Analyse des réactions alcali-granulat RAG. Méthodes d'essai et application au projet cemsuisse

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1 Analyse des réactions alcali-granulat RAG Méthodes d'essai et application au projet cemsuisse Jean-Gabriel Hammerschlag Dr. sc. nat., géologue - minéralogiste Direction Suisse romande du Technical Center, Holcim (Suisse) SA, Eclépens November J.-G. Hammerschlag 1 Plan de l'exposé Aperçu des méthodes d'essai Description de l'essai Microbar AFNOR XP P /5.2 Description de l'essai Performance AFNOR P Projet cemsuisse 16. November J.-G. Hammerschlag

2 Aperçu des méthodes d'essai Petrographie Chemische Schnelltests Mörtelschnelltests (Micro) Mörtelschnelltests Betontests (Gesteinskörnung) Betontests (Performance-Test) Pétrographie Essais chimiques Essais rapides sur mortier Essais ultrarapides sur mortier Essais sur béton Essais de Performance béton 16. November J.-G. Hammerschlag Pétrographie L'examen pétrographique détaillé d'un granulat consiste en: la description et la quantification des différents types de roches, lesquelles incluent l'estimation de la concentration relative en granulats potentiellement réactifs à la RAG (d'après références et l'expérience). 16. November J.-G. Hammerschlag

3 Essai Microbar AFNOR XP P /5.2 Fachtagung Fachtagung Alkali Aggregat Alkali Aggregat Reaktion Reaktion November 16. November J.-G. Hammerschlag 5 Essai Microbar AFNOR XP P /5.2 (1) Préparation (concassage/broyage) 16. November J.-G. Hammerschlag

4 Essai Microbar AFNOR XP P /5.2 (2) Confection du mortier d'essai - malaxage Confection des éprouvettes 16. November J.-G. Hammerschlag Essai Microbar AFNOR XP P /5.2 (3) Mesure initiale Cure à la vapeur (4 heures) 16. November J.-G. Hammerschlag

5 Essai Microbar AFNOR XP P /5.2 (4) Abaissement des températures des éprouvettes à 20 C en enceinte de conservation Nachbehandlung im alkalischen Milieu im Autoklaven 6h bei 150 C Cure alcaline - 6h en autoclave à 150 C Mesure finale de l'expansion 16. November J.-G. Hammerschlag Essai Performance AFNOR P November J.-G. Hammerschlag 10

6 Essai de Performance AFNOR NF P (1) Confection du béton Confection des prismes 16. November J.-G. Hammerschlag Essai de Performance AFNOR NF P (2) Conditionnement des prismes en phase vapeur (5 mois) conditionnement à 20 C 16. November J.-G. Hammerschlag

7 Essai de Performance AFNOR NF P (3) Mesure de l'expansion 16. November J.-G. Hammerschlag Projet cemsuisse November J.-G. Hammerschlag 14

8 Projet cemsuisse Méthodes d'essai / Constituants des bétons utilisés Méthodes d'essai Essai Microbar AFNOR XP P18-594/5.2 Essai de Performance AFNOR NF P Constituants des bétons utilisés Type de ciment Notation Classe de résistance Producteur Ciment Portland CEM I 42,5 N a Ciment Portland au calcaire CEM II/A-LL CEM II/A-LL 42,5 N 32,5 R a b Ciment de haut fourneau CEM III/B CEM III/B 32,5 N 42,5 N a c Type de granulat Réactivité essai Microbar Producteur Type d'addition Notation Producteur Plateau Préalpes Potentiellement réactif PR Potentiellement réactif PR d e Cendre volante siliceuse Fumée de silice V D g f 16. November J.-G. Hammerschlag Comparaison: essai Microbar / essai de Performance (1) Microbar (Granulat) Cure vapeur T = 100 C 4 heures Autoclavage T = 150 C 6 heures (Prisme mortier 10x10x40 mm) Performance (Béton) T = 60 C HR = 100% 5 mois (Prisme béton 70x70x280 mm) 16. November J.-G. Hammerschlag

9 Comparaison: essai Microbar / essai de Performance (2) 1. Microbar L exp. L 0 2. Performance t 0 < 7 jours 20 semaines Expansion (%) Microbar Expansion (%) Performance 0,11 % 0,02 % ciment/granulat 5 mois t 16. November J.-G. Hammerschlag Détermination de la réactivité potentielle d'un granulat: Essai Microbar AFNOR XP P18-594/ PR PRP NR Ciment / Granulat PRP = potentiellement réactif à effet de pessimum PR = potentiellement réactif NR = non réactif Ciment / Granulat = 2; 5, November J.-G. Hammerschlag

10 Essai Microbar AFNOR XP P18-594/5.2 Résultat d'essai: Producteur (e) et Producteur (d) AFNOR PR PRP Ciment / Granulat 0.0 NR Ciment / Granulat AFNOR Producteur (e): PR selon AFNOR Producteur (d): PR selon AFNOR 16. November J.-G. Hammerschlag Essai de Performance: influence du ciment Granulat: Producteur (e) Dosage en ciment [kg/m 3 ] CEM I (a) CEM II/A-LL (a) CEM II/A-LL (b) CEM III/B (a) CEM III/B (c) 16. November J.-G. Hammerschlag

11 Essai de Performance: influence du ciment Granulat: Producteur (d) CEM I (a) CEM II/A-LL (a) CEM II/A-LL (b) CEM III/B (a) CEM III/B (c) Dosage en ciment [kg/m 3 ] 16. November J.-G. Hammerschlag Essai de Performance Essai Microbar Influence du ciment et du granulat Dosage en ciment [kg/m 3 ] Dosage en ciment [kg/m 3 ] Ciment / Granulat Ciment / Granulat 16. November J.-G. Hammerschlag

12 Essai de Performance: Expansion = f (durée conditionnement), Granulat (e) Expansion (%) CEM I (a) CEM II/A-LL (b) CEM I (a) + D CEM I (a) + V CEM III/B (c) Durée (semaines) 16. November J.-G. Hammerschlag Essai de Performance: Expansion = f (Alcalins du béton [kg/m 3 ]), durée: 20 semaines Granulat e CEM I (a) CEM II/A-LL (b) CEM II/A-LL (a) CEM I (a) CEM II/A-LL (b) CEM II/A-LL (a) Granulat d Teneur alcaline du béton [kg Na 2 O-équivalents/m 3 ] 16. November J.-G. Hammerschlag

13 Commentaire relatif aux principaux résultats Dans le cas des 2 granulats courants utilisés, on ne constate pas de corrélation entre la valeur de réactivité potentielle mesurée par l'essai Microbar et la valeur d'expansion des éprouvettes de béton mesurée par l'essai de performance. Les expansions mesurées par l'essai de performance n'ont que dans un seul cas dépassé la valeur limite admissible d'expansion, et ceci seulement pour un dosage en ciment particulièrement élevé. On ne constate pas de corrélation entre les valeurs d'expansion et les teneurs en alcalins des bétons. Dans des cas bien définis, des solutions de formulation de béton mettant en oeuvre des ciments courants, offrent de bonnes caractéristiques de durabilité vis-à-vis des risques potentiels de RAG. 16. November J.-G. Hammerschlag