II -5-4) Les conséquences de la
carbonatation :
La principale conséquence de la carbonatation est
l'amorce d'un phénomène de corrosion des armatures du
béton armé ou précontraint lorsque le front de
carbonatation est au moins égal à leur profondeur d'enrobage. Les
désordres associés correspondent alors pour l'essentiel à
des fissures et à des épaufrures (expulsion du béton
d'enrobage) consécutives aux gonflements provoqués par la
formation d'oxydes et hydroxydes de fer sur les armatures. Ces dernières
peuvent alors montrer des diminutions de section importantes ou, au stade
ultime, des ruptures ayant des conséquences graves sur la
capacité portante des
éléments de structure.
Une conséquence secondaire du
phénomène de carbonatation correspond à une densification
de la zone carbonatée par rapport au béton sain. Cette
densification, qui ne revêt aucun caractère pathologique, peut,
dans certaines conditions, conduire à une diminution relative de
10 à 15 % de la porosité de la zone
carbonatée, formant ainsi une barrière diffusionnelle limitant
les phénomènes de transfert. [13]
II -5-6) Possibilité de ralentir la progression de
la carbonatation : En :
- Augmentant le dosage en ciment ;
- Diminuant le rapport E/C ;
- Augmentant le temps de cure ;
- Augmentant la résistance à la compression.
L'incorporation de fortes teneurs en cendres volantes
(> 30%) et en laitiers (>50%) peuvent accélérer
significativement la vitesse de carbonatation du béton. Dans ce cas, une
cure humide prolongée est de rigueur. [17]
Figure II -28: Corrosion des
armatures suite à la carbonatation
du béton d'un pilotis.
II -5-7) Les essais sur la carbonatation :
-Essai de carbonatation
accélérée :
Une station de
carbonatation, à teneur en dioxyde de carbone et humidité
contrôlées, permet la carbonatation accélérée
de matériaux à base de ciment. La chute du pH
entraînée par la carbonatation peut être
détectée par un indicateur pH-métrique
(phénolphtaléine). La quantité de dioxyde de carbone
fixée par la matrice cimentaire au cours de la carbonatation peut
être suivie par gammadensimétrie via le gain de masse volumique
induit. Ce dernier essai non destructif permet un suivi de la carbonatation des
bétons en temps (cinétique) et en espace (profil).
[18]
Figure II -29: Essai de
carbonatation accélérée. [18]
-La mesure de la
carbonatation :
La technique la plus simple à mettre en oeuvre pour
mesurer la profondeur de carbonatation des bétons correspond au test
à la phénolphtaléine réalisé sur des
fractures fraiches de béton. La phénolphtaléine est un
indicateur de pH coloré dont le virage se situe aux alentours de 9. Cela
permet de différencier la zone carbonatée (pH < 9) qui reste
incolore, de la zone non carbonatée (pH > 9 et allant jusqu' à
13) colorée. Cet essai doit être effectué à
l'échelle d'un ouvrage, sur un nombre de points de mesure
représentatifs en tenant compte des conditions locales d'exposition et
de l'hétérogénéité possible du
matériau. Ce test permet une mesure fiable et rapide de la profondeur de
carbonatation dans le cadre de diagnostic d'ouvrages.
[13]
Figure II -30 :
Section d'éprouvette partiellement carbonatée, avec mise
en évidence de la
zone carbonatée (incolore) par la
phénolphtaléine. [11]
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