De par sa composition (ciment et ses constituants,
sable gravier et eau) tout béton est susceptible de se
carbonater et ce, de façon incontournable.
Il ne s'agit donc pas d'un "cancer du béton"
comme cela a été souvent dit et écrit, mais bien
d'une évolution tout ce qu'il y a de plus normale et
consécutive à une suite de réactions et
d'équilibres chimiques.
Cette situation n'est pas nouvelle, puisqu'elle
est née en même temps que le béton, il y a un peu
plus d'un siècle. Par ailleurs, une des principales
publications sur le sujet date de 1942 et était signée
...Conrad Zschokke !!
Béton carbonaté
Par voie de conséquence et fonction de ce qui
précède, tous les bétons sont carbonatés,
à des degrés différents (en fonction de leur age et
de leur composition d'origine) et cela n'engendre aucune
modification sur le plan de leurs performances.
En effet, il n'a JAMAIS été
démontré qu'un béton carbonaté, avait de moins
bonnes performances de Résistance en Compression et en
Traction-Flexion que le même béton que l'on aurait
réussi à ne pas faire carbonater (ou
inversement).
Vu le nombre colossal d'essais réalisés
dans tous les grands laboratoires officiels, on aurait plutôt
tendance à dire et écrire que le béton
carbonaté à de meilleures perfomances qu'un béton
non carbonaté.
Ce n'est donc pas à ce niveau que le
problème se pose.
Le seul véritable problème d'un
béton carbonaté est celui des armatures donc le
problème du béton armé et non pas celui du
béton non armé (exemple: les barrages sont
constitués de béton non armé, qui se carbonate, mais
cela ne pose aucun "état d'âme" aux organismes
chargés de veiller sur ces ouvrages), alors que ceux-ci sont
particulièrement surveillés.
Réalité de la
carbonatation
Cette réalité est donc liée à
des phénomènes physico-chimiques, dont les
mécanismes sont classiques et connus.
Un béton armé est une association de
matériaux fonctionnant selon les différents principes de
la physique et de la chimie minérale.
- Ciment (avec ses constituants dont le plus
important est la chaux) qui réagissent chimiquement et
changent de forme)
- Les différents agrégats qui servent de
supports (ou de catalyseurs) à certaines
réactions.
- Les armatures d'acier.
La réaction globale de carbonatation peut
s'écrire, selon le principe suivant:
La chaux du ciment
se transforme en carbonate de calcium par
l'action:
- de l'air
(contenant du gaz carbonique)
- de la pluie
(légèrement acide) qui accélère cette
réaction
Nota: La place utilisée par le carbonate
de calcium est plus importante que celle de la chaux, donc la
porosité devient plus faible.
Les fers d'armature, enrobés de ciment, se
trouvent dans un milieu dont le pH est de 11 (environ), une fois le
béton durci.
Lorsque le béton est carbonaté (en
surface logiquement) le pH devient 9 (environ).
Or les aciers commencent à se corroder, par
réaction d'oxydation, à partir d'une valeur de pH de 9.35
et cette réaction d'oxydation s'accompagne d'une
augmentation de volume de 43%, provoquant l'éclatement du
béton.
Par ailleurs un béton de bonne composition
(dosage de ciment, rapport eau / ciment et, enfin, mise en oeuvre)
pourra supporter les conditions citées ci-dessus pendant 25/30
ans avant que les 2 premiers cm ne soient
carbonatés.
Ceci engendre, par définition la position des
armatures, au niveau des surfaces extérieures de 2 cm , qui
est devenue de façon normative, 3 cm depuis quelques
années.
Remèdes à la
carbonatation
-
Prépration de surface
-
Piquage
-
Sablage
-
Traitement des fers
-
Barrière anti-corrosion
-
Traitement du béton
Finesse
de structure
Performances
Epaisseurs
-
Finition du béton
Problème
des peintures
Performances
Barrière
vapeur
1. La formulation d'un béton
