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

B-Formation d'ettringite secondaire :

· à partir du C₃A anhydre résiduel

C₃A + 3 CaSO₄ .2H₂O + 26H₂O ? C₃A.3CaSO₄.32H₂O

· à partir des aluminates hydratés (monosulfoaluminate)

C₃A. CaSO₄. 18H₂O + 2Ca (OH) ₂+ 2SO₄ + 12H₂O ? C₃A.3CaSO₄.32H₂O

Le cas de sulfate de magnésium Mg SO₄ ( double action ) :

Ca (OH) ₂ + MgSO₄ ? CaSO₄ + Mg (OH) ₂

Mg (OH) ₂ : brucite caractérisée par une faible solubilité et un faible pH.

C₃A+3CaSO₄.2H₂O + 26H₂O ? C₃A.3CaO₄.32H₂O (expansive)

Substitution des ions Ca²⁺ par les ions Mg²⁺ dans les C-S-H :

C-S-H + MgSO₄ ? CaSO₄.2H₂O + (C, M) - S-H (cohesion faible)

Etant donné la très faible solubilité du Mg(OH) ₂, cette réaction se poursuit jusqu'à ce qu'elle soit terminée de sorte que, dans certaines conditions, l'attaque par le sulfate de magnésium est plus sévère que celle des autres sulfates.

Une réaction ultérieure entre le Mg(OH) ₂ et le gel de silice est possible et peut aussi provoquer une détérioration des C-S-H.

Le gypse formé occupe un volume plus grand que la portlandite, sa formation causant ainsi le gonflement et la fissuration de la pâte. Lorsque la concentration en sulfates est assez élevée, le gypse restera stable et de nouveaux cristaux de gypse continueront à se former.

Cependant, lorsque l'apport des sulfates est faible, le gypse sera dissous en libérant des ions SO₄ ^2- qui, en réagissant avec des aluminates, formeront de l'ettringite. Cette dernière occupe plus de place que les composants solides à partir desquels elle se forme, causant ainsi l'expansion.

Lors d'une attaque du béton par des sulfates externes, sa dégradation se produit par la formation d'ettringite ou de gypse et par la pression et la fissuration conséquentes. [3]