Mécanismes d'altérations des matériaux cimentaires soumis aux milieux fortement agressifs

• Encadreur : Mr Y. Senhadji Université de Mascara
  

• Dédicace :
  
• Remerciement :
  
• Abstract:
  Developed steadily since the late nineteenth century, reinforced concrete has become the most prevalent building material in the world. Knowing that concrete has the ability to withstand chemical attacks, it is still necessary to know under what conditions? And How? because there are situations in which reinforced concrete structures deteriorate quickly or severely more than expected because of several factors we presented in this thesis. Diagnostic methods via several techniques can be used to determine the state of degradation due to chemical attack. According to the state of damage, preventive procedures and rehabilitation will be used to ensure the safety of the structure.
  The strength and durability of plain or reinforced concrete under difficult conditions has become a common topic of major interest and, therefore, a common area of research.
  In this study we go through understanding the behavior of cementitious materials against chemical attack since this study is classified in the same major of interest.
  
  The aim of this this thesis is to mention, determine, study and explain the scientific and technical basis required to understand the phenomena that occur when mixing cement powder with water to give the property of the association of concrete. Although this transformation of a solution into a solid hard and tough body is quite extraordinary, it obeys simple rules that should be taken in consideration because it will also determine the strength and durability of concrete. This study focuses on the chemical attack on concrete; determination of resources, explanation of mechanisms and providing potentail solutions.
  
  Keywords: cement, water, porosity, chemical attack, basic, erosion, expansion and durability.
  
• Résumé :
  
• Liste des tableaux :
  
• Liste des figures :
  
• Liste des symboles:
  
• Sommaire :
  
  • I -3) Les constituants du ciment .....................................................................4
    
• II -3) Les dégradations dues à l'eau de mer.......................................................... 43
  
• II -3-3) L'eau de mer, du point de vue chimique...................................................46
  
• II -6-4) Facteurs influents de la corrosion .................................................75
  
• II -7-6) Pathologie et manifestations externes ..........................................87
  
• II -8) La lixiviation en eau douce ..........................................................................96
  
• Introduction générale:
  
• I Présentation des matériaux cimentaires :
  
  • I -1) Définition du ciment :
    
  • I -2) Etapes de fabrication du ciment Portland :
    
    • A- Extraction et préparation des matières premières:
      
    • B- Cuisson:
      
  • I -3) Les constituants du ciment :
    
    • I -3-2) Le gypse (CaSO4) :
      
    • I -3-3) Ajout minéral actif :
      
      • A- Les laitiers de haut-fourneau :
        
      • B- Les cendres volantes :
        
      • C- Les fumées de silice :
        
      • D-Les Pouzzolanes :
        
  • I -4) L'hydratation du ciment :
    
  • I -5) Les mécanismes élémentaires d'action de l'eau :
    
    • a. L'adsorption :
      
    • b. L'hydrolyse :
      
    • c. La dissolution :
      
    • d. la solvatation :
      
    • e. La cristallisation :
      
  • I -6) Mécanisme et réactions d'hydratation:
    
    • A-Hydratation du silicate tricalcique (C3S) (alite) :
      
    • B-Hydratation du silicate bicalcique C2S (bélite) :
      
    • C-Hydratation du C3A:
      
    • D-L'hydratation du C4AF :
      
  • I -7) Produits d'hydratation :
    
  • I -8) Les différents types de ciment :
    
  • I -9) Les constituants du béton (l'eau et les granulats):
    
    • A- Les granulats :
      
    • B- Le Sable :
      
    • C- L'eau :
      
  • I -10) Conclusion :
    
• II- Les attaques chimiques du béton :
  
  • II -1) Les attaques sulfatiques:
    
    • II -1-1) Introduction :
      
    • II -1-2) Définition de l'attaque sulfatique :
      
    • II -1-3) Sources des sulfates :
      
    • II -1-4) Mécanismes d'attaques:
      
    • II -1-5) Processus d'attaque par les sulfates internes :
      
    • II -1-6) Processus d'attaque par les sulfates externes :
      
      • A- Formation de gypse secondaire :
        
      • B-Formation d'ettringite secondaire :
        
    • II -1-7) Facteurs contrôlant la résistance aux sulfates du béton :
      
• D'après les travaux de Gagné [4] ,il a trouvé que :
  
  • II -1-8) Revue des essais de résistance des matériaux cimentaires aux attaques sulfatiques :
    
    • II -1-8-1) Essais de résistance aux attaques sulfatiques externes :
      
    • II -1-8-2) Essais de résistance aux attaques sulfatiques internes :
      
  • II -1-9) Mesures de préventions contre les ions sulfates :
    
  • II -1-10) Conclusion :
    
  • II -2) Attaque par les acides :
    
    • II -2-1) Introduction :
      
    • II -2-2) Définition :
      
    • II -2-3) Les différents types des acides :
      
    • II -2-4) Mécanisme d'attaque des acides :
      
    • II -2-5) Revue des essais :
      
    • II -2-6) Moyens de protection contre les acides :
      
    • II -2-7) Conclusion :
      
  • II -3) Les dégradations dues à l'eau de mer :
    
    • II -3-1) Introduction :
      
    • II -3-2) Définition de l'attaque marine :
      
    • II -3-3) L'eau de mer, du point de vue chimique :
      
    • II -3-4) Les mécanismes d'attaques par les eaux de mer :
      
    • II -3-5) Les paramètres qui conditionnent la durabilité des bétons en milieu marin :
      
    • II -3-6) Essai de tenue à l'eau de mer :
      
    • II -3-7) Paramètres contrôlant la durabilité du béton en milieu marin :
      
    • II -3-8) Conclusion :
      
  • II -4) Attaque par les ions chlorures :
    
    • II -4-1) Introduction :
      
    • II -4-2) Définition de l'attaque par les ions chlorures : 
      
    • II -4-3) Source de l'attaque des ions chlores :
      
    • II -4-4) Mécanisme d'attaque des ions chlores :
      
    • II -4-5) L'attaque des structures par les chlorures via les fissures ou la porosité :
      
    • II -4-6) Les essais de pénétration des ions de chlores :
      
      • A- Essai de migration en régime permanent
        
      • B- Essai de migration en régime transitoire :
        
    • II -4-7) Influence de la microstructure et des additions minérales  sur l'attaque des chlorures :
      
    • II -4-8) Précaution contre la pénétration des ions chlores :
      
    • II -4-9) Conclusion : L'attaque par les ions chlorures est illustrée dans le tableau suivant :
      
  • II -5) La carbonatation :
    
    • II -5-1) Introduction :
      
    • II -5-2) Définition de la carbonatation :
      
    • II -5-3) Mécanisme de la carbonatation :
      
    • II -5-4) Les conséquences de la carbonatation :
      
    • II -5-6) Possibilité de ralentir la progression de la carbonatation : En :
      
    • II -5-7) Les essais sur la carbonatation :
      
    • II -5-8) Techniques d'investigation :
      
    • II -5-9) Méthodes d'assainissement et actions préventives :
      
      • A- Carbonatation avec éclats et armatures apparentes :
        
      • B- Carbonatation sans ou avec très peu de dégâts :
        
      • C-Actions préventives :
        
    • II -5-10) Conclusion :
      
  • II -6) Corrosion des armatures :
    
    • II -6-1) Définition de la corrosion:
      
    • II -6-2) Processus de la corrosion :
      
    • II -6-3) Les deux étapes de la corrosion :
      
    • II -6-4) Facteurs influents de la corrosion :
      
    • II -6-5) Conséquences des désordres provoqués par la corrosion des armatures :
      
    • II -6-6) Investigation de la corrosion in situ :
      
    • II-6-7) Prévention et réhabilitation :
      
      • II-6-7.1) Prévention. Mesures constructives :
        
      • II-6-7.2) Requalification des ouvrages en béton armé :
        
      • II-6-7.3) Méthodes de réhabilitation
        
    • II-6-8) Quelques solutions pratiques pour protéger les fondations contre la corrosion :
      
    • II-6-9) Conclusion :
      
  • II -7) L'alcali-réaction :
    
    • II -7-1) Introduction :
      
    • II -7-2) Définition :
      
    • II -7-3) Les différents types d'alcali-réaction :
      
    • II -7-4) Conditions d'apparition de l'alcali-granulat : 
      
    • II -7-5) Source de cette attaque :
      
    • II -7-6) Pathologie et manifestations externes :
      
    • II -7-7) Mécanisme de l'alcali-réaction :
      
    • II -7-8) Les méthodes d'essais de qualification des granulats :
      
    • II -7-9) Traitements de protection et de réparation :
      
      • II -7-9.1) Assèchement du béton :
        
      • II -7-9.2) Imprégnation par des agents chimiques inhibiteurs :
        
      • II -7-9.3) Relâchement des contraintes :
        
      • II -7-9.4) Renforcement par des armatures :
        
    • II -7-10) Conclusion :
      
  • II -8) La lixiviation en eau douce :
    
    • II -8-1) Définition :
      
    • II -8-2) Mécanisme :
      
    • II -8-3) Conséquences générales :
      
    • II -8-4) Essai de lixiviation à pH constant :
      
    • II -8-5) Les critères de résistance à l'agression par les eaux naturelles : sont :
      
    • II -8-6) Conclusion :
      
• Conclusion générale 
  
• Références et bibliographies :
  
• [4] Richard Gagné : GCI 714 - Durabilité et réparations du béton : Cours de génie civil (Université de Sherbrooke).