Durabilité et évolution in-situ des caractéristiques d'un BFUP - Ductal

Designing and Building with UHPFRC : State of the Art and Development
environ 15 g de poudre, dosée suivant la méthode décrite en [7]. La mesure de pH est réalisée sur
un prélèvement de 10 ml de la suspension réalisée avec 15 g de poudre et 15 g d’eau. Avant les
mesures, la sonde du pH-mètre est étalonnée avec des solutions tampons de pH égal à 7 et de pH
égal à 12,45. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 et Fig. 12. La valeur du pH de chaque
tranche est voisine de 12,3 et les variations selon l’épaisseur ne sont pas significatives. Cette valeur
est représentative d'un béton sain non carbonaté.
Tableau 1 Détermination du pH selon la profondeur, carotte 8.
Réf. Profondeur (mm) pH Température (°C)
a 0-11,5 12,35 23,5
b 12,6-18,6 12,32 23,2
c 19,7-25,7 12,35 23,7
d 26,8-32,8 12,38 23,4
e 33,9-39,9 12,37 23,7
f 41-46 12,32 23,9
moyenne 12,35 23,57
écart type 0,02 0,25
pH
14
12
10
8
6
4
2
0
a b c d e f
Tronçons
Fig. 12 profil de pH, carotte 8
Compte tenu de cette absence de carbonatation importante dans l’épaisseur, et pour préciser
l’observation du « tartre » en surface, des fragments des carottes 2 et 3 (cassures fraiches issues des
essais de compression décrits par la suite) ont fait l’objet d’observations au microscope électronique
à balayage, avec diffractométrie de rayons X, ainsi que des prélèvements de « tartre » en surface
d’une poutrelle BFUP, de « tartre » prélevé sur un des poteaux en béton armé conventionnel
constituant la structure porteuse de l’aéroréfrigérant, et d’un fragment du cœur d’une poutrelle
BFUP obtenu suite au carottage. Dans tous les cas, l’élément principal obtenu sur les échantillons
représentatifs de l’intérieur de la poutrelle BFUP est le quartz. Au contraire la calcite est l’élément
principal constituant le « tartre », en surface des poutrelles BFUP comme du poteau béton armé
traditionnel.
Tableau 2 Dosage quantitatif de la carbonatation
Réf. Profondeur (mm) % CO 2
A 0-5 1,73
B 6,1-13,1
C 14,2-21,2 0,17
D 22,3-29,3
E 30,4-37,4 0,28
F 38,5-45,5
G 46,6-51,6 1,98
6
Pour compléter quantitativement cette
analyse locale, une analyse thermogravimétrique
et une analyse thermique
différentielle, couplées à la diffractométrie de
rayons X, ont été réalisées sur des tranches
prélevées en surface et à cœur de l’âme de la
poutre à partir de la carotte n°1 (tableau 2).
La très légère présence de CO 2 détectée sur
les tronçons internes (C et E) peut constituer
un artefact lié à la préparation ou au mode
opératoire. La calcite apparaît clairement
comme issue soit d’une carbonatation
superficielle, soit de la fixation avec le gaz carbonique de l’air du calcium contenu dans l’eau
ruisselante, elle-même susceptible de s’être chargée par lixiviation d’autres éléments en béton.
Quand bien même le calcium de cette calcite proviendrait des anhydres contenus dans les couches
superficielles de l’élément BFUP, on peut estimer l’épaisseur des couches concernées. Par référence
à une pâte de béton ordinaire carbonatée où la calcite peut représenter 23 % en masse [8] (donc le
CO 2 10 %), les mesures obtenues sur les tranches A et G indiquent une épaisseur carbonatée
inférieure à 1,73/10 ou 1,98/10 fois l’épaisseur (5 mm) de la tranche, soit moins de 1 mm, ce qui
confirme l’indication de la phénolphtaléine.
Si l’on suppose à l’inverse que la calcite constitue une couche externe, ce qui est plus cohérent avec
un mécanisme d’apport par l’eau externe incrustante, le côté « intérieur » des tranches A et G ayant
une teneur en CO 2 analogue à celle des tranches C et E, l’épaisseur de « tartre pur » obtenue est de
0,2 mm environ. Cette faible épaisseur semble plus cohérente avec le fait qu’aucune des fibres du
BFUP n’apparaît corrodée en partie courante de la poutrelle.