Sulfures-Exam 2 Flashcards
À quoi peut-on attribuer les problèmes rencontrés dans la région de Montréal lorsqu’on parle des « cas de pyrite » ? Quels sont les types de matériaux impliqués ?
-Phase minérale responsable : la PYRITE (présent
en petites quantités dans de très nombreuses
variétés de roches)
Qu’est-ce qui différencie ces cas
de ceux rencontrés dans la région de Québec ? (pyrite)
Nature des fondations (sédiments vs. roc)
Géologie des carrières exploitées (shale et calcaire
argileux vs. calcaires plus purs)
Matériaux d’excavation du métro (shale)
Ces phénomènes touchent quels types d’infrastructures et quels sont les principaux désordres générés chez les infrastructures atteintes ? (pyrite)
-Soulèvement (généralement différentiel, i.e.
avec dénivellation) et fissuration (rectiligne,
en étoile,…) de la dalle de plancher
-Solutions acides/sulfatées → sulfatation de la
dalle (base) → gonflement, fissuration,
délamination, désagrégation, amincissement
-Poussée latérale et fissuration des murs de
fondation (cas de remblais épais)
-Cloisons non porteuses : lézardes (murs de
blocs), fissures, flambage (murs de «gyproc»),
cadrages désalignés, portes coincées, etc.
Quel est l’outil principal permettant le contrôle de la qualité des matériaux granulaires de fondation ? expliquez sommairement son déroulement.
Examen au MEB
Quels sont les mécanismes en jeu (réactions impliquées), les conditions essentielles et les
principaux paramètres qui vont affecter la cinétique ou le taux de réaction/dommage ?
-Oxydation : pyrite + humidité + oxygène
→ H2SO4 (acide sulfurique) + sulfate de Fe en solution
(réaction accélérée par des bactéries)
-Dissolution : H2SO4 + carbonates (calcite,
dolomite) → sulfates (Ca,…) en solution
-Précipitation (évaporation/sursaturation):
sulfates (surtout de Ca, i.e. gypse) +
hydroxydes de Fe (limonite,…)
Au-delà de contrôler la qualité des matériaux granulaires de fondation, comment peut-on prévenir ce phénomène pour les nouvelles constructions sur le terrain?
-Remblai sous dalle
* Utilisation de matériaux non gonflants
* Film de polyéthylène (contre la sulfatation)
-Roc de fondation
* Dalle structurale (avec vide sanitaire) => $$$
* Dalle sur sol avec mesures appropriées
-Dalle sur sol:
Retirer tout le roc altéré (éviter l’eau)
Appliquer aussitôt une émulsion asphaltique
élastomère → infiltration , isolation ,
évaporation , toxique pour les bactéries
Remblai inerte peu poreux et bien compacté
Pellicule plastique imperméable + dalle
Attention de ne pas percer l’émulsion et la
pellicule (contrôle)
Si on veut acheter une maison sur la rive sud de Montréal, on demande systématiquement un « test de pyrite » sur la propriété. En quoi cela consiste-t-il ?
Procédure CTQ
1) Relevé visuel des dommages
2) Sondage et échantillonnage du béton, du
remblai et du sol naturel
3) Essais en laboratoire (Étape 1)
* Béton : qualité, épaisseur, revêtement de surface,
sulfatation, décoloration, membrane sous la
dalle,…
* Remblai : normes NQ 2560-500/510 (IPPG,…) +
signes de réactivité (oxydation, sulfates,…) ;
potentiel pétrographique de gonflement :
négligeable (IPPG 0-10), faible (11-20), faible à
moyen (21-40), moyen à élevé (41-60), élevé (61-
80), extrêmement élevé (81-100)
* Terrain naturel : nature, signes de réactivité,…
4) Essais en laboratoire (Étape 2)
* Optionnels si IPPG > 10 ou dommages au
bâtiment ou au béton (normes NQ 2560-500/510)
* Analyse du S total et du sulfate hydrosoluble
(SO4) → contenu en sulfures de fer (éq. pyrite)
Attention : remobilisation des sulfates
* Potentiel chimique de gonflement (?) :
négligeable à faible (pyrite 0-0.5%), faible à
moyen (0.5-1.0%), moyen à élevé (>1.0%)
5) Synthèse et conclusion
6) Approches de solutions
» Aucune intervention (aucun désordre, béton sain,
pas de potentiel de gonflement significatif)
» Intervention non impérative (potentiel de
gonflement faible à moyen)
» Intervention majeure (désordres significatifs déjà
observables ou à prévoir, potentiel de gonflement
important)
À quoi peut-on attribuer les problèmes rencontrés dans la région de Trois-Rivières lorsqu’on parle des « cas de pyrrhotite » ? Quels sont les types de matériaux impliqués ?
-Oxydation des sulfures
Quels sont les principaux désordres générés chez les infrastructures atteintes ? (Trois-Rivière)
Produit de la rouille et de l’acide sulfurique
-Problème de santé due à la moisissure
-Oxyde de fer très sensible à l’oxydation
Quels sont les mécanismes en jeu (réactions impliquées), les conditions essentielles et les
principaux paramètres qui vont affecter la cinétique ou le taux de réaction/dommage ?
Pyrrhotite + oxygène + eau → goethite + acide sulfurique
Acide sulfurique + portlandite (ciment) → gypse
‟Sulfates” + carbonates + ‟C-S-H” + eau → Thaumasite
Que dit-on au niveau des normes pour assurer le contrôle de la qualité des granulats à béton face à
ce phénomène ? Expliquez sommairement l’approche novatrice qui est proposée dans la nouvelle
norme CSA A23.1-2019 pour le contrôle de la qualité des granulats à béton face au phénomène
de la pyrrhotite.
La situation de la « pyrrhotite » a engendré des poursuites légales dans la région de Trois-
Rivières. Expliquez ce qui est impliqué dans ce cas et quelle est la responsabilité du géologue AB dans tout ce processus selon le jugement récent (2014) de la Cour supérieure du Québec ?
La problématique découle des recommandations inappropriées d’un géologue dans un dossier complexe concernant les granulats contenant des sulfures, notamment de la pyrrhotite, utilisés dans le béton dans la région de Trois-Rivières. Entre les années 1980 et 1990, des gonflements de remblais granulaires riches en pyrite avaient déjà causé d’importants dommages aux dalles de béton sus-jacentes Mtl et roc de fondation Qc. Par la suite, en 2001, le cas de la carrière Maskimo (carrière soeur) avait clairement montrée que la présence de pyrrhotite dans les granulats pouvait provoquer des réactions chimiques entraînant un gonflement interne du béton, des fissures et des dégradations structurelles. Malgré cela, en 2003, le géologue a certifié que les granulats de la carrière B&B étaient sûrs pour le béton, bien que ses propres analyses aient révélé une teneur en sulfures de fer de 3 % à 7 %, un niveau préoccupant.
Le géologue n’a pas pris en compte les précédents, comme les graves problèmes liés à Maskimo, et n’a pas alerté ses clients sur les risques potentiels associés à ces granulats. Il a ignoré les avis divergents d’autres experts et a manqué à son obligation de détailler les incertitudes inhérentes à ses analyses. Par exemple, alors que d’autres experts soulignaient que même de faibles pourcentages de sulfures dans des granulats pouvaient être dangereux dans certaines conditions, il a affirmé de manière catégorique que ces matériaux étaient sans risque, sauf pour un usage dans le béton architectural, où il recommandait de ne pas les utiliser pour éviter les taches de rouille ou les “pop-out” (éclats en surface).
Ces affirmations sans nuance et sans mise en garde ont conduit ses clients à utiliser ces granulats en toute confiance, ce qui a aggravé les problèmes structurels dans plusieurs constructions. En agissant ainsi, le géologue AB n’a pas respecté son code de déontologie, notamment l’article 3.1.2, qui exige de faire prendre conscience aux clients du degré d’incertitude inhérent aux interprétations et recommandations face à la complexité des phénomènes géologiques. De plus, il n’a pas respecté l’article 3.3.2, qui impose de clarifier les faits, les interprétations et les divergences d’opinions. Il n’a pas non plus approfondi ses investigations, comme l’exigeait la norme ASTM-295, pour différencier les teneurs et types de sulfures présents dans les granulats. En ignorant ces obligations fondamentales, il a contribué à des dommages structurels importants et a mis en péril la confiance des clients envers les experts géologues.
Comparez sommairement les situations affectant les infrastructures en béton dans la région de Trois-Rivières, au Connecticut et en Irlande.
(3 problèmes de pyrrhotite)
-Trois-Rivière : Affecte plus la fondation, 2 à 10 ans, pyrrhotite qui s’oxyde avec l’oxygène et l’humidité
-Connecticut : 15 à 20 ans,
-Iralande : plus la maison au complet, 10 à 12 ans, Phillipe riche en mica
