II -5) La carbonatation :
II -5-1) Introduction :
Un climat doux et tempéré, un environnement
urbain, peuvent être considérés comme confortables et
propices aux activités humaines. Cependant, du point de vue du
béton armé cela constitue un environnement agressif, qui pourra
affecter la durabilité d'une structure. C'est bien la durabilité
du béton armé qui est concernée, et non directement celle
du béton. En effet, si la carbonatation entraîne des modifications
notables dans la structure du matériau, elle n'altère pas
systématiquement ses propriétés mécaniques et de
transfert. Il semble même qu'elle conduise à une augmentation de
la résistance en compression et du module, cependant le matériau
deviendrait plus fragile. En revanche, la carbonatation peut entraîner la
corrosion des armatures. Le dioxyde de carbone CO2 qui
pénètre dans le béton se dissout dans la solution
interstitielle et réagit avec la portlandite Ca(OH)2 et les
silicates de calcium hydratés. La réaction provoque la diminution
du pH de la solution interstitielle, et les armatures en acier ne sont alors
plus passivées. En présence de dioxygène, leur corrosion
peut alors débuter. Le gonflement des produits d'oxydation des armatures
qui en résulte pourra à terme entraîner l'éclatement
du béton d'enrobage. [11]
II -5-2) Définition de la carbonatation :
La carbonatation est un phénomène de
vieillissement naturel qui concerne tous les bétons et qui conduit
à la formation de carbonates de calcium par réaction entre les
composés des ciments (principalement la portlandite) et le
dioxyde de carbone atmosphérique (CO2), présent dans
l'air à un taux moyen de 0,03 % en volume. Ce taux est plus
important en milieu urbain qu'en milieu rural.
Elle est un phénomène chimique
présent dans l'épiderme du béton tout au long de sa vie.
La combinaison de l'hydrate de chaux (contenu dans le ciment) et de l'acide
carbonique de l'air forme du calcaire en libérant de l'eau, le pH du
béton baisse et la corrosion des aciers commence. [2]
[13]
A partir d'une distance de 25 à 30 mm
à l'intérieur du béton, il n'y a plus d'échange
gazeux grâce aux dépôts de calcaire de la pâte du
ciment. Le pH reste stable à une valeur d'environ 11. La corrosion ne se
manifeste pas.
Compte tenu de l'absence d'échanges gazeux, les
bétons immergés ne carbonatent pas. Il est à remarquer que
des manifestations de carbonatation peuvent survenir sur des faces
intérieures de béton lors de climatisation et d'humidification de
l'air ambiant. [14]
Figure
II -25: Coupe théorique d'un mur en
béton. [14]
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