Transfert dans les bétons non saturés : influence des laitiers et de l'endommagement mécanique

par Amor Ben Fraj

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur. Génie civil

Sous la direction de Abdelhafid Khelidj et de Stéphanie Bonnet.

Soutenue en 2009

à Nantes .


  • Résumé

    La durabilité des ouvrages en béton armé est liée à la pénétration d'agents agressifs, tels que les ions chlore, qui contribuent à la corrosion des armatures. Ces ions pénètrent via la porosité du béton lorsque celui-ci subit des cycles d'humidification-sèchage. Ce mouvement cyclique génère un transport couplé d'humidité et d'ions chlore et accélère les problèmes de durabilité, particulièrement pour les zones d'ouvrage soumises au marnage. La première partie du travail de thèse a consisté à développer un nouveau dispositif expérimental simulant l'action de la marée en créant des cycles d'humidification-séchage. Ce dispositif nous a permis de travailler de façon automatisée avec une ambiance à température et humidité contrôlées. Nous avons aussi développé une méthode d'essais originale exploitant la microanalyse électronique (EDS) afin de détecter la présence des ions chlore dans les matrices cimentaires, dès leur jeune âge. La deuxième partie de ce travail est consacrée à l'analyse des résultats d'une étude expérimentale multi-variables qui a permis d'évaluer l'influence des paramètres de composition (rapport Eau/Liant, laitier), des conditions environnementales (humidité relative, nombre de cycles) ainsi que de l'état d'endommagement sur les paramètres de transfert de différents types de bétons. Les résultats obtenus montrent que, le coefficient de diffusion diminue exponentiellement en fonction du temps, à partir du premier contact. La diminution de l'humidité relative du béton, augmente sa capacité d'absorption et donc la profondeur de pénétration des ions chlore. Cet effet est moindre pour le béton avec du laitier, présentant une faible porosité et une meilleure capacité de fixation, son coefficient de diffusion est plus faible. Nous avons aussi montré que l'évolution du coefficient de diffusion apparent en fonction de l'humidité relative suit une tendance logarithmique. Enfin, l'endommagement mécanique, par compression uniaxiale, augmente remarquablement la perméabilité au gaz et le coefficient de migration des bétons. Pour des taux de chargement entre 55 % et 85 % de la charge limite, l'endommagement ne modifie pas beaucoup les profils en chlorures des échantillons partiellement saturés

  • Titre traduit

    Transfert in non saturated concrete : influence of slag and mechanical damage


  • Résumé

    In marine environment, the durability of reinforced concrete is governed by agressive agents penetration, such as chlorides which contribute in steel corrosion. These ions pentrate through concrete porosity, when structure undergoes wetting-drying cycles. This cyclic movement generate coupled transport of humidity and chloride ions, which accelerates durability problems, particularly in tidal zone. The first part of this research work has consisted in developing new experimental setup to simulate tidal zone by applying wetting-drying cycles in controlled environmental conditions (temperature and humidity). We have also developed an original test method based on Energy Dispersive Spectrometry analysis, to determine chloride profiles in early age cement matrix. The second part of this work is devoted to the analysis of the results of a multi-variable experimental study carried out to evaluate the relative influence of the mix-parameters (Water-to-Binder ratio, slag), environmental conditions, (relative humidity, cycles-number) and the state of damage on transfer parameters and properties of different concretes. The results obtained show that, the diffusion coefficient decreases versus time. The decrease of the relative humidity of concrete increases its absorption capacity and the chloride penetration. This effect is lower on slag-concrete, which has lower porosity, its diffusion coefficient is less important. We have also observed that the apparent diffusion coefficient has a logarithmic evolution versus relative humidity. Finally, mechanical damage increases significantly the gas permeability and the migration coefficients of concretes. This effect is lower on chloride profiles of partially saturated concretes, for applied loading of 55% to 85%

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (203 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 194-200

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 NANT 2130
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.