6 principales causes de dommages au béton

Le béton a une excellente durabilité; c'est pourquoi c'est le matériau de construction le plus utilisé. Cependant, les pratiques de conception et de construction, les limitations matérielles et l'exposition à des conditions météorologiques extrêmes peuvent entraîner des dommages au béton. 

Cela peut influencer les aspects esthétiques, structurels et fonctionnels d'une structure . Plusieurs facteurs tels que les attaques chimiques, la surcharge et l'impact, la carbonatation, le cycle sec et humide et le feu peuvent causer des dommages importants au béton.

Voici les 6 principales causes de dommages au béton :

1. Carbonatation

La carbonatation se produit lorsque le dioxyde de carbone pénètre dans le béton à travers des microfissures et des pores, réagit avec des hydroxydes comme l'hydroxyde de calcium et forme du carbonate de calcium. Le produit de la réaction réduit le pH du béton de 13 à 8. La réduction de l'alcalinité expose les barres d'acier encastrées à la corrosion. Cependant, la carbonatation n'augmente pas le taux de corrosion des barres d'acier.

La carbonatation du béton est un processus lent. Si la qualité du béton est bonne, le taux de carbonatation est estimé à 1 mm/an. Néanmoins, le taux de carbonatation augmente dans le béton à faible teneur en ciment, à faible résistance, à courte période de durcissement, à rapport eau-ciment élevé et à perméabilité élevée.

L'humidité relative du béton est un autre facteur qui contrôle le taux de carbonatation. Il atteint son maximum lorsque l'humidité relative du béton se situe entre 50 et 75 %. Par conséquent, la carbonatation à une humidité relative inférieure à 25 % peut être négligée.

Enfin, la carbonatation affecte les parties d'un bâtiment en béton qui sont directement exposées aux précipitations, à l'abri du soleil et qui ont de petites couvertures en béton.

2. Corrosion des armatures :

La corrosion des armatures est l'une des principales causes d'endommagement du béton. Cela se produit lorsque le pH du béton est réduit à 10 ou moins et que les ions chlorure, l'oxygène et l'humidité pénètrent.

En conséquence, le volume de produit de corrosion (rouille) est supérieur à celui de l'acier, ce qui contraint le béton environnant et le fait se fissurer, se délaminer ou s'écailler.

La corrosion des armatures encastrées dans le béton peut être réduite de manière significative en plaçant un béton à faible perméabilité et sans fissures et en fournissant une couverture de béton adéquate sur les barres d'acier.

Figure 3 : L'expansion de l'acier corrodé crée des contraintes de traction dans le béton, ce qui peut provoquer des fissures, un délaminage et un écaillage

 3. Attaque chimique

Les sulfates de sodium, de potassium, de calcium ou de magnésium dissous dans le sol, l'eau de mer ou les eaux souterraines peuvent pénétrer dans le béton, réagir avec les composés hydratés et se dilater, causant des dommages au béton. De plus, une attaque sulfatique interne (formation d'ettringite retardée) crée un matériau qui absorbe l'eau et provoque un gonflement et une fissuration importants.

Cette forme d'attaque chimique est plus importante dans des conditions de cycle humides et sèches. L'utilisation d'un faible rapport eau-ciment et d'un ciment avec une quantité limitée d'aluminates tricalciques est la meilleure mesure pour prévenir les attaques des sulfates.

L'attaque à l'acide dissout le liant de la surface du béton, la réaction alcali-agrégat crée un produit expansif et l'attaque à l'eau douce érode la pâte de ciment dans le béton.

Le traitement de protection de surface du béton peut aider à éviter une attaque acide. De plus, un béton suffisamment durci avec une faible perméabilité peut réduire le taux d'attaques acides.

Figure 4 : Corrosion de la structure en béton armé due aux attaques chimiques

4. Surcharge et impacts

Le placement de charges lourdes sur le béton initie des micro-fissures et des fissures. De plus, une surcharge peut survenir en raison de changements dans le fonctionnement du bâtiment sans mises à niveau structurelles appropriées, d'une surcharge involontaire et d'événements inhabituels tels que des tremblements de terre.

L'enlèvement précoce des coffrages ou le stockage de matériaux ou d'équipements lourds peuvent surcharger certains aspects d'une structure. Par exemple, l'équipement d'impact peut entraîner une micro-fissuration étendue. Une forme courante de surcharge d'impact se produit aux bords des dalles des joints sur les surfaces de circulation des véhicules.

5. Dégâts causés par le feu

Si le béton est exposé à une chaleur élevée, il perd la majeure partie de sa résistance à la compression , de sa résistance à la flexion et de son élasticité. À l'inverse, un béton avec un rapport agrégat-ciment élevé subit moins de réduction de la résistance à la compression, et plus le rapport eau-ciment est faible, plus la perte de module élastique est faible . En conséquence, l'eau emprisonnée dans le béton peut provoquer un écaillage.

Figure 5 : Exposition de la structure en béton au feu

6. Béton trop humide

Une teneur élevée en eau dans le mélange de béton fait remonter le ciment à la surface. En conséquence, la surface du béton sèche avant la prise, provoquant un retrait, des fissures, une laitance et une réduction de la résistance à la compression.

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