Comme les structures en béton sont souvent exposées à différents environnements agressifs, elles nécessitent des systèmes de protection de haute qualité. Les structures en béton armé sont construites pour durer. Cependant, le béton est confronté à de nombreuses menaces de détérioration naturelle, de dommages et de corrosion des armatures.
Les Structures en Béton sont Très Sollicitées
En fonction de leur emplacement et de leur utilisation, les structures en béton sont soumises à une large gamme de conditions d'exposition - de la carbonatation atmosphérique normale aux influences agressives des environnements urbains et industriels pollués, en passant par l'atmosphère marine et les produits chimiques liquides ou gazeux, sans oublier les facteurs d'influence qui peuvent endommager ou attaquer le béton et les armatures en acier encastrées.
L'eau peut pénétrer naturellement par la structure capillaire des pores du béton armé.
La corrosion des armatures, les fissures ou l'écaillage peuvent se produire dans les zones de béton carbonaté ou là où il y a une forte teneur en chlorure à la surface des barres d'armature en acier.
Le processus de gel-dégel crée une contrainte dans la matrice du béton en raison de la libre expansion de l'eau dans les pores capillaires pendant les conditions de gel. Cela peut entraîner l'écaillage de la surface dans un béton de mauvaise qualité, et peut être grandement accéléré par les chlorures présents dans l'eau.
La surcharge due à l'augmentation de la charge du trafic, une conception inadéquate, des dommages à la structure, une rupture due à la contrainte/à la fatigue, des effets de tremblement de terre ou tout autre impact mécanique tel que l'impact d'un véhicule, peuvent tous dépasser ou réduire la capacité de charge de la structure.
Certaines structures, telles que les usines chimiques, les réseaux d'égouts ou les stations d'épuration des eaux usées, sont exposées à des niveaux variables d'attaques chimiques. Des revêtements spéciaux peuvent être nécessaires.
Les bâtiments et les ponts peuvent être soumis à une grande variation de température du jour à la nuit / de l'hiver à l'été, ou entre les différents côtés ou surfaces de la structure. Ces cycles répétitifs entraînent des contraintes thermiques et des mouvements dans la structure en béton qui peuvent également provoquer des fissures.
Le béton armé peut être endommagé par l'exposition au feu. Des revêtements intumescents spéciaux peuvent être utilisés pour protéger les structures contre le feu. Les revêtements ne doivent pas ajouter de combustible au feu pour éviter d'en augmenter l'intensité. Certaines structures comme les tunnels ont des considérations particulières avec ce risque particulier.
Le dioxyde de carbone (CO2) réagit avec l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) dans le liquide poreux de la matrice de ciment des structures en béton, et il est déposé sous forme de carbonate de calcium (CaCO3). Ce processus, connu sous le nom de carbonatation, réduit la résistance des armatures d'acier encastrées une fois qu'il les a atteintes.
Les chlorures proviennent des sels de déglaçage utilisés en hiver, ou de l'eau salée en milieu marin. Ils peuvent pénétrer dans la structure du béton et, une fois qu'ils atteignent les barres d'armature, ils peuvent détruire localement le film de passivation, provoquant une corrosion rapide par piqûres.
Les deux causes les plus fréquentes de dommages au béton et de corrosion des armatures
Les deux causes les plus universelles de la corrosion des armatures et de la détérioration du béton sont la carbonatation et l'attaque par les chlorures. Plus vite le dioxyde de carbone ou les chlorures pénètrent dans le béton, plus vite la couche passive autour des barres d'armature est détruite et le processus de corrosion est amorcé. La compréhension de la cause profonde de la corrosion de l'acier détermine la stratégie de réparation et de protection la plus efficace. Pour assurer une durabilité à long terme, une stratégie d'entretien appropriée doit être suivie par les propriétaires et leur direction de la construction.
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