Durabilite du beton : physico-chimie de l'alteration par l'eau

Concrete durability : physical chemistry of the water attack

• Auteur / Autrice : Pascal Faucon
• Direction : Richard Cabrillac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Biodégradation

Béton -- Détérioration

Résumé

Les dechets radioactifs a vie courte, et eventuellement ceux a vie longue, sont ou seront stockes dans des structures en beton (colis, ouvrages de stockage,). Pour pouvoir predire la surete de ces stockages, il est necessaire de pouvoir predire le comportement a long terme du materiau degrade. L'alteration d'une pate de ciment par l'eau resulte a court et moyen terme de mecanismes de transport de matieres entre la zone saine et la solution agressive par diffusion des especes ioniques de la solution interstitielle de la pate de ciment. Ces observations sont a l'origine de modeles diffusifs d'alteration dans lesquels la dissolution eventuelle de la surface du materiau, en contact avec la solution agressive, n'est pas prise en compte. Des pates de ciment ont ete synthetisees et lixiviees par de l'eau continuellement demineralisee. Ces essais ont permis de determiner le regime de dissolution de l'interface en contact avec la solution agressive. Au bout d'un temps critique, fonction du type de pate, la dissolution de la couche superficielle en contact avec la solution agressive controlera la cinetique d'alteration. Les proprietes diffusives et chimiques de la couche superficielle d'alteration sont donc fondamentales pour la prediction du comportement a long terme du beton en milieu agressif. Les etudes par resonance magnetique nucleaire du silicium et de l'aluminium, ainsi que par spectroscopie mossbauer sur #5#7fe, mettent en evidence la formation a la surface du materiau d'un silicate de calcium hydrate (csh) riche en silice, dont la structure moleculaire est proche de la structure tobermorite. L'influence des substitutions cationiques (si#4#+ par al#3#+ et ca#2#+ par fe#3#+) sur les proprietes de la couche superficielle et donc sur la tenue du materiau a long terme a pu etre etudiee. Nos resultats experimentaux nous ont permis de modeliser le couplage diffusion-dissolution afin d'evaluer le comportement a long terme en fonction du scenario d'agression, et de la composition du materiau cimentaire.