II -7-4) Conditions d'apparition de
l'alcali-granulat :
Trois conditions doivent être simultanément
remplies pour que ces réactions puissent avoir lieu. Il faut
que :
- Le granulat soit potentiellement réactif,
- L'humidité relative excède 80 à 85%
- La concentration en alcalins dépasse un seuil
critique. [9]
Figure II -40 :
facteurs intervenant sur l'apparition des 3 conditions
nécessaires
au déclenchement de
l'alcali-réaction. [10]
II -7-5) Source de cette
attaque :
Ces alcalins proviennent d'une part du ciment, et d'autre
part, des autres constituants du béton (granulats, eau de gâchage,
adjuvants,..). Initialement, ils sont présents à l'état
diffus dans les phases anhydres, et ils se dissolvent à l'état
basique (K+OH-, Na+OH-) lors de
l'hydratation. [7]
II -7-6) Pathologie et manifestations externes :
La dégradation du béton des ouvrages
résultant du phénomène d'alcali-réaction a
été répertorié dans de nombreux pays. En
général les désordres apparaissent à des
échéances variables de deux à dix ans ou plus.
La pathologie et les manifestations externes se signalent
par un ou plusieurs des symptômes suivants :
- Une fissuration ;
- Un faïençage à mailles plus ou moins
larges ou en étoile ou une fissuration orientée suivant une
direction fonction de la distribution des armatures ;
- Des exsudations blanches formées de calcite et
parfois de gels translucides ;
- Des pustules ou cratères avec des
éclatements localisés en forme de petits cônes
résultant de la réaction de gros granulats superficiels qui sont
visibles au fond des cratères d'éclatement,
- Des mouvements et déformations,
- Des colorations ou décolorations.
[7]
 
a)
Fissuration sévère d'un massif de fondation .
b) Exhaussement des bordures de crête sur le
barrage du Chambon .
Figure II -41 :
Exemples bétons dégradés par l'alcali-réaction.
[6]
II -7-7) Mécanisme de
l'alcali-réaction :
Les mécanismes de l'alcali-réaction
consistent, généralement, en la dissolution de la silice par la
solution interstitielle alcaline du béton suivie de la formation d'un
gel gonflant. L'alcali-réaction dépend de plusieurs facteurs
conditionnant les particularités de certains de ses mécanismes,
à savoir :
La structure :
c'est-à-dire les facteurs dépendant de la structure cristalline
des minéraux réactifs dont le réseau peut avoir des
défauts. Ces derniers sont en général dus à la
destruction des liaisons siloxanes  . Ces anomalies constituent un site des réactions pour les
ions présents dans la solution (Na+, Ca2+,
K+, OH-).
La texture : les facteurs
liés à cet aspect concernent essentiellement la
granularité, la microfissuration et la microporosité. Ils
conditionnent plus la cinétique des réactions. Les surfaces
d'échange des granulats en relation avec l'état de
microfissuration sont en croissance en fonction de leur classe
granulaire.
La composition chimique: on cite
ici les facteurs : PH, concentrations en K+, Na+,
Ca2+, et la quantité de la silice réactive.
La vitesse des
réactions : dépend essentiellement des
facteurs structuraux, texturaux et des facteurs de composition.
Le mécanisme général des
réactions alcali-silice est, généralement,
présenté par un processus en deux étapes
fondamentales :
*Une première étape consistant à la
neutralisation des radicaux silanols Si-OH suivant une réaction du type
acide-base :
 et 
Les charges terminales sont équilibrées par
les ions Na+, K+ diffusés. D'autres ions
OH- peuvent se présenter soit dans les trous de la structure
soit sur sa surface externe.
L'accessibilité des OH- et de
Na+ est limitée par la dimension des trous et par leur
distance à la surface de la particule.
*La deuxième phase, est une attaque des ponts
siloxanes Si-O-Si par les ions OH- :
Lors de cette réaction,
on remarque la destruction de la structure du minéral et la formation
d'un gel silico-alcalin polymérisé. [7]
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