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