D'après les travaux de Gagné [4] ,il a
trouvé que :
° Moins de ciment => teneur en C3A plus
faible dans le béton.
° Perméabilité plus faible
° Fumée de silice et cendres volantes: Moins
de Ca(OH)2 dans la pâte de ciment hydraté
(réaction pouzzolanique)
° Les ciments contenant 40% ou plus de laitier ont
généralement une bonne résistance aux sulfates .
Figure II -8 :
Résistance aux sulfates d'échantillons de mortier avec ajouts de
laitier.
a: Ciment type II 6,4% de C3A b: Ciment type V
3,7% de C3A . [4]
° Les ciments avec plus de 20% à 30% de
cendres volantes ont une meilleure résistance aux sulfates. L'effet des
cendres est variable en fonction de leur composition chimique. Les cendres
ayant un contenu en chaux > 20% ne devraient pas être
utilisées.
° La fumée de silice (7%-10%) améliore
très significativement la résistance aux sulfates.
Figure II -9 :
Résistance aux sulfates d'échantillons de mortier avec ajouts de
laitier. [4]
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 :
· Essai Anstett ou Le
Chatelier-Anstett-Blondiau:
Cet essai est effectué sur pâte pure de
ciment hydratée à 14 jours, broyée puis
mélangée à du gypse (rapport 50/50), humectée et
comprimée sous forme de plaquettes circulaires de 8 cm de
diamètre et 3 cm de hauteur. Les cylindres sont placés dans un
récipient fermé sur un papier filtre trempant dans l'eau
distillée. Le diamètre des éprouvettes est mesuré
à échéances déterminées (28 et/ou 90 jours).
Un accroissement de plus de 1,25 % classe le ciment comme non résistant
aux sulfates. Cet essai simple, rapide mais très sévère a
été souvent très critiqué et ne donne pas toujours
un bon classement des ciments. Néanmoins, eu égard à la
sévérité du test, les ciments satisfaisants à cet
essai offrent une très bonne garantie de résistance aux attaques
sulfatiques.
· Essai Mehta :
Les essais sont réalisés à partir de
petits cylindres de pâte pure de rapport E/C élevé,
préparés en ajoutant une barbotine du ciment
pré-hydraté destinée à éviter le ressuage.
Les cylindres, de diamètre 11 mm et de longueur 22 mm (élancement
2) sont conservés 1 jour à 20 °C en atmosphère humide
puis 13 jours à 40 °C et 100 % d'humidité relative. Ils sont
ensuite immergés dans une solution à 4 % de
Na2SO4 de pH stabilisé à 7 #177; 0,5 par
addition de H2SO4 (0,1 N), à température
ambiante. La résistance en compression des cylindres est mesurée
après 28 jours et/ou 90 jours d'immersion. Le critère de non
résistance aux sulfates est une perte mécanique de 25 % par
rapport à la résistance des cylindres à l'issue du
traitement à 40 °C. Cet essai est intéressant par sa
rapidité, mais peut donner des résultats variables d'un
laboratoire à un autre, en raison d'un mode opératoire non
optimisé.
· Norme ASTM C1012-04:
L'essai est applicable à tous les ciments. Il est
pratiqué sur prismes de mortier 25x25x285 mm3, de
composition : ciment/sable = 1/2,75 et E/C = 0,485. Après
démoulage à 24 heures, les éprouvettes sont
immergées dans de l'eau saturée de chaux à 23 °C
jusqu'à atteindre une résistance en compression d'au moins 20 MPa
sur des cubes 50x50x50 mm3 de même mortier. À ce stade,
les prismes sont immergés dans une solution à 50 g/l de
Na2SO4 (autres concentrations ou autre sulfates comme
MgSO4 peut être employé pour simuler l'environnement
d'exposition), la température de stockage est à 23 2 °C.
Les mesures d'allongement sont effectuées à 1, 2, 3, 4, 8, 13 et
15 semaines. Si à 15 semaines un léger allongement continu est
observé, les mesures suivantes sont faites à 4, 6, 9 et 12
mois.
II -1-8-2) Essais de résistance aux attaques
sulfatiques internes :
· Le test de Duggan:
Cet essai est réalisé sur des
éprouvettes de béton cylindriques de 25 mm de diamètre et
de 50 mm de hauteur. Il est basé sur une succession de phases
d'exposition à une température élevée (82 °C)
et d'une phase d'immersion dans l'eau.
Gillot et al. jugent cet essai trop sévère.
Ils estiment que les cycles imposés à plusieurs reprises
modifient les caractéristiques physiques et chimiques du matériau
de manière irréaliste.
· L'essai de Fu :
Les essais sont réalisés sur des
éprouvettes de mortiers prismatiques (25x25x160 mm3). Les
éprouvettes sont tout d'abord conservées 1 heure à 23
°C dans une enceinte humide. Elles subissent ensuite deux traitements
thermiques :
- le premier de 12 heures à 95 1,7 °C, suivi
d'une immersion dans l'eau pendant 6 heures à 23 °C ;
- le deuxième de 24 heures à 85 1,7
°C.
La mesure initiale des dimensions des éprouvettes
est réalisée avant le deuxième étuvage. Le
délai d'une heure, accordé pour la maturation des mortiers
à température ambiante a pour objectif d'augmenter la
quantité d'ions sulfates adsorbés à la surface des C-S-H.
Le deuxième traitement thermique doit permettre
d'accélérer les processus d'expansion. À la suite de ces
cycles, les échantillons sont conservés dans une solution
saturée en chaux à 23 °C. L'expansion des mortiers est
mesurée tous les 7 jours. Le seuil retenu est de 0,04 % d'expansion
après 42 jours d'immersion. [1]
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