II -8-2) Mécanisme :
En ce qui concerne le béton on parle plus
généralement de lixiviation qui, dans sa définition
première, est une opération qui consiste à faire passer
lentement un solvant à travers un matériau en couche
épaisse afin d'en extraire un ou plusieurs constituants solubles. C'est
le terme souvent employé pour décrire le phénomène
d'extraction progressive des ions calcium (dissolution de Ca(OH)2 et
décalcification des C-S-H) lors de la percolation des solutions
agressives dans le béton. La lixiviation peut être décrite
comme une dissolution progressive résultant d'une succession
d'états d'équilibre entre les hydrates et la solution : au fur et
à mesure que les ions agressifs arrivent au contact des hydrates,
l'équilibre entre ces hydrates et la solution interstitielle est rompu ;
mais il est aussitôt rétabli par une nouvelle dissolution des
hydrates et/ou par la précipitation d'un nouveau composé selon
que la solution est sous-saturée ou sursaturée par rapport
à ce composé. Le terme de « lessivage » parfois
employé, a un sens analogue. Les composés
précipités peuvent être nocifs ou non vis-à-vis de
la durabilité du béton. [10]
Figure II -43 :
représentation schématique de la dégradation d'une
pâte de ciment soumise à la lixiviation par une eau pure
déionisée stabilisée à pH 7.
Zone 1 : solubilisation totale des hydrates Ca(OH)2, mono
et trisulfoaluminates ; lixiviation totale du calcium des C-S-H et formation
d'un gel résiduel de silice hydratée très peu soluble;
zones 2, 3 et 4: solubilisation totale de Ca(OH)2, décalcification
progressive des C-S-H et solubilisation des phases AFm (monosulfoaluminates)
d'abord, puis des phases AFt (trisulfoaluminates) ; Zone 5 = matériau
non dégradé. [10]
II -8-3) Conséquences
générales :
La dissolution des hydrates, accompagnée ou non de
la précipitation de composés nouveaux, a deux effets majeurs
:
- d'une part, un accroissement de la porosité du
béton qui a pour conséquence une augmentation de sa
perméabilité et de sa diffusivité. L'augmentation de
porosité se traduit également par une dégradation plus ou
moins importante des caractéristiques mécaniques : module
d'Young, résistances;
- d'autre part, selon la nature, la solubilité et
les conditions de précipitation des composés
néoformés, un gonflement et une fissuration plus ou moins
importants du matériau : ce peut être le cas, par exemple, de
l'ettringite due à une agression par des sulfates d'origine
externe.
L'agressivité des eaux naturelles
dépend :
- du pH (compris entre 4 et 6,5 suivant les cas) ;
- de la teneur en dioxyde de carbone agressif ;
- de la dureté ou titre hydrotimétrique
(principalement [Ca2+] + [Mg2+]) ;
- de la mobilité du milieu agressif.
Le processus d'altération correspond
essentiellement à la lixiviation des ions Ca2+ de la
portlandite Ca(OH)2 et des silicates de calcium hydratés
C-S-H (accompagnée de la dissolution plus tardive des phases AFm et
AFt). Il conduit à une augmentation de la porosité et, dans les
cas les plus graves, à la dégradation des
propriétés mécaniques du matériau.
[10]
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