Guide pratique - Holcim

Action du gel
La dégradation du béton par les cycles de gel et de
dégel est due essentiellement à la transformation en
glace de l’eau contenue dans les granulats ou dans
les capillaires de la pâte de ciment. La formation de la
glace implique une augmentation de volume d’environ
10 %. Cette expansion, associée au mouvement de
l’eau qui n’a pas encore gelé dans les capillaires du béton,
va engendrer des pressions hydrauliques internes
importantes, dépassant la capacité de résistance à la
traction du béton. Il en résulte certains dommages : la
répétition fréquente des cycles de gel - dégel fait apparaître
un réseau très dense de microfissures dans la
zone superficielle du béton. Ce réseau évolue plus ou
moins rapidement vers un feuilletage ou un écaillage
de la surface (fig. 3.5.1).
Les chutes de la température du béton au-dessous
du point de congélation de l’eau sont d’autant plus
dangereuses qu’elles sont rapides et fréquentes. Il faut
toutefois relever que les surfaces verticales sont peu
exposées à ce genre de dégâts.
Action des sels de déverglacage
Les dommages causés au béton par les sels de déverglacage
(appelés aussi fondants) peuvent avoir plusieurs
origines :
n Saturation en eau de la surface : les fondants font
fondre la neige ou la glace. Une couche d’eau est donc
maintenue à la surface et sature le béton. On n’a plus
de « vases d’expansions » s’opposant au gonflement
lorsque l’eau gèle à nouveau.
n Choc thermique que ces agents provoquent dans les
couches superficielles du matériau : les fondants puisent
dans le béton la chaleur nécessaire à faire fondre
la neige et la glace qui le recouvrent. Ils provoquent
ainsi une brusque chute de la température superficielle
du béton, chute qui génère de fortes tensions
entre la couche de surface et les couches inférieures
dont la température n’a pas varié. Il peut en résulter
très rapidement des éclats ou un écaillage de la surface
(fig 3.5.2).
n Pression osmotique : l’eau qui gèle dans le béton est
en réalité une solution saline. Au cours du gel, il se
produit une séparation en glace, moins concentrée
Causes et prévention des altérations du béton
Action du gel et des sels de déverglaçage
en sel qu’au départ, d’une part et en solution saline
d’autre part, qui est donc devenue plus concentrée
en sels. La couche non gelée directement en contact
avec une couche gelée est donc plus concentrée en
sels que celles qui sont plus éloignées. Il s’établit donc
un flux pour rééquilibrer ces concentrations en sels.
Ce flux engendre une pression dans le matériau qui
peut mener à une fissuration ou écaillage, suivant la
profondeur à laquelle ces pressions prennent place.
n Gel par couches : à une température donnée, les couches
supérieures et inférieures gèlent sous l’action du
froid. La couche intermédiaire, où se trouve la concentration
maximale en chlorure ne gèle pas. Si suite à
un abaissement supplémentaire de température l’eau
de cette couche vient à geler, elle ne trouve pas d’espace
d’expansion et repousse la couche supérieure.
couches
gelées
couches gelées
ultérieurement
L’effet destructeur des sels de déverglaçage est beaucoup
plus redoutable que l’action du gel seul, mais il est
aussi plus limité : seules les surfaces soumises directement
à l’épandage de sel sont menacées.
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Fig. 3.5.1
La partie basse
de ce mur en
béton est lavée
quotidiennement
à l’eau. Le gel a
provoqué les
éclatements du
béton de surface
Fig. 3.5.2
Ecaillage d’une
glissière de
sécurité en béton
armé
3.5