton armé remplace peu à peu les structures métalliques dans la construction d'ouvrage de génie civil. Les premières théories des calculs statiques apparaissent 30 ans plus tard et les progrès réalisés au XX^ème siècle ont fait du béton armé, le principal matériau de construction utilisé aujourd'hui.

I.2 - LE BETON

Le béton est un matériau obtenu après malaxage de ciment, d'eau, de granulats (sable, gravier, caillou...) et éventuellement d'adjuvants dans des proportions bien déterminées et en fonction des caractéristiques voulues. L'ensemble doit être homogène et la pâte résultant des réactions entre le ciment et l'eau est l'élément actif du béton.

Parmi la grande variété de ciments, un des plus couramment utilisé est le ciment Portland composé de clinker, de gypse ( 5%) et éventuellement d'ajouts (< 5%). Le clinker, obtenu par broyage d'une roche artificielle produite par calcination vers 1450°c d'un mélange de calcaire et d'argile en proportion moyenne 80%-20%, est composé de :

- Silicate tricalcique : 3Ca0. Si 0₂ ou C₃S ( 60-65%)

- Silicate dicalcique : 2Ca0.Si 0₂ ou C₂S ( 20-25%)

- Aluminate tricalcique : 3Ca0.Al₂0₃ ou C₃A ( 5-10%)

- Ferro-aluminate tétracalcique: 4Ca0.Al₂0₃.Al₂0₃, Fe₂0₃

ou C₄AF ( 5-10%)

L'eau est avec le ciment l'ingrédient le plus important du béton. Elle remplit à la fois une fonction physique conférant au béton frais les propriétés rhéologiques d'un liquide, et une fonction chimique contribuant au développement de la réaction d'hydratation du ciment et par la suite à la résistance mécanique du béton.

Les granulats, appelés aussi agrégats sont des éléments inertes composés de roches carbonatés (CaC0₃, MgC0₃, CaMg (CO₃)₂) ou siliceuses (S_i0₂) qu'on ajoute à un liant pour former une pierre artificielle, ils constituent dans les conditions normales, le squelette du béton, lui conférant sa compacité et participant à sa résistance mécanique.

Calcaire C_aCO₂

Argile si O₂, Al₂O₂

+

Cuisson à 1450°C

Trempe

Clinker

Gypse C_aSO₄ ; 2H₂C

Ajouts éventuels

+

Dosage broyage

Ciment

Eau, granulats

Adjuvants

Béton

+

+

+