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Khelil, Nacim. Traitements électrochimiques des bétons atteints de réaction sulfatique interne

Khelil, Nacim (2014). Traitements électrochimiques des bétons atteints de réaction sulfatique interne.

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Résumé en francais

La Réaction sulfatique Interne (RSI) est une réaction chimique qui se produit dans le béton à l'état durci. Considérée comme pathologie, elle peut être à l'origine de graves dommages sur des structures en bétons. En effet, les structures sujettes à la RSI, présentent des expansions délétères dont les mécanismes sont à la fois complexes et dépendent de nombreux facteurs aussi bien environnementaux (température extérieure, humidité), qu'inhérents aux matériaux (température d'hydratation, composition du ciment/béton). Bien que connue depuis les années 90, plusieurs questionnements demeurent encore et toujours en suspens. Afin d'apporter quelques éléments de réponses novateurs permettant de mieux appréhender la pathologie, nous avons durant ce travail de recherche émis plusieurs objectifs, qui sont dans un premier temps tenter de mieux " comprendre " la pathologie RSI, puis en second lieu de trouver des pistes de traitements électrochimiques, d'une part accélérateurs de RSI, afin d'en faciliter l'étude en laboratoire, et puis d'autre part, des traitements curatifs sur matériaux atteints de RSI, afin d'en arrêter les dommages. Ainsi, afin de répondre à notre objectif premier de compréhension des phénomènes de RSI, un certain nombre de montages expérimentaux on été mis en œuvre en laboratoire ; ils ont essentiellement porté sur l'étude de différents ciments soumis à des traitements thermiques de 24h et 14j, aussi bien à l'échelle microscopique, via observations MEB d'échantillons de béton, analyses DRX d'échantillon de pâtes de ciment, ou encore calorimétrie semi-adiabatique sur mortiers normalisés ; qu'à l'échelle macroscopique, via des mesure d'expansions. Le suivi des expansions post traitement (14j) a montré l'apparition rapide d'expansions avec fortes amplitudes, tandis que les expansions restent plus ou moins faibles et lentes dans le cas de 24h, quels que soit les ciments testés, même enrichis en Na2SO4. La calorimétrie des ciments a montré des différences de réactivité marquées, corrélées aux observations DRX obtenues, mettant en évidence l'effet de la minéralogie et du type de traitement thermique sur le développement de la RSI. Afin de répondre aux prérogatives de prévention et de guérison, des essais novateurs très peu utilisés dans le cas de l'étude de la RSI, ont été mis en place. L'ensemble se base sur le principe de migration d'ions alcalins sous champ électrique de ou vers le matériau à traiter. Les résultats des études réalisées après essais accélérés " prévention " sur bétons ne montrent pas d'accélération significative des expansions liées au traitement électrochimique et ce quelque-soit la nature de la solution de traitement adoptée. Les résultats obtenus après traitements curatifs de réalcalinisation " guérison " montrent eux, un ralentissement avéré des expansions post-traitement quelle que soit l'intensité/durée de traitement électrochimique appliqué, sans toutefois endiguer le phénomène expansif de RSI (subsistance d'expansions résiduelles).

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Aubert, Jean-Emmanuel
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Réaction sulfatique Interne (RSI) - Béton - Pathologie - Traitements thermiques - Alcalins - Traitements électrochimiques - Réhabilitation - Réalcalinisation
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :13 May 2015 11:47