JOUR NE E C OTI TA. O uest et Normandie-C entre. Détermination des indicateurs de durabilité L 'A PPR OC HE PER FOR M A N TI EL L E

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1 JOUR NE E C OTI TA O uest et Normandie-C entre L 'A PPR OC HE PER FOR M A N TI EL L E Une démarche i nnovante pour concevoi r, construi re et gérer des structures durabl es en béton Détermination des indicateurs de durabilité

2 PLAN Indicateurs vis à vis de la corrosion des armatures Confection et préparation des corps d'épreuves Essai résistivité électrique (ρ) Essai de migration des ions chlorures coefficient de diffusion des chlorures (Dapp) Essai mesure de la porosité accessible à l'eau Porosité à l'eau ( Peau ) Essai mesure de la perméabilité au gaz CEMBUREAU Perméabilité apparente aux gaz ( Kgaz ) Indicateurs vis à vis des réactions de gonflement interne Indicateurs vis à vis du risque lié aux effets du gel

3 Indicateurs vis à vis de la corrosion des armatures Confection et préparation des corps d'épreuves Les corps d'épreuves peuvent être issus Soit : Eprouvettes moulées Confectionnées et conservées conformément à la norme NF EN «confection et conservation des éprouvettes pour essais de résistance» ( cylindriques de 110 x 220 mm)

4 Confection et préparation des corps d'épreuves Les corps d'épreuves peuvent être issus Soit : D'éprouvettes prélevées par carottage (Carotte de diamètre 100 mm) Conformément à la norme NF EN «carottage Prélèvement, examen et essais en compression»

5 Confection et préparation des corps d'épreuves Découpe des éprouvettes par sciage : 1a 2a 3a 1b 2b 3b 1c 2c 3c 1a 2a 3a perméabilité au gaz 1b 2b 3b résistivité électrique et migration des ions chlorures 1c 2c 3c porosité à l'eau 10 mm extrêmes à exclure

6 Essai résistivité électrique (ρ) Principe: Mesurer la résistivité électrique du corps d'épreuve saturé. Moins le béton sera poreux Moins il contiendra de liquide Moins le corps d'épreuve sera conducteur Plus la résistivité électrique sera grande

7 Essai résistivité électrique (ρ) Imprégnation de solution de soude - mise sous vide (25 mbar) pendant 4 h - recouvrir les corps d'épreuves avec la solution - maintenir le vide 68 h pour assurer imprégnation

8 Essai résistivité électrique (ρ) Le corps d'épreuve est ensuite: - isolé sur ses parties coffrées au moyen d'un ruban adhésif non-conducteur - placé entre deux éponges reliées aux électrodes de mesure avec une masse de 2kg au dessus du dispositif La mesure est alors réalisée avec et sans le corps d'épreuve (valeur à vide) Mesure à vide Mesure avec le corps d'épreuve

9 Essai résistivité électrique (ρ) Les mesures sont réalisées à l'aide d'un pont RLC fonctionnant avec une fréquence de 120 Hz Calcul de la résistivité électrique (exprimée en Ω.m à 1Ω.m près) Résistivité (ρ) = (impédance valeur à vide) x section / épaisseur ( Valeur à 10% près ) Impédance : valeur lue avec le corps d'épreuve Valeur à vide : valeur lue sans le corps d'épreuve

10 Mesure de migration des ions chlorure sous champ électrique Coefficient de diffusion des chlorures Dapp Principe: Générateur de tension Protection étanche Cathode 0,5 ou 1 mol/l NaCl + 0,1 mol/l NaOH Cellule amont Joints Electrode Anode 0,1 mol/l NaOH Cellule aval Joints Protection étanche V Corps d épreuve e = 50 mm

11 Mesure de migration des ions chlorure sous champ électrique Coefficient de diffusion des chlorures Dapp

12 Mesure de migration des ions chlorure sous champ électrique Mesures à réaliser: - Intensité circulant dans chaque cellule de diffusion ( à 0,1 ma) - Tension aux bornes de chaque corps d'épreuve ( à 0,01 V près) - Température (à 0,1 C) de la solution sodée Durée de l'essai: 24h pour la plupart des bétons classiques mais elle peut être étendue à plus d'une semaine selon la nature du ciment ou des additions utilisées,

13 Mesure de migration des ions chlorure sous champ électrique Coefficient de diffusion des chlorures Dapp Dispositif ( LRPC de St BRIEUC)

14 Mesure de migration des ions chlorure sous champ électrique Coefficient de diffusion des chlorures Dapp En fin d'essai, un fendage est réalisé sur chaque éprouvette. Après application d'une solution de nitrate d'argent sur la tranche, la profondeur moyenne de la pénétration des chlorures est mesurée. Le coefficient de diffusion des chlorures Dapp est alors calculé à partir de: - la profondeur de pénétration mesurée, - durée de l'essai, - différence de potentiel ( valeur à 15% près )

15 Essai porosité accessible à l'eau (Peau) NF EN Essai pour béton durci Essai de porosité et de masse volumique Principe Mesurer le pourcentage des vides connectés avec la surface, à l'intérieur de la masse du béton Préparation des corps d'épreuve Saturation sous vide pendant 72 h

16 Essai porosité accessible à l'eau (Peau) Pesée hydrostatique. Meau est la masse en grammes pesée sous l'eau, Pesée dans l'air de l'éprouvette saturée d'eau, Mair Séchage à T = 105 jusqu'à masse constante ( 2 pesées espacées de 24 h ne s'écartent pas plus de 0,05%), Pesée dans l'air de l'éprouvette sèche Msec Calcul de la porosité accessible à l'eau: Peau = Mair Msec x 100 Mair Meau ( Valeur donnée en pourcentage à ± 0,75 point)

17 Essai perméabilité au gaz (Kgaz) Méthode LCPC n 58, Projet de norme nationale en cours de finalisation Principe: Soumettre le corps d'épreuve à un gradient de pression de gaz constant avec l'appareil CEMBUREAU La perméabilité est alors déterminée à partir de la mesure du flux de gaz le traversant.

18 Essai perméabilité au gaz (Kgaz) Saturation en eau sous vide pendant 72h Etanchement du pourtour du corps d'épreuve afin d'assurer un écoulement unidirectionnel du gaz pendant l'essai, Séchage en étuve ventilée à T= 80 ± 5 Séchage en étuve ventilée à T = 105 ± 5 jusqu'à stabilisation de la masse Placer le corps d'épreuve dans la cellule et gonfler la chambre à air à une pression mini de 8 bars, Etablir la pression de gaz à 1 bar Choisir le débitmètre compatible avec le mode opératoire et mesurer le temps de passage de la bulle de savon. La perméabilité ( Kgaz) est alors exprimée en fonction du taux de saturation moyen de l'éprouvette correspondant à chaque étape du préconditionnement. ( valeur à 30% près)

19 PLAN Indicateurs vis à vis de la corrosion des armatures Confection et conservation des corps d'épreuves Essai résistivité électrique (ρ) Essai de migration des ions chlorures coefficient de diffusion des chlorures (Dapp) Essai mesure de la porosité accessible à l'eau Porosité à l'eau ( Peau ) Essai mesure de la perméabilité au gaz CEMBUREAU Perméabilité apparente aux gaz ( Kgaz ) Indicateurs vis à vis des réactions de gonflement interne Indicateurs vis à vis du risque lié aux effets du gel

20 Indicateurs vis à vis de réaction de gonflement interne Pour l'alcali-réaction RAG La déformation de gonflement d'éprouvettes de béton évaluée selon l'essai de performance NF P Principe: La formule de béton à qualifier est testée pendant 5 mois dans des conditions accélérant le phénomène d'alcali-réaction: Augmentation du taux d'alcalin, Atmosphère saturée d'humidité, Température élevée 60 C.

21 Indicateurs vis à vis de réaction de gonflement interne Pour l'alcali-réaction RAG 3 Eprouvettes prismatiques 70x70X282 mm équipées de plots de mesures en inox, Mesures de déformations longitudinales au comparateur à échéances régulières Les valeurs des déformations de gonflement des éprouvettes doivent satisfaire aux exigences du FD P Déformation de gonflement < 0,02%

22 Indicateurs vis à vis de réaction de gonflement interne Pour la réaction sulfatique interne RSI La déformation de gonflement d'éprouvettes évaluée selon l'essai de performance défini par la méthode LPC n 66 Fabrication en laboratoire de trois éprouvettes cylindriques 110x220 mm ou prismatiques 70x70x282 mm conformément à la norme NF EN Un traitement thermique est imposé aux éprouvettes de béton après la fabrication en enceinte climatique programmable dans des conditions hydriques proches de la saturation. En fonction des données relatives au cycle thermique subi par le béton en usine ou sur site Deux cycles de séchage et d'humidification - Séchage 7j à 38 C et HR<30% - Immersion pendant 7j dans de l'eau à 20 C Mesure des déformations longitudinales pendant 12 mois. Critères d'aptitude «formule de béton et échauffement» Déformation longitudinale moyenne < 0,04%

23 PLAN Indicateurs vis à vis de la corrosion des armatures Confection et conservation des corps d'épreuves Essai résistivité électrique (ρ) Essai de migration des ions chlorures coefficient de diffusion des chlorures (Dapp) Essai mesure de la porosité accessible à l'eau Porosité à l'eau ( Peau ) Essai mesure de la perméabilité au gaz CEMBUREAU Perméabilité apparente aux gaz ( Kgaz ) Indicateurs vis à vis des réactions de gonflement interne Indicateurs vis à vis du risque lié aux effets du gel

24 Indicateurs vis à vis du risque lié aux effets du gel Les paramètres à considérer sont à choisir, selon l'intensité du gel et la fréquence de salage, parmi les suivants: - la teneur en air occlus (tair) sur béton frais, - le facteur d'espacement du réseau de bulles d'air ( Lbar ), - l'écaillage (Ec), (mesure de la masse écaillée sous cycle agressif) - l'essai de performance vis-à-vis du gel interne (Δε), mesure de l'allongement en liaison avec la mesure des fréquences de résonances (f2/f02), - la résistance à la compression à 28jours (fc28)

25 Merci