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Pathologies des constructions en béton et diagnostic
ir. Bram Dooms
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Pathologies des constructions en béton
◘ Dégâts du béton pendant l’exécution ou au fil du temps
◘ Conséquences sur l’ouvrage en béton
▪ Apparence
▪ Utilisation
▪ Sécurité
▪ Stabilité
Qu’est-ce qu’un béton dégradé?
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Pathologies des constructions en béton
◘ Béton frais (mise en œuvre, séchage, problèmes de coffrage, retrait, …)
◘ Béton jeune (exposition/mise en charge trop rapide, retrait)
◘ Béton durci
• Origine mécanique (impact, vibrations, …)
• Origine chimique (acides, sulfates, …)
• Origine physique (gel, érosion, …)
◘ Corrosion des armatures
Causes principales des dégâts
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Pathologies des constructions en béton
◘ Séchage
Béton frais/jeune
Arrêt de l’hydratation
Retrait
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Pathologies des constructions en béton
◘ Défauts de coffrage
Béton frais/jeune
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Pathologies des constructions en béton
◘ Dégâts dus au gel
◘ En hiver / en cas de déversement contre un mur froid
→ Retard de prise et de durcissement
→ Risque de dégâts dus au gel:
Béton frais/jeune
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T [°C]
Temps
Pathologies des constructions en béton
◘ Dégagement de chaleur
◘ Hydratation du ciment = réaction exothermique
→ Déformation externe empêchée
Béton frais/jeune
Reeds verharde vloer
Pas gestorte wand
Opwarming t.g.v. hydratatie
Afkoeling van het verhard beton
Storten
Scheurvorming
Trek
Druk
Trek
Druk
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Pathologies des constructions en béton
◘ Dégagement de chaleur
Béton frais/jeuneT [°C]
Temps
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Pathologies des constructions en béton
◘ Influences mécaniques
▪ Impact
▪ Surcharges
▪ Déplacement
▪ Explosions
▪ Vibrations
Béton durci
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Pathologies des constructions en béton
◘ Influences physiques
▪ Gel-dégel avec sels
de déverglaçage
▪ Action thermique
▪ Erosion
▪ Retrait
Béton durci
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Pathologies des constructions en béton
◘ Influences chimiques
▪ Acides
▪ Sulfates
▪ Réaction alcali-silice (RAS)
▪ Réactions biologiques
Béton durci
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Pathologies des constructions en béton
◘ Carbonatation
Corrosion des armatures
Fe2+ OH-
Carbonatation CO2 H2O O2
BétonFe(OH)2
pH ~ 11-13
Acier e-
Passivation
pH ~ 82Fe2O3.H2O
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Pathologies des constructions en béton
◘ Carbonatation
Corrosion des armatures
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◘ Carbonatation
→ Particularités :
▪ Corrosion généralisée
▪ Eclatement du béton
▪ Pas de grande diminution du
diamètre des armatures
Pathologies des constructions en béton
Corrosion des armatures
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◘ Chlorures
Chlorures Cl- H2O O2
Béton
pH ~ 11-13
Acier
Passivation
e-Fe2+OH-
Cl-Fe(OH)2+ 2Cl–
Pathologies des constructions en béton
Corrosion des armatures
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◘ Chlorures
Pathologies des constructions en béton
Corrosion des armatures
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◘ Chlorures
→ Origine des chlorures
▪ Granulats
▪ Accélérateur de prise
▪ Environnement marin
▪ Sels de déverglaçage
Pathologies des constructions en béton
Corrosion des armatures
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◘ Chlorures
→ Particularités :
▪ Solubles
▪ Traces de rouille
▪ Corrosion par piqûres
Pathologies des constructions en béton
Corrosion des armatures
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Pathologies des constructions en béton
◘ Chlorures
Corrosion des armatures
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Diagnostic
◘ Evaluation de l’état du béton
◘ Evaluation du risque de dégradation
◘ Identification de la cause des dégâts
◘ Etendue des dégâts
→ Méthode de protection/réparation appropriée
→ Quantités présumées réalistes
→ Résultat durable
→ Obligatoire (NBN EN 1504-9) !
Pourquoi ?
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Diagnostic
◘ Avant de choisir la méthode de réparation
◘ Avant d’estimer les quantités présumées
→ Cahier des charges séparé pour le diagnostic et la réparation !!
Quand?
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Diagnostic
◘ Diagramme (NIT 231)
Comment?
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◘ Collecte des informations auprès du maître d’ouvrage :
▪ Conception originale (p.ex. plans) et conditions durant la construction
▪ Environnement et attaques antérieures possibles
▪ Historique de l’ouvrage (p.ex. changements d’utilisation, réparations précédentes)
▪ Conditions d’utilisation (p.ex. charges)
▪ Exigences pour l’ouvrage (utilisation future, durée d’utilisation)
◘ Première visite:
→ Estimation de l’urgence de l’intervention
→ Meilleure compréhension des circonstances pour un diagnostic plus approfondi
Diagnostic
Préparation
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◘ Aspect de la surface
◘ Décolorations
◘ Fissures
◘ Ecaillage
◘ Effritement
◘ Armature mise à nu
Diagnostic
Inspection de base : inspection visuelle globale
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Diagnostic
Inspection de base : inspection visuelle globale
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◘ Pas sur l’entièreté de la surface mais raisonnable
◘ Choix des zones d’essais sur base de
→ Contrôle visuel global: beaucoup/peu de dégâts
→ Taille de l’ouvrage : plus il est grand, plus il y aura de zones d’essais
→ Exposition: p.ex. chlorures, orientation
→ Conséquences des dommages : plus elles sont critiques, plus il y aura de zones d’essais
→ Aperçu général de l’état de dégradation
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Détection des décollements (marteau)
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Dureté de surface (scléromètre)
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Détection des armatures
▪ Pachomètre
▪ Position – enrobage – diamètre (estimation)
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Détection des armatures
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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Diagnostic
◘ Profondeur de carbonatation
▪ Indicateur de pH (acide-base) : phénolphtaléine
▪ Essai sur carotte (NBN EN 14630) ou sur poudre de forage
→ Profondeur de carbonatation vs. enrobage des armatures
Inspection de base : essais de base
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◘ Profondeur de carbonatation
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Teneur en chlorures
▪ Essai sur carotte ou poudre de
forage
▪ Kit de chantier (Dr. Lange)
▪ Essais en labo
→ NBN B 15-250
→ NBN EN 14629
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Teneur en chlorures
▪ Teneur au droit de l’armature
▪ Profil : source interne (mélange) ou externe (pénétration)
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Teneur en chlorures
▪ Risque de corrosion des armatures :
▪ Attention :▪ Résultats essais : % Cl- par rapport à la masse du béton
▪ Critères : % Cl- par rapport à la masse de ciment (≈ x 8) !!
Diagnostic
Inspection de base : essais de base
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◘ Activité de corrosion
▪ Mesures du potentiel
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Activité de corrosion
▪ Résistivité du béton
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Activité de corrosion
▪ Vitesse de corrosion
Diagnostic
Essais complémentaires
E I
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◘ Activité de corrosion
▪ Vitesse de corrosion
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Essais mécaniques
▪ Résistance à la compression
▪ Adhérence
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
→ Lames minces
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Type et minéralogie des granulats
▪ Type de ciment
▪ Degré d’hydratation
▪ Porosité capillaire
▪ Homogénéité du béton
▪ Microstructure - fissures
▪ Profondeur de carbonatation
▪ Dépôts secondaires
▪ Teneur en air
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Type de ciment : présence de laitier de haut fourneau
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Type de ciment : présence de cendres volantes
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Dépôts secondaires : RAS (réaction alcali-silice)
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Dépôts secondaires : ettringite (attaque sulfatique)
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Teneur en air : adjuvant entraîneur d’air
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Teneur en air des sols en béton
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Analyse microscopique
▪ Teneur en air des sols en béton
▪ Délamination
Diagnostic
Essais complémentaires
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◘ Précis et complet:
▪ Données de l’ouvrage
▪ Rapport de l’inspection visuelle globale
▪ Zones d’essais▪ Plan détaillé
▪ Photos !!
▪ Résultats des essais▪ Unités !
▪ Normes de référence !
▪ Analyse des données
▪ Conclusions (éventuellement)
Diagnostic
Rapport
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◘ Fiches, dossiers
◘ CCT diagnostic
◘ CCT réparation du béton
◘ Journées d’étude, visites de chantiers
Projet ‘Réparation durable du béton’
www.duurzaam-betonherstel.be
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