2.4 - Action des sulfates, de l'eau de mer et attaque par les acides Flashcards
Mis à part dans l’eau de mer, dans où peut-on retrouver des sulfates en solution? (3)
- Eaux souterraines
- Eaux usées industrielles
- Certains sous-produits industiels
VRAI ou FAUX? La plupart des sols contiennent des sulfates sous forme de gypse.
VRAI. Leur concentrations est par contre relativement faible donc n’est pas agressif pour le béton
Les sulfates sont-ils d’origine naturelle ou non?
Ils peuvent être d’origine naturelle, biologique (décomposition biologique aérobie de substance organiques contenant du soufre - engrais, plantes) ou provenir de pollution domestique et industrielle
Les sulftates peuvent détériorer le béton selon deux mécanisme physico-chimiques. Lesquels?
- Expansion
- Perte des propriétés liantes des C-S-H
De quoi sont fonction les mécanismes de destruction par attaque de sulfates? (2)
La concentration et la sources des ions de sulfates
L’action des sulfates peut prendre forme d’une expansion du béton à la suite de formation de produits expansifs. Ceci peut causer des dommages structuraux importants. Quel autre problème peut être engendré?
L’action des sulfates peut engendrer une perte de résistance et une perte de masse du béton en surface
Quels sont les deux produits les plus sensibles à l’attaque des sulfates?
- Aluminates
- Portlandite
Quel est le produit expansif qui cause les dégradations du béton par attaque de sulfates?
La formation d’ettringite secondaire (l’ettringite primaire n’est pas expansive)
Quels sont les 5 différents type de sulfates qui peuvent dégrader le béton (formation d’ettringite secondaire expansive)?
- Sulfate de magnésium
- Sulfate de calcium
- Sulfate de sodium
- Sulfate de potassium
- Sulfates métalliques solubles (FeSO4)
Pourquoi l’attaque par sulfate de calcium est plus lente?
En raison de la faible solubilité des sulfates de calcium
Pourquoi la résistance aux sulfates augment avec la teneur en ciment?
Car ces bétons sont généralement plus compacts et ont une perméabilité plus faible qui ralentie la pénétration des sulfates
Le taux de dégradation est _____ à la quantité de C3A du ciment.
proportionnel
Les ajouts minéraux augmentent-ils la résistance aux sulfates? Pourquoi?
Oui (plus particulièrement les laitiers).
Moins de ciment = moins de C3A et perméabilité plus faible
À partir de quel pourcentage les ciments contenant des laitier ont généralement une bonne résistance aux sulfates?
40%
À partir de quel pourcentage les ciments contenant des cendres volantes ont généralement une bonne résistance aux sulfates?
20-30%
À partir de quel pourcentage les ciments contenant de la fumée de silice ont généralement une bonne résistance aux sulfates?
7-10%
Beaucoup de paramètres influencent la durabilité du béton en milieu marin. Nommez-en 4.
- Paramètres chimiques (ions agressifs)
- Paramètres géométriques (marée et fluctuation du niveau de la mer)
- Paramètres physiques (cycle de gel-dégel, activation par les hautes températures)
- Paramètres mécaniques (abrasion)
Quels sont les deux paramètres essentiels pour avoir un bon comportement face à l’eau de mer?
- Faible porosité
- Faible perméabilité
Un béton bien formulé et bien mûris possède généralement une très bonne durabilité face à l’eau de mer
Quels sont les différents composés chimiques en jeu dans les principaux mécanismes d’attaque par l’eau de mer? (3)
- CO2
- Chlorures
- Sulfates
Par quoi est fortement conditionnée l’attaque par l’eau de mer?
La température de l’eau car accélère la cinétique des réactions de dégradation
Quels sont les paramètres contrôlant la durabilité du béton en milieu marin et comment l’influence-t-il? (4)
- Perméabilité: une faible perméabilité retarde la pénétration des ions agressifs
- Rapport E/C: faible rapport E/C diminue la porosité, la perméabilité et retarde la pénétration des ion agressifs
- Recouvrement: un bon recouvrement évite la corrosion
- Type du liant : un ciment à faible tenir en C3A est bénéfique
** Attention aussi à la cure du béton
Il existe d’autres types d’attaques chimiques. Nommez les principaux types d’agents agressifs gazeux.
- Origine naturelle (CO2)
- Origine industrielle (S, N, vapeur de Cl)
Il existe d’autres types d’attaques chimiques. Nommez les principaux types d’agents agressifs solides.
- Sols
- Résidus industriels
Quels sont les 3 mécanismes de base des attaques chimiques?
- Dissolution
- Hydrolyse
- Échanges cationiques
VRAI ou FAUX? La portlandite se dissocie complètement en ions lors du mécanisme de dissolution.
Vrai, la portlandite est 100% soluble
Décrivez le processus d’hydrolyse.
1- Les hydrates solubles dans l’eau libère des ions
2- Ces ions réagissent avec l’eau -> production OH- et H+
3- Le pH des la solution est modifié -> certains hydrates deviennent instables
4- Conduit à lixiviation de la chaux de la pâte ciment durcit = Augmentation porosité = affaissement liants
Quels sont les trois types d’échanges cationiques?
1- Formation de calcium solubles (lixiviation = porosité plus grande = résistance mécaniques plus faible)
2- Formation de sels de calcium insolubles ou non expansifs (ne causent pas de dommages si non expansifs)
3- Substitution des ions calcium dans les C-S-H
Comment prévenir l’attaque par les acides? (2)
1- Diminuer la teneur en Ca(OH)2 du béton avec: - Liants avec pouzzolanes - Ciments avec laitiers - Ciments alumineux 2- Diminuer la perméabilité pour ralentir les échanges entre le milieu interne et externe en faisant: - Murissement approprié - Fumée de silice, cendres volantes - Diminuer rapport E/L
Quels sont les deux principaux types de bactéries pouvant être à l’origine de la détérioration du béton?
- En milieu anaérobique: bactéries sulfu-réductrice (produit des sulfures qui sont transformés en H2S qui est toxique)
- En milieu aérobique ; bactéries produisant des sulfates
Quels sont les 4 étapes dans une agression de surface?
1- Création de sulfates dans la zone anaérobique (au coeur du béton)
2- Production de H2S libéré vers la surface
3- H2S se décompose sous forme de S à la surface du béton (aérobie)
4- Le S est transformé en H2SO4 = acide fort et très corrosif pour le béton
Les sols contenant _______ peuvent provoquer des gonflements important et le dégagement d’acide sulfurique.
des shales pyritiques.
Le gonflement peut faire fissurer les dalles qui reposesnt sur ces sols et entraîner des problèmes structuraux majeurs.
Nommez un bon indicateur de la présence de bactéries.
La jarosite est un minéral de couleur jaune qui tapisse les plans de fracturation. C’est un produit de réaction biochimique
Quel est l’influence des facteurs environnementaux et physico-chimique sur le soulèvement des schistes argileux pyriteux? (4)
- Oxygène (Gazeux ou dissout dans l’eau) -> pénètre via les fractures ou fissures
- Humidité = Essentielle pour formation acide sulfurique
- Surface spécifique grains de pyrite (Surface spécifique élevée = augmentation problèmatique)
- Température constante et élevée = activité bactériologique
Donnez un bon indicateur de la présence de sulfates dans le béton.
La présence de thenardite (Na2SO4 (produit de la réaction entre les alcalis (Na2+)
de la pâte de ciment et les ions SO42)) a l’aspect d’un dépôt
blanchâtre mal cristallisé dans le béton
