0 8 8 4 8 2 5 0 N S S I
CSTC Une
édiTion
dU
CenTre
S CienTifiqUe
eT
TeChniqUe
de
la
ConSTrUCTion
réparatIoN et protectIoN deS ouvrageS eN bétoN
Note d’iNforma d’iNformatioN tioN techNique 231
(âimn ni iil)
Septembre Septem bre 2007 2007 �rr �rr �rr 200 200
Note d’iNormatioN t e c h N i q u e
réparatIoN et
protectIoN deS ouvrageS eN bétoN (âimn ni iil) La présente Note d’inormation technique a été élaborée sous l’égide du Comité technique Gros œuvre par le groupe de travail Réparation du béton dans le cadre de la Guidance technologique éponyme (subsidiée par la Région wallonne et par la Région amande). Composition du groupe de travail Présidents
W. De Caluwé (FEREB) (1), M. Le Begge (CFE)
Membres
Bureau voor expertise en arch architectuur itectuur ), J. Beke ( Bureau ), M. Cuypers (Direction 2 des Structures en béton – MET) ( ), O. David (Maintenance et Inrastructure – SNCB) (3), P. Demars (Direction des Structures en béton – MET) ( 2), J. De Muer (AIB-Vinçotte International – Génie civil), P. Deroover (Sika), E. Godderis (SECO) ( 4), P. Hardy (FEBELCEM) (5), H. Ledent (Direction des Structures en béton – MET) (2), N. Nicolas (Régie des bâtiments), D. Peereman (SECO) (4), G. Van der Borgh (FEREB) (1), Y. Vanhellemont (CSTC), D. Willaert (Département Mobilité et Travaux publics – Région amande)
Ingénieurs-rapporteurs
(1) (2) (3) (4) (5)
V. Pollet, B. Dooms et J. Jacobs (CSTC)
Fédération belge des spécialistes de la réparation. Ministère wallon de l’Equipement et des Transports. Société nationale des des chemins de er belges. Bureau de contrôle technique pour la construction. construction. Fédération de l’industrie cimentière cimentière belge.
CenTre SCienTiiqUe eT TeChniqUe de la ConSTrUCTion cStc, lissmn nn n liin l’ê-li 30 ni 1947 Si sil : r Lm 42 1000 blls
Pbln à è sn vsn à nnî ls ésls s és - s nés ns l n l nsn n Blg à l’éng.
L pn l n, ê plls, x l pésn N ’nn n n’s sé ’v l nsnn l’é spnsbl.
u
NIT NI T 23 23 – Se Sept pte eb bee 20 2007 07
1 2
inTrodUCTion ............................................................................................................... 4 1.1 1.2
2.3
3.3
3.4
Préparation de l’inspection ............................................................ Inspection de routine ..................................................................... 3.2.1 Inspection visuelle ............................................................. 3.2.2 Essais de base..................................................................... Essais complémentaires................................................................ complémentaires.................................................................. 3.3.1 Examen par ultrasons ......................................................... 3.3.2 Mesure de la corrosion ....................................................... 3.3.3 Détermination de la résistance en compression ................. 3.3.4 Détermination de la masse volumique ............................... 3.3.5 Détermination de l’absorption d’eau ................................. 3.3.6 Analyse pétrographique ..................................................... 3.3.7 Contrôle des armatures ...................................................... 3.3.8 Essais sur l’ensemble de la structure ou sur une partie de celle-ci................................................................................ Évaluation de la structure ..............................................................
14 14 14 17 19 20 20 21 21 22 22 22 22 23
PrinCiPeS eT TeChniqUeS de réParaTion ............................................ 24 4.1 4.2
5
Faciès de dégradation .................................................................... 6 Origines des désordres .................................................................. 6 2.2.1 Dégradations mécaniques du béton ................................... 7 2.2.2 Dégradations chimiques du béton ...................................... 7 2.2.3 Dégradations physiques du béton ...................................... 8 2.2.4 Corrosion des armatures .................................................... 9 Conséquences des désordres ......................................................... 12
évalUa év alUaTion Tion de la STrUCTUre ......................................................................... 13 3.1 3.2
4
4 4
PaThologi ThologieS eS deS de S béTonS eT aCièS de dégrada dégradaTion Tion ............. 6 2.1 2.2
3
Historique ..................................................................................... ....................................................................................... Domaine d’application ..................................................................
Présentation des principes ............................................................. Brève description des produits ...................................................... 4.2.1 Mortiers de ragréage .......................................................... 4.2.2 Systèmes de protection superfcielle du béton ................... 4.2.3 Matériaux de consolidation ................................................ 4.2.4 Inhibiteurs de corrosion ..................................................... 4.2.5 Coulis d’injection ............................................................... 4.2.6 Protection anticorrosion des armatures ..............................
24 24 24 24 24 24 25 26
Choix deS SySTème de réParaTion eT de ProTeCTion ........... 27 5.1 5.2
5.3
Options envisageables ................................................................... Facteurs inuençant le choix ......................................................... 5.2.1 Sécurité de l’ouvrage ......................................................... 5.2.2 Origine et évolution des désordres ..................................... 5.2.3 Faisabilité technique .......................................................... 5.2.4 Facteurs économiques ........................................................ 5.2.5 Nature et ampleur des désordres ........................................ 5.2.6 Facteurs liés à l’exécution.................................................. 5.2.7 Exigences relatives à l’aspect extérieur du béton .............. 5.2.8 Exigences du donneur d’ordre ........................................... Choix du système ..........................................................................
2
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27 27 27 27 27 28 28 28 28 28 28
6
maTériaUx de réParaTion dU béTon ....................................................... 29 6.1
6.2 6.3 6.4
7
29 29 29 29 30 30 31 31 31 31 32 32
miSe en œUvre deS TravaUx ............................................................................ 34 7.1 7.2
7.3
8
Mortiers ......................................................................................... 6.1.1 Mortiers de ragréage à base de liant hydraulique .............. 6.1.2 Mortiers de ragréage à base de résines .............................. 6.1.3 Mortiers d’égalisation ........................................................ 6.1.4 Autres produits à base de liant hydraulique ....................... 6.1.5 Critères et propriétés des matériaux................................... Barbotines d’accrochage ............................................................... Produits de protection anticorrosion des armatures ...................... Produits de protection uides pour le béton .................................. 6.4.1 Produits d’imprégnation hydrouges.................................. 6.4.2 Produits d’imprégnation bouche-pores .............................. 6.4.3 Revêtements de protection (coatings) ................................
7.4
Préparation du chantier.................................................................. Contrôles à eectuer avant et pendant les travaux ........................ 7.2.1 Stabilité .............................................................................. 7.2.2 Qualité du support .............................................................. 7.2.3 Corrosion des armatures .................................................... Description des travaux ................................................................. 7.3.1 Enlèvement du béton non adhérent ou altéré ..................... 7.3.2 Dégagement des armatures ................................................ 7.3.3 Préparation du support ....................................................... 7.3.4 Préparation des armatures .................................................. 7.3.5 Mise en œuvre du mortier de ragréage .............................. 7.3.6 Cure .................................................................................... 7.3.7 Egalisation.......................................................................... 7.3.8 Application d’un revêtement de protection........................ Contrôles en cours de travaux .......................................................
34 34 34 34 34 34 35 35 36 37 38 42 42 42 42
TeChniqUeS SPéCialeS de réParaTion eT de ProTeCTion .... 44 8.1
8.2
8.3
8.4
Traitements électrochimiques anticorrosion ................................. 8.1.1 Généralités ......................................................................... 8.1.2 Protection cathodique......................................................... 8.1.3 Déchloruration ................................................................... 8.1.4 Réalcalinisation .................................................................. Inhibiteurs de corrosion................................................................. 8.2.1 Domaine d’application ....................................................... 8.2.2 Limites d’emploi ................................................................ 8.2.3 Produits utilisés .................................................................. Injection des fssures ..................................................................... 8.3.1 Domaine d’application ....................................................... 8.3.2 Coulis d’injection ............................................................... 8.3.3 Mise en œuvre .................................................................... Consolidation structurelle ............................................................. 8.4.1 Domaine d’application ....................................................... 8.4.2 Armatures complémentaires .............................................. 8.4.3 Postcontrainte extérieure.................................................... 8.4.4 Collage d’armatures ...........................................................
9 meSUrage deS TravaUx 10 CerTiiCaTion deS enTrePriSeS 11 ConTrÔle eT enTreTien deS oUvrageS réParéS
44 44 46 47 48 49 49 49 49 50 50 50 51 51 51 51 52 52
................................................................................... 53 .............................................................. 56 .................. 57
annexe Exigences requises pour les mortiers de ragréage (NBN EN 1504-3) .............................. 59 bibliograPhie .......................................................................................................................... 60 3
NIT 23 – Septebe 2007
1
1.1
INtroductIoN
hiSToriqUe
rents principes de réparation. Homologuée en 1998 par le NBN (Bureau de normalisation), cette norme ut la première d’une série de dix documents – tous publiés aujourd’hui – qui coient toutes les acettes de la réparation du béton (voir le tableau 1).
Après l’explosion qui a marqué l’utilisation du béton dans les années ’60, le nombre des structures aectées par des désordres a connu une hausse impressionnante deux décennies plus tard, ouvrant un potentiel d’activités considérable au marché de la réparation du béton.
Depuis 2007, les Guides d’agrément technique sont progressivement remplacés par des PTV (Prescriptions techniques – Technische Voorschriten) pour permettre une certiication volontaire BENOR conjointement au utur marquage CE.
Considérée à l’origine comme un problème d’ordre purement esthétique, la réparation du béton était – pensait-on – à la portée de n’importe quel quidam. Depuis, la compréhension de la pathologie des bétons et de ses origines a sensiblement progressé, aisant prendre conscience aux proessionnels qu’une réparation correcte exigeait une connaissance approondie du matériau et des méthodes de traitement disponibles. La fn des années ’80 a ainsi vu eurir une littérature technique spécialisée en la matière. Les Bulletins d’inormation du Comité euro-international du béton (CEB) [52, 53, 54], les Rapports du CUR [50], l’ancien Cours-Conérence 55 du CSTC [56] ou la circulaire 576-b-5 du ministère wallon de l’Equipement et des Transports [70] n’en sont que quelques exemples connus.
En Belgique, des recommandations et des prescriptions sont également en cours d’élaboration en vue de la certifcation des réparateurs de béton. Entrepreneurs et concepteurs se verront ainsi tenus d’apporter la preuve de leurs compétences en la matière. C’est pour transposer cet arsenal de normes, de prescriptions et de recommandations, publiées ou à paraître, sous une orme adaptée au marché belge des réparateurs de béton, que le Comité technique Gros œuvre du CSTC a émis le voeu de rédiger la présente Note d’inormation technique.
Plusieurs documents normatis ont ait leur apparition au milieu des années ’90, notamment les premiers Guides d’agrément technique publiés par l’UBAtc (Union belge pour l’agrément technique dans la construction). Ceux-ci comptent aujourd’hui à leur acti une bonne dizaine de documents couvrant tous les aspects de la réparation du béton, depuis les mortiers de ragréage et les revêtements jusqu’aux techniques spéciales telles que la protection cathodique.
1.2
domaine d’aPPliCaTion
Le champ d’application de cette Note d’inormation technique (NIT) s’étend à la réparation et à la protection des ouvrages en béton armé et non armé. Il ne couvre pas la réparation des ouvrages en béton cellulaire, des maçonneries en blocs de béton, des systèmes de précontrainte et des structures en béton endommagées par le eu, ni davantage la réparation ‘esthétique’ d’éléments en béton décorati détériorés lors de la mise en œuvre.
Par ailleurs, une prénorme européenne, la NBN ENV 1504-9 [45], parue en 1997, décrit les dié-
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Tableau 1 Ns péns lvs à l épn bén.
ict NBN EN 0- (200) NBN EN 0-2 (200) NBN EN 0-3 (2006) NBN EN 0- (200) NBN EN 0- (200) NBN EN 0-6 (2006) NBN EN 0-7 (2007) NBN EN 0-8 (200)
NBN ENV 0-9 (997)
NBN EN 0-0 (200)
Tt Pdits et sstes p ptectin et ptin des stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie : dnitins. Pdits et sstes p ptectin et ptin de stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie 2 : sstes de ptectin de sce p btn. Pdits et sstes p ptectin et ptin des stctes en btn. Dnitins, eiences, tise de it et vtin de cnit. Ptie 3 : ptin stcte et ptin nn stcte. Pdits et sstes p ptectin et ptin de stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie : ce stct. Pdits et sstes p ptectin et ptin des stctes en btn. Dnitins, eiences, tise de it et vtin de cnit. Ptie : pdits et sstes d’inectin d btn. Pdits et sstes p ptectin et ptin des stctes en btn. Dnitins, eiences, tise de it et vtin de cnit. Ptie 6 : nce d’te. Pdits et sstes p ptectin et ptin des stctes en btn. Dnitins, eiences, tise de it et vtin de cnit. Ptie 7 : ptectin cnte csin des tes. Pdits et sstes p ptectin et ptin de stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie 8 : cnte it et vtin de cnit. Pdits et sstes p ptectin et ptin de stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie 9 : pincipes n d’tiistin des pdits et sstes. Pdits et sstes p ptectin et ptin de stctes en btn. Dnitins, pesciptins, tise de it et vtin de cnit. Ptie 0 : ppictin s site des pdits et sstes et cnte de it des tv.
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2
pathoLogIeS deS bétoNS et acIèS de dégradatIoN
Selon la norme NBN ENV 1504-9 [45], la protection et la réparation du béton exigent une préparation approondie. Cette norme décrit les principales étapes d’un processus de réparation, à savoir : • l’évaluation de l’état de la structure • l’identifcation des causes de dégradation • la détermination des objectis de la réparation ou de la protection • le choix de la méthode • l’établissement des exigences auxquelles les produits ou les systèmes doivent satisaire • la spécifcation des exigences d’entretien propres à la protection ou à la réparation choisie.
Les fssures qui entraînent des déormations inacceptables de l’ouvrage peuvent résulter d’un problème structural. En cas de doute quant aux propriétés de la structure ou d’un de ses éléments, il est recommandé de procéder à une étude de stabilité. Au droit des fssures, la surace peut présenter des boursouures générées par des réactions expansives, qui conduisent parois après un certain temps au décollement du béton.
Pour mener à bien les deux premières étapes du processus, il est nécessaire de connaître les diérentes ormes sous lesquelles les désordres peuvent apparaître, leurs causes et la açon de les identifer.
Une décoloration et une rugosité locales de la surace, des taches d’humidité ou des traces de rouille sont autant d’indicateurs de désordres uturs souvent négligés. Touteois, dans bien des cas, on se trouve en présence d’un processus de vieillissement interne au béton armé, non encore visible, mais qu’il est possible de localiser en sondant les suraces.
2.1
2.2
aCièS de dégradaTion
La dégradation d’un béton peut se maniester de diérentes manières : fssures d’allure rectiligne ou erratique, ouvertures variables, ... En général, la orme des fssures, leur ouverture et l’endroit où elles se maniestent sufsent, pour un inspecteur expérimenté, à exclure plusieurs acteurs responsables des désordres.
origineS deS déSordreS
Les désordres qui aectent les structures en béton peuvent être classés en deux grandes catégories (voir la fgure 1) : • dégradations du béton proprement dit • dégradations du béton dues à la corrosion des armatures.
DéauTS DaNS lE BéToN
Mnis
cimis
• cs • Ss • Mmns (ssmn, ..) • elsin • viins
• rag • ans ssis (sls, sls, , ...) • ains ilis
CorroSIoN DES armaTurES
psis
cnin
• gl-l • ains mis • Sls • ri • esin, s
cns ns
cnminns sis
Inis ls ml
emnn mili i
cls
Fig. 1 css s égns sln l n NBN eNV 1504-9 [45].
6
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• cls • as
2.2.
DégraDaTIoNS méCaNIquES Du BéToN
composition minéralogique des constituants • humidifcation permanente ou régulière de la structure • teneur élevée du béton en alcalis.
Ces désordres se maniestent réquemment par l’apparition de fssures, éventuellement aggravées par une déormation inacceptable de la structure.
Dans un béton non armé, la RAG se manieste par un aciès de fssuration plutôt aléatoire. Dans un béton armé ou précontraint, les armatures empêchent la libre dilatation du béton dans le sens des barres d’acier, de sorte que le tracé des fssures épouse celui des armatures sous-jacentes (aïençage – fg. 2). En l’absence d’examen complémentaire, le risque est grand d’attribuer la dégradation, à tort, à un phénomène de corrosion. Dans certains cas, le béton prend une teinte ocre et l’on constate la disparition de lichens et de mousses présents au préalable le long des fssures.
Lorsque des contraintes brusques, comme un impact ou une explosion, provoquent une dislocation plus ou moins importante du béton, le lien entre les dégâts et leur cause est généralement évident. Avant de procéder à des réparations, on s’assurera touteois que d’autres mécanismes de dégradation actis ne doivent pas être traités au cours des travaux. Des désordres résultant d’une aible surcharge permanente ou d’un tassement des appuis sont en eet plus lents à se maniester, notamment en raison du uage du béton. Outre une inspection in situ, une étude de stabilité sera nécessaire afn d’évaluer l’action d’une surcharge éventuelle.
Fig. 2 ïnçg ésln ’n raG.
Bien que les vibrations constituent souvent une source de désagrément pour les occupants d’un bâtiment, elles donnent rarement lieu à une dégradation du béton. En cas de doute, une campagne de mesures pourra être entreprise sur la base des directives de la norme allemande DIN 4150 [60].
2.2.2
DégraDaTIoNS ChImIquES Du BéToN
2.2.2.2 ageNtS agreSSIS
La RAG entraîne la ormation de produits expansis et notamment d’un gel d’alcalis-silice capable d’attirer l’eau et donc de goner. Il en résulte des contraintes de traction internes au béton qui conduisent à une fssuration de ce dernier et, parois, à la rupture des armatures.
Matériau alcalin, le béton est susceptible d’être attaqué par des acides tels que ceux rejetés par les industries chimiques, les exploitations agricoles ou acheminés par les réseaux d’égout. Ces acides réagissent avec les composés calcaires du ciment durci (hydroxyde de calcium, silicates et aluminates de calcium hydratés). La réaction, qui peut également aecter les granulats calcaires, conduit à la ormation de sels de calcium et de dioxyde de silicium (silice). La vitesse de dégradation dépend : • de l’acidité et de la concentration de la solution; dans un milieu stagnant, un pH entre 6,5 et 5,5 est considéré comme aiblement agressi, un pH entre 5,5 et 4,5 comme moyennement agressi et un pH entre 4,5 et 4 comme très agressi [13] • du caractère stagnant ou ruisselant de la solution • de la solubilité des sels ormés • de la porosité du béton.
Pour qu’une réaction alcalis-granulats se produise, les conditions suivantes doivent être réunies : • présence de granulats potentiellement réactis. La réaction se produit seulement si la teneur en réactis se situe à l’intérieur d’un domaine critique ( pessimum) dont les limites dépendent de la
Le ciment durci peut également être décomposé par des sels agressis, comme les sels d’ammonium et de magnésium qui entrent dans la composition de certains engrais et peuvent en outre être présents, dans le cas des sels d’ammonium, dans les rejets industriels.
2.2.2.1 réactIoN aLcaLIS-graNuLatS La réaction alcalis-granulats (RAG) [59] résulte d’une interaction entre les alcalis du béton (provenant du ciment, des additions, des adjuvants, …) et des granulats potentiellement réactis (c’est-à-dire sensibles aux alcalis) qui contiennent de la silice réactive (acide silicique) se présentant sous orme d’opale, de calcédoine, de cristobalite, de tridymite et de quartz cryptocristallin. C’est la raison pour laquelle on parle également de réaction alcalis-silice.
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2.2.3
2.2.2.3 attaqueS SuLatIqueS Les sulates en provenance de l’environnement (terres, milieu aqueux) peuvent réagir avec le béton pour ormer de l’ettringite (sel de Candlot). Cette cristallisation s’accompagne d’une expansion très importante (± 300 %) et peut se produire aussi bien durant la phase plastique du durcissement (ettringite primaire) qu’après le durcissement (ettringite secondaire).
DégraDaTIoNS PhySIquES Du BéToN
2.2.3.1 cycLeS de geL-dégeL En l’absence de mesures appropriées, le bétonnage en période hivernale peut donner lieu à des dégâts de gel. La ormation de glace conduit en eet à la dilatation de l’eau présente dans le béton rais. Dans un béton encore plastique, ce gonement s’opère librement; une ois durci, le béton ne présentera aucun dégât apparent, mais sera de mauvaise qualité. Dans un béton jeune déjà durci, le gonement est entravé et des tensions internes apparaissent. Si le matériau n’a pas développé de résistance sufsante, les dégâts se maniesteront par un écaillage de la surace (le plus souvent en plusieurs couches). On considère généralement que le béton est apte à résister à ces tensions internes dès que sa résistance en compression dépasse 5 N/mm². Cette résistance devrait être atteinte si l’on maintient une température ambiante supérieure à 5 °C pendant les 72 premières heures qui suivent la mise en œuvre [65].
Seule l’ettringite secondaire est préjudiciable au béton, les contraintes internes causées par l’expansion entraînant la fssuration et la ruine de la structure. Touteois, même en l’absence de source extérieure de sulates, un échauement excessi du béton en cours de durcissement peut également donner lieu à la ormation d’ettringite, notamment lors d’un traitement thermique (destiné à accélérer le développement de la résistance du béton) ou lors du dégagement de la chaleur d’hydratation dans le béton de masse. C’est la raison pour laquelle la température maximale est généralement limitée à quelque 65 °C durant la phase de durcissement [65].
Un béton durci peut, lui aussi, être endommagé par le gel : en se dilatant sous l’action du gel, l’eau présente dans les pores et les fssures crée des tensions susceptibles de provoquer ou d’aggraver des fssures. La sensibilité au gel du béton durci dépend dans une large mesure de sa structure poreuse et des dimensions des fssures. Le risque de dégâts de gel est plus important sur des dalles ou des plans horizontaux que sur des suraces verticales, les pores étant davantage saturés en eau.
En décalcifant les composés primaires de la prise présents dans le ciment durci (C-S-H), les sulates peuvent aussi altérer la résistance mécanique du béton et donc aecter la stabilité de l’ouvrage [51].
2.2.2.4 attaqueS bIoLogIqueS Le principal phénomène d’attaque biologique dans le béton est celui provoqué par l’acide sulurique biogène, présent principalement dans les égouts et les systèmes d’évacuation des eaux usées riches en composés sourés issus des processus de décomposition.
2.2.3.2 SeLS de dévergLaçage Les sels de déverglaçage employés pour aire ondre la glace induisent une réaction endothermique, c.-à-d. une réaction au cours de laquelle le milieu environnant cède une partie de sa chaleur. En l’occurrence, la chaleur est prélevée dans la couche superfcielle
Lorsqu’une eau usée s’écoule lentement ou stagne pendant une période prolongée, il peut se créer un milieu anaérobie dans lequel des bactéries sulatoréductrices transorment les composés sourés en hydrogène suluré. Libéré dans l’atmosphère de l’égout plus riche en oxygène, ce gaz est converti en soure élémentaire qui se dépose sur les parois des canalisations où il est transormé en acide sulurique par des bactéries aérobies sulo-oxydantes. L’acide sulurique transorme enfn le ciment durci en gypse (notamment), entraînant la décohésion du béton.
Fig. 3 dégn x sls évglçg.
Les mousses, indépendamment de leur aspect inesthétique, peuvent également dégrader les ouvrages par sécrétion d’acides [68].
8
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du béton qui, en raison de la chute brutale de température, subit un choc thermique et s’expose ainsi à un risque d’écaillage. Le risque de dégradation par le gel est encore accru lorsque des précipitations neigeuses prolongées alternent avec des épandages de sels répétés et que la couche superfcielle du béton peut se trouver saturée en eau.
Enfn, le retrait de séchage, qui survient à la suite du durcissement du béton, s’étend sur plusieurs mois. Il peut provoquer une fssuration et une lente augmentation de la largeur des fssures existantes.
La nature des sels de déneigement peut également avoir une incidence sur le processus de dégradation observé. Le lecteur intéressé trouvera des inormations utiles à ce sujet dans un article de CSTC-Magazine paru en 1997 [81].
Diérents mécanismes peuvent être à l’origine de l’érosion de la surace d’un ouvrage en béton. L’usure est provoquée par des mouvements mécaniques en surace (pneus de voiture sur une route, piétons sur un trottoir, impact ou glissement dû au déballage de matériaux en vrac, …), mais aussi par le rottement de particules lourdes présentes dans l’eau ou le vent (sable, par exemple). L’érosion croît proportionnellement à la vitesse des particules abrasives, à leur rugosité, leur dureté et leur taille.
2.2.3.5 éroSIoN et uSure
Par ailleurs, les ions chlore des sels de déverglaçage peuvent engendrer un risque de corrosion pour les armatures (c. § 2.2.4.4, p. 10).
2.2.3.3 actIoNS therMIqueS
Un autre mécanisme d’érosion, appelé cavitation, est lié à l’écoulement de l’eau sur une surace plane. La moindre aspérité sur une paroi perturbe l’écoulement laminaire de l’eau, qui s’écarte de la surace, créant localement des pressions moindres. Si celles-ci sont inérieures à la pression de la vapeur d’eau, des bulles d’air se orment et implosent en se déplaçant vers une zone de pression plus élevée. Cette ‘implosion’ provoque des ondes d’impact et de pression qui endommagent la paroi du béton si le processus a lieu à proximité de cette dernière.
Un élément en béton peut être le siège d’écarts de température induits par : • la chaleur d’hydratation du béton rais • un décorage prématuré • un réchauement diérentiel des suraces du béton durci (rayons solaires ou autre source de chaleur). La dilatation thermique diérentielle engendre des contraintes de traction auxquelles le béton oppose une résistance très limitée, et qui entraînent une fssuration.
2.2.
CorroSIoN DES armaTurES
2.2.4.1 proceSSuS géNéraL de corroSIoN
2.2.3.4 retraIt Qu’il soit d’origine plastique, endogène ou dû au séchage [73], le retrait n’entraîne la fssuration du béton que s’il est entravé par son support ou qu’il ne se manieste pas de manière homogène. Le phénomène survient à diérents stades du durcissement du béton et dépend dans une large mesure de la composition de ce dernier.
La corrosion est un processus chimique complexe dans lequel les atomes d’oxygène et de er réagissent en présence d’eau pour ormer de la rouille :
Pendant la phase plastique, le béton se rétracte surtout en raison de la perte d’eau non liée. Ce retrait plastique est important dans les bétons présentant un acteur E/C (eau/ciment) élevé. Les paramètres inuençant ce retrait sont l’ensoleillement, le vent, le caractère absorbant ou perméable à l’eau des corages. Les fssures qu’il entraîne sont larges et ont généralement une allure erratique.
Fig. 4 Psss sn ’n .
Le béton se rétracte également en durcissant (hydratation) du ait que les produits de réaction (béton durci) occupent moins de volume que le ciment non hydraté et l’eau. Ce retrait dit endogène est plus important dans les bétons présentant un acteur E/C peu élevé.
L’hydroxyde de er (Fe(OH)2) est un produit intermédiaire susceptible de réagir avec plusieurs ions présents dans le béton pour constituer le produit fnal qu’est la rouille. Diérents produits de corrosion peuvent ainsi se ormer.
Fe ® Fe 2+ + 2e- (anode ) 2 H 2O + O2 + 4e- ® 4OH -
ü ï ï ý (cathode )ï ï ï þ
Fe 2+ + 2OH - ® Fe(OH )2 … ® Fe 2O 3 (rouille )
oh-
h2o o2
2+
an : → 2+ + 2-
9
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c : 2h2o + o 2 + 4 - → 4OH
-
Un courant circule entre l’anode (zone de dissolution du er) et la cathode (zone de transormation de l’oxygène). Dans l’acier, les électrons se déplacent de l’anode (potentiel bas) vers la cathode (potentiel élevé). Au sein de l’eau contenue dans les pores du béton, les ions d’hydroxyde se déplacent de la cathode vers l’anode, où ils réagissent avec les ions erreux pour ormer de l’hydroxyde de er (Fe(OH)2). Le volume occupé par la rouille est plusieurs ois supérieur à celui qu’occupe l’acier, ce qui conduit à la fssuration et à l’eritement du béton. La corrosion entraîne également une réduction de la section des barres d’acier, d’où une baisse de la capacité portante de la structure. La corrosion des armatures peut être induite par la carbonatation du béton, par les chlorures ou par des courants vagabonds. Ces diérentes causes sont explicitées ci-dessous.
2.2.4.2 corroSIoN INduIte par La carboNatatIoN Dans un béton jeune, au pH élevé, il se orme autour des barres d’acier une couche de passivation (composée d’hydroxydes de er), qui protège l’acier contre la rouille. La réaction du CO 2 de l’air avec la chaux libre du béton ait passer le pH d’environ 13 à moins de 9. Cette réaction, appelée carbonatation, est représentée de açon simplifée comme suit : H2O Ca(OH)2 + CO 2 → CaCO3 + H 2O. Le ront de carbonatation, c’est-à-dire la ligne de démarcation entre le béton carbonaté et le béton sain, progresse régulièrement à l’intérieur du béton. Dans la majorité des bétons, la ormation de carbonates de calcium (CaCO 3) améliore la compacité de la structure et augmente légèrement sa résistance en compression. Touteois, dès que le ront de carbonatation atteint les armatures, la couche de passivation perd sa stabilité et ne s’oppose plus à plus la corrosion. La plupart du temps, la corrosion induite par la carbonatation aecte de grandes longueurs d’armatures de manière plus ou moins régulière (corrosion généralisée). La vitesse à laquelle le ront de carbonatation progresse dans la structure (vitesse de carbonatation) est propre à la composition du béton et aux conditions climatiques. Ainsi, la réaction de carbonatation ne peut se produire qu’en milieu aqueux, tandis que la diusion du CO2 à travers le béton est 10.000 ois plus rapide dans un matériau sec (dont les pores sont remplis d’air) que dans un matériau humide (où les pores sont remplis d’eau). La vitesse de
carbonatation sera dès lors la plus élevée lorsque des phases d’humidifcation alternent avec des périodes de sécheresse prolongées. On observe par ailleurs une plus grande proondeur de carbonatation au droit des fssures et des arêtes des éléments. La vitesse de carbonatation diminue avec le temps, étant donné que le CO 2 doit pénétrer toujours plus proondément dans le béton et que les pores sont obstrués par les carbonates de calcium. On peut calculer approximativement la proondeur de carbonatation à un âge déterminé à l’aide de la ormule suivante : D=k t
où D = la proondeur de carbonatation, exprimée en mm k = le coefcient de carbonatation, une constante qui dépend de la qualité du béton et de son exposition, exprimée en ( mm ans ) t = l’âge du béton, exprimé en années. La détermination de la proondeur et du coefcient de carbonatation est détaillée au § 3.2.2.4 (p. 18).
2.2.4.3 corroSIoN due aux couraNtS vagaboNdS Comme nous l’avons expliqué au § 2.2.4.1 (p. 9), la corrosion est un processus électrochimique. A proximité des centrales à haute tension, des transormateurs ou des lignes de tram et de chemin de er, le sol est parcouru par des courants vagabonds susceptibles de pénétrer dans les structures en béton, de perturber l’équilibre électrochimique des armatures et de créer des zones d’anode supplémentaires avorisant la corrosion.
2.2.4.4 corroSIoN INduIte par LeS chLorureS Malgré la protection apportée par le pH élevé du matériau, une corrosion peut survenir dans un béton non carbonaté renermant de grandes quantités de chlorures. Ceux-ci peuvent avoir été incorporés dans le mélange au moment du malaxage afn d’accélérer la prise, être présents dans les composants du béton (sable et eau notamment) ou pénétrer dans l’ouvrage au fl du temps, notamment dans les structures côtières ou celles exposées aux sels de déneigement. Les chlorures sont susceptibles de rompre la couche de passivation des armatures et de créer des oyers de corrosion très localisés. Cette orme de corrosion, appelée corrosion par piqûres ( pitting), peut
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conduire rapidement à une réduction locale de la section des armatures (fgure 5). Qui plus est, les produits de corrosion étant présents en moindre quantité, l’ouvrage ne montre généralement aucun signe de fssuration ou d’armatures dénudées. Par ailleurs, après la réaction de corrosion, des ions chlore se libèrent encore dans le béton et peuvent y induire une nouvelle réaction.
Tableau 2 tn n ls jés p pp à l ss n bén, p n bén n nn bné [52].
% C ut p ppt ss ct < 0,6 0,6 – ,0 > ,0
% C ut p ppt ss t < 0,07 0,07 – 0,2 > 0,2
rsu cs ibe en ev
Fig. 5 Pûs généés p ls ls. Tableau 3 tn n ls nlés p pp à l ss n bén, p n bén n nn bné [52].
Si les armatures ont en outre perdu leur couche protectrice en raison de la carbonatation, il va de soi qu’il audra moins de chlorures pour provoquer une corrosion. De plus, il apparaît que, dans un béton non carbonaté, une partie des chlorures ajoutés au mélange rais se lie chimiquement et ne participe donc pas à la corrosion. Cette liaison chimique disparaît touteois sous l’eet de la carbonatation du béton, si bien qu’à ce stade, la corrosion peut être avorisée tant par la carbonatation que par les chlorures. Dans les tableaux 2 et 3, les teneurs critiques en chlorures sont données par rapport à la masse de ciment au droit des armatures dans un béton non carbonaté [52]. On admet en général qu’une teneur en chlorures située entre 0,3 et 0,5 % de la masse de ciment ne présente qu’un aible risque de corrosion. En ce qui concerne la conection de béton neu, la norme NBN EN 206-1 [13] autorise une certaine teneur en chlorures et propose une classifcation des bétons à partir de leur teneur maximale en chlorures (tableau 4). En Belgique, deux classes sont d’application : Cl 0,40 pour le béton contenant des armatures en acier ou des pièces métalliques noyées et Cl 0,20 pour le béton contenant des armatures de précontrainte [8]. La teneur en chlorures devrait normalement être exprimée par le rapport entre le nombre d’ions chlore (Cl -) et le nombre d’ions hydroxydes (OH-). Vu la difculté de quantifer ces derniers, les valeurs sont exprimées par rapport à la masse de ciment. Touteois, si le béton est carbonaté, son - augmente pour pH diminue (et le rapport Cl /OH une même teneur en Cl ), tandis que la masse de ciment (et la teneur en chlorures qui s’y rapporte) reste inchangée.
% C t p ppt ss ct < 0, 0, – ,0 > ,0
rsu cs ibe en ev
Tableau 4 tn xl n ls sé ns n bén n p pp à l ss n [13].
Tp t Sns tes en cie ni pices ties nes (s pices de eve sistnt csin) avec tes en cie pices ties nes avec tes de pcntinte
Css cus
Tu C- ppt ss ct
C ,0
,0 %
C 0,20
0,20 %
C 0,0
0,0 %
C 0,0 C 0,20
0,0 % 0,20 %
mais également de l’environnement et de l’état de l’ouvrage [53]. Il ressort clairement que la teneur critique en chlorures par rapport à la masse de ciment est moins élevée dans un béton carbonaté que dans un béton sain. - ] p % a r [ s n r m u r i o l h d n 0,4 s s a u m q i a i r l à r u é n r o t p
50
Le schéma de la fgure 6 donne une idée du risque de corrosion, compte tenu non seulement de la teneur en chlorures par rapport à la masse de ciment,
% C t p ppt ss t < 0,0 0,0 – 0,2 > 0,2
bnn li
bn sin
Mis li
bn n 85
hmii li [%]
100
Fig. 6 tn n ls p pp à l ss n, n nn s nvnnnx [53].
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Pour être complet, il convient d’ajouter que la teneur critique en chlorures est plus aible pour les structures précontraintes que pour les structures en béton armé normal.
Fig. 7 csn s s pès épn l s (pnls p pp à n él- Sce – Stted Ce Eectde ). -200 mv
-400 mv
-200 mv
2.2.4.5 corroSIoN INduIte par deS réparatIoNS Cette orme de corrosion peut apparaître après l’exécution de travaux de réparation sur l’ouvrage en béton. Ceux-ci augmentent en eet sensiblement le potentiel de corrosion des armatures dans la zone réparée (voir § 3.3.2.1, p. 20, et fgure 7) en transormant des cathodes moyennement actives en périphérie en zones extrêmement anodiques. La diérence de potentiel entre les deux zones va ainsi induire une corrosion.
2.3
ConSéqUenCeS deS déSordreS
La technique de réparation proposée doit être appropriée à la cause et à l’état de dégradation de l’ouvrage. Détectées à un stade précoce (petites fssures et/ou taches de rouille peu développées), les anomalies sont souvent interprétées à tort comme des déauts d’ordre esthétique. Pourtant, une réparation et une protection simples et peu coûteuses (revêtement, par exemple) pourraient sufre à ce stade à remédier au problème (fgure 8, interventions I à IV).
an in
-400 mv
g a r v u o ’ l d a e
I I n i o t n e r e t n I
-200 mv
-400 mv
as in
À un stade plus avancé (décollement du béton), le risque est réel tant pour les personnes circulant aux abords de l’ouvrage que pour la stabilité de la structure, et les réparations à eectuer s’avéreront plus difciles et plus coûteuses (courbe verte du diagramme de la fgure 8). En cas d’intervention encore plus tardive (attaque proonde des armatures ou déormations importantes), la seule option possible et acceptable consistera à remplacer certaines parties de l’ouvrage, voire l’ensemble de la structure.
Fig. 8 evln s ûs ’nn épn. I o i n t n e r e t n I
Mi
I I I n o i t n e r e t n I
v I n i o t n e r e t n I
Dâts inies
pins nisns minims
Nisns lns mis s si âimn
tms
s û o c
L m l û ll ’n mm ’nin li, l l û ’n innin i.
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tms
3
evaLuatIoN de La Structure
La prénorme NBN ENV 1504-9 [45] stipule que le choix de la procédure de réparation doit être ondé sur une étude préalable de l’état de la structure en béton. Cette étude comprend des opérations de préparation, une inspection de routine, des essais complémentaires, l’évaluation des résultats et l’estimation de l’état de l’ouvrage.
exposition, âge, etc.), il n’est pas possible d’énumérer tous les essais à eectuer. Quoi qu’il en soit, l’évaluation doit permettre en fn de compte d’estimer l’ampleur des dégradations, d’en identifer les causes avec précision et de proposer la méthode de réparation ou de protection la plus appropriée.
Les critères adoptés pour évaluer l’état d’un ouvrage étant éminemment variables (nature de la structure,
Le programme d’évaluation complet est présenté schématiquement dans l’organigramme ci-dessous [54, 67].
préparatIoN
Cecte d’intins Visite piinie
ain n ?
Pptin de ’inspectin Ppsitin INSpectIoN de routINe
eSSaIS coMpLéMeNtaIreS
Inspectin visee S e btn
Essis de bse
S es tes essis mlmnis ?
oi
S pcntinte S stcte entie
Nn evaLuatIoN
oi
Ett b
Nn
Vieiisseent d btn
cmlmn ’inmins ?
Cpcit ptnte choIx de L’INterveNtIoN
De de vie
Ps d’inteventin rptin
aptitde sevice
Ptectin Cnsidtin repceent/ditin
rppt d’inspectin
adpttin Evtin ctin+tecnie
Innin is ?
oi
cmlmn ’inmins ?
oi
Nn cahIer deS chargeS/rapport INaL
Nn
Fig. 9 Synpss pg ’évln [54, 67].
3 NIT 23 – Septebe 2007
3.1
PréParaTion de l’inSPeCTion
L’article 4.3 de la norme NBN ENV 1504-9 [45] précise que le programme d’évaluation doit prendre en compte au minimum : • l’état de la structure en béton existante, y compris les déauts invisibles et potentiels • l’approche conceptuelle initiale • l’environnement, y compris l’exposition antérieure à des polluants divers • les conditions qui ont présidé à la construction (conditions climatiques, par exemple) • l’historique de la structure • les conditions d’utilisation (charges, …) • les exigences auxquelles doit satisaire la structure, compte tenu de son utilisation uture et de sa durée d’utilisation. Une partie des inormations requises doit être recherchée auprès du maître d’ouvrage ou du propriétaire. Touteois, comme cette recherche peut s’avérer difcile lorsque les bâtiments sont anciens et ont souvent changé de propriétaire, on pourra recueillir les données relatives aux conditions d’utilisation, à l’environnement et à l’historique de la structure en consultant des sources ofcielles, comme le cadastre, et en interrogeant les utilisateurs ou les voisins. En l’absence de plans, il y a lieu de calculer les dimensions de la structure avant de mettre sur pied une vaste campagne de mesures complémentaires en vue de déterminer l’emplacement et les dimensions des armatures. Il est conseillé d’eectuer une première visite de l’ouvrage afn d’examiner la situation dans laquelle les travaux d’inspection pourront se dérouler, d’eectuer éventuellement quelques constatations et des préparatis qui aciliteront l’inspection proprement dite.
3.2
inSPeCTion de roUTine
L’inspection de routine comprend un examen visuel de la structure, complété par quelques essais de base qui peuvent être réalisés sur place. Dans la plupart des cas, l’inspection de routine suft déjà à avancer un certain nombre de conclusions quant à l’état de l’ouvrage.
3.2. INSPECTIoN VISuEllE 3.2.1.1 objectIS L’inspection visuelle a pour but : • d’identifer les conditions d’exposition qui ont pu engendrer des désordres
• de répertorier les anomalies observables visuellement, telles que décolorations, érosion, fssures, déormations, dislocations, corrosion, etc. • d’évaluer l’ampleur des zones dégradées • de sélectionner les essais à réaliser en onction des constatations • de déterminer les zones qui eront l’objet de mesures complémentaires. Pour dresser un tableau complet de la situation, il est conseillé d’inclure dans le programme d’essai aussi bien des zones présentant des anomalies que des zones qui en sont dépourvues. Phase principale de l’étude préliminaire, c’est l’inspection visuelle qui permettra d’identiier l’ensemble des essais et mesures à réaliser ultérieurement. Le bien-ondé de la décision fnale est en eet conditionné en grande partie par les premières hypothèses ormulées après l’inspection visuelle.
3.2.1.2 obStacLeS Si certaines parties de l’ouvrage sont soustraites à la vue (bardages, panneaux, conduites ou végétation), on vérifera si l’examen peut se dérouler dans sa totalité sans qu’il aille éliminer ces obstacles. Des moyens techniques, tels qu’un endoscope ou une caméra, peuvent s’avérer utiles en l’espèce. Les corages perdus, les enduits, les peintures et tout autre revêtement qui soustrait la surace du béton au regard rendent l’inspection difcile, voire quasiment impossible. En l’occurrence, des essais et des mesures complémentaires pourraient permettre de dresser un tableau complet de l’ensemble de la surace du béton. Si l’inspection ne s’inscrit pas dans un programme d’étude préalable, mais constitue la première phase d’une opération de réparation, il est conseillé de procéder auparavant au démontage des bardages éventuels et ce, en présence d’un expert qui veillera à ce que le aciès des dégradations reste intact pour l’inspection. Au cours de l’inspection visuelle, l’attention devra être attirée par : • l’aspect de la surace • les changements de teinte (traces de rouille, par exemple) • la présence de fssures et l’allure du tracé des fssures • la détérioration de la peau du béton • la dislocation ou le décollement du béton • la présence d’armatures mises à nu. Ces aspects sont étudiés ci-après de manière approondie. Il y a lieu de tenir compte du ait que
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Fig. 10 tgp ng.
ces constatations ne sont généralement qu’une première approche. De même qu’il est malaisé d’attribuer l’apparition de désordres à une cause unique, il est rarement réaliste, lorsqu’on évalue de plus près l’état de la surace du béton, de ne s’en tenir qu’à un seul signe de dégradation observable à l’œil nu.
3.2.1.3 rapport d’INSpectIoN Les résultats de l’inspection visuelle doivent être consignés rigoureusement dans un rapport d’inspection. Pour éviter autant que possible toute ambiguïté ou toute interprétation erronée, il est conseillé de rassembler les résultats sous orme de schémas étayés par des documents photographiques – éventuellement des photos inrarouges pouvant aider à déceler des zones décollées (fgure 10). Le rapport d’inspection ainsi établi pourra aussi se révéler utile lors de l’élaboration d’un éventuel programme d’entretien ou de réparation.
3.2.1.4 aSpect de La Surace Bien des dégradations sont liées à une fnition inadéquate de la surace. Une concentration de bulles d’air à la surace du béton est tout aussi dommageable qu’une réduction localisée de l’enrobage des armatures. De plus, les premières dégradations liées à la corrosion se situent souvent dans des zones présentant des nids de gravier ou des joints de reprise. Moins perceptibles, les réparations locales réalisées immédiatement après le décorage, notamment pour camouer des imperections de surace, sont réquemment le siège de dégradations ultérieures. Sur des structures en béton dont la réalisation a laissé à désirer, on peut également observer des
résidus d’armature, des fls de ligature ou des écarteurs.
3.2.1.5 chaNgeMeNtS de teINte deS SuraceS Qu’ils soient causés par des souillures superfcielles ou par d’autres acteurs, les tachages et les changements de teinte doivent être considérés avec attention. Un changement de teinte peut se produire dans des zones où la teneur en eau du béton est plus élevée. L’apparition de petites fssures après humidifcation du béton est un exemple typique de ce phénomène. Si le changement de teinte résulte d’une pénétration d’eau par la ace inspectée, il disparaîtra après une période sèche. A déaut, il peut s’agir d’infltrations d’eau qui diusent à travers le béton et s’évaporent à la surace, où elles orment des dépôts calcaires. Les taches d’humidité peuvent donner lieu, à long terme, à la ormation de mousses ou constituer des zones privilégiées de corrosion dès que la carbonatation atteint les armatures. L’accumulation d’humidité aura également une inuence sur un éventuel traitement ultérieur, dans la mesure où elle s’opposera à l’adhérence de couches de protection insufsamment perméables à la vapeur. Un deuxième type de taches est constitué par les traces de rouille de orme allongée que l’on observe généralement à la sous-ace des plaonds. Ces taches de rouille en provenance des armatures se sont déposées sur les corages entre le moment du erraillage et le bétonnage. Le problème est ordinairement de nature esthétique, mais il est conseillé de vérifer l’emplacement exact des armatures. Si le tachage épouse paraitement le tracé des armatures, il y aura lieu de contrôler le potentiel de corrosion de l’acier.
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Fig. 12 Sés ssn ès éns ns ls v- gs n bén.
j
a b I
I
a
K
c
e
g b h I
L d
Fig. 11 ts ll à l né ’n sl n bén.
Si les traces de rouille sont de aibles dimensions, elles peuvent être dues à : • de petits fls de ligature restés dans le corage • des fls de ligature plus longs proches de la surace du béton • la présence de granulats errugineux. Le cas échéant, il convient de contrôler si le tachage ne s’étend pas jusqu’aux armatures et d’envisager l’éventualité d’une contamination par les chlorures (corrosion par piqûres, voir fgure 11). En ce cas, les traces de rouille s’accompagnent souvent d’une fssuration (c. § 2.2.4.4, p. 10).
3.2.1.6 préSeNce de ISSureS et aLLure de Leur tracé L’évaluation des fssures dans un béton est loin d’être simple. Si le béton armé a toujours tendance à présenter des fssures, celles-ci doivent rester limitées. Une densité d’armatures adéquate permettra de répartir les fssures internes sous la orme d’un réseau de microfssures superfcielles. Pour un béton armé à usage normal, on estime que la durabilité n’est pas compromise lorsque les fssures ont moins de 0,3 mm d’ouverture [26]. S’il existe un aible risque de corrosion dû à la carbonatation, par exemple à l’intérieur des bâtiments (classe d’environnement EI), une ouverture de fssure de 0,4 mm peut être tolérée. Selon leur origine, les fssures se maniestent de diérentes açons. Dans certains cas, la surace du béton est entièrement parcourue de microfssures;
M
a, b c : fsss ssmn lsi d, e : fsss i n s lsi g h : fsss sln ’n i n n I : fsss s i s ln m j K : ïn s n i s inil L M : fsss s l sin s ms
dans d’autres, on observe une seule grande fssure concentrée. Certaines fssures résultent de problèmes rencontrés en cours d’exécution (dessiccation prématurée de la surace, retrait précoce, …) et restent stables après leur apparition. D’autres surviennent après plusieurs années et continuent à évoluer dans le temps (réaction alcalis-granulats, fssures de dilatation, …). L’examen des fssures peut être utilement complété par un schéma (orme des fssures, largeur, direction et localisation). Si l’on précise en outre le moment où les fssures ont été constatées pour la première ois, il sera plus aisé de déterminer leur origine. La fgure 12 présente quelques schémas de fssuration très réquents [56].
3.2.1.7 ecaILLage du bétoN La peau du béton peut être altérée par des agents chimiques (eau douce, …) ou physiques (érosion, trafc, cycles de gel-dégel, …). Ces actions se traduisent par une surace rugueuse, difcile à nettoyer, sur laquelle des souillures (parois chimiquement agressives) se déposent plus acilement. Dans bien des cas, c’est un premier indice qui
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révèle que le béton non protégé ne résistera pas à l’environnement auquel il est exposé et era l’objet de dégradations ultérieures plus importantes (voir § 3.2.1.8).
3.2.2.1 LocaLISatIoN deS déautS d’adhéreNce Grâce au son rendu, le sondage des suraces au moyen d’un marteau permet de déceler des zones présentant des cavités.
3.2.1.8 epaurureS, erIteMeNtS et décoLLeMeNtS 3.2.2.2 dureté de Surace Les dégradations superfcielles du béton, telles qu’épaurures, eritements ou décollements, sont souvent des signes avant-coureurs de désordres plus graves. Si les dommages résultent d’un impact, la procédure de réparation est en général évidente et rien ne s’oppose en principe à sa mise en œuvre rapide. Le choix d’une technique de réparation appropriée est touteois moins aisé lorsque les désordres sont localisés à des endroits peu ou pas visibles ou que leur cause directe n’est pas connue. L’action prolongée des acides, du gel, de l’érosion, de l’usure, d’une réaction alcalis-granulats ou de la corrosion des armatures peut être à l’origine des dégradations. Il est donc nécessaire de procéder à un examen plus approondi afn de déterminer leur cause exacte.
3.2.1.9 arMatureS déNudéeS Dans la plupart des cas, les désordres se maniestent par la mise à nu des armatures rouillées. Deux acteurs peuvent provoquer ce phénomène : soit que le béton ait commencé à se disloquer en raison de la corrosion des armatures et de l’accroissement de volume qui en résulte, soit que les armatures se soient mises à rouiller au contact de l’air qui s’est introduit dans l’ouvrage après sa fssuration. Il est inutile de souligner que, dans de tels cas, il convient d’examiner pourquoi la corrosion a attaqué les armatures. Seul un diagnostic ouillé permettra d’envisager une réparation durable.
La dureté de surace du béton est déterminée à l’aide du scléromètre (ou marteau Schmidt) conormément à la norme NBN EN 12504-2 [31]. L’essai consiste à mesurer le rebond d’une masse déterminée, projetée sur une surace avec une orce connue. Le seul acteur qui puisse inuencer le choc en retour est la dureté de la surace, étant donné qu’une surace dure absorbe moins d’énergie lors de l’impact et renvoie la masse plus loin. Avant d’eectuer les mesures, on débarrassera une zone sufsamment étendue (environ 300 mm x 300 mm) de toute souillure, peinture, enduit ou élément désolidarisé. La peau du béton riable doit être meulée. Le scléromètre sera utilisé selon les instructions du abricant. Préalablement aux mesures, trois activations sans lecture du résultat devront assurer le bon onctionnement de l’outil. La tige assurant l’impact est appuyée perpendiculairement à la surace du béton dans une zone exempte de déauts visibles. On augmente ensuite la pression sur l’appareil jusqu’à ce que le ressort se déclenche. La procédure est répétée au moins neu ois dans la zone concernée. On obtient ainsi un indice sclérométrique (représentant la moyenne des résultats), qui peut être converti en une valeur indicative de la résistance à la compression d’un cube de béton.
3.2.2 ESSaIS DE BaSE Plusieurs essais doivent venir compléter l’inspection visuelle. Il est évident que les premières conclusions apportées par cette visite seront déterminantes dans le choix des zones qui devront aire l’objet d’un examen plus poussé et des essais à eectuer. Si ces essais (peu destructis) ne sont pas probants, certaines procédures plus sophistiquées conduiront à une évaluation satisaisante de la structure.
Fig. 13 dénn l é s à l’ sléè.
7 NIT 23 – Septebe 2007
Sur un béton relativement jeune (quelques mois), cette valeur présente une très bonne corrélation avec la résistance réelle en compression; sur un béton plus âgé, des réactions de surace (carbonatation) peuvent augmenter la dureté superfcielle, si bien qu’il n’existe plus de corrélation directe avec la résistance en compression, à moins que celle-ci ait été testée sur des carottes. Quoi qu’il en soit, l’indice sclérométrique peut ournir une indication quant à l’homogénéité du béton.
3.2.2.3 LocaLISatIoN deS arMatureS et déterMINatIoN de Leur eNrobage Le pachomètre (ou détecteur d’armatures) est utilisé pour localiser les armatures et évaluer leur enrobage. Les mesures peuvent touteois être aussées par une grande densité de erraillage ou par la présence de plusieurs nappes d’armatures. On peut localiser des armatures jusqu’à une proondeur d’environ 10 cm en déplaçant le capteur du pachomètre sur la surace du béton. Les fssures qui suivent le tracé des armatures seront considérées comme suspectes, car il est ort probable qu’elles soient provoquées par la corrosion. Le pachomètre peut également servir à déterminer l’enrobage des armatures, à condition de connaître le diamètre de ces dernières. On contrôle l’exactitude de cette méthode à un ou plusieurs endroits, en pratiquant un petit orage, ou dans les zones où les armatures sont apparentes. La détermination de l’enrobage est utile pour évaluer le moment où l’acier commencera à se corroder sous l’eet d’une carbonatation ou d’une chloruration, afn de prendre les mesures de protection nécessaires. Certains pachomètres permettent de déterminer le diamètre des barres d’acier. Touteois, la précision des résultats étant réduite, ils ne peuvent être utilisés dans le cadre d’un contrôle de la stabilité de la structure.
3.2.2.4 prooNdeur de carboNatatIoN La détermination de la proondeur de carbonatation s’eectue en vaporisant, sur une surace de rupture raîche, une solution de phénolphtaléine suivant la méthode décrite dans les recommandations CPC-18 de la RILEM [75] ou selon la norme NBN EN 14630 [44]. Le béton sain vire au rose, tandis que les zones carbonatées restent incolores (fgure 14).
Fig. 14 Pn bnn ’n bén.
Pour limiter au maximum les dégâts pendant l’inspection, on peut se contenter de orer de petits trous de 6 à 8 mm de diamètre et mettre la poudre de orage en contact avec la solution de phénolphtaléine. Dès qu'on observe un changement de couleur, on cesse de orer et on mesure la proondeur du orage. La procédure doit être répétée au moins trois ois si l’on veut limiter l’inuence des phénomènes locaux (par exemple, orage dans un granulat). Cette méthode peu destructive est applicable sur chantier, mais sa précision n’est que de quelques millimètres. La ormule suivante permet de déterminer le coefcient de carbonatation k 0 d’une structure, pour chaque composition de béton et chaque exposition, en se basant sur la proondeur de carbonatation mesurée et sur l’âge du béton au moment de la mesure, soit : k 0 =
D0 t0
où : D0 = la proondeur de carbonatation, mesurée en mm k0 = une constante dépendant de la qualité du béton, de l’exposition, etc., exprimée en (mm ans ) t0 = l’âge du béton au moment de la mesure, exprimé en années. On peut ensuite prévoir à quel moment t1 (exprimé en années) le ront de carbonatation atteindra les armatures et déclenchera leur corrosion, à l’aide de la ormule suivante : t1 =
D 2w k 02
où : Dw = l’épaisseur d’enrobage des armatures, exprimée en mm k0 = le coefcient de carbonatation issu de la mesure précédente, exprimé en ( mm ans ) . Il convient de souligner que le acteur k 0 est inluencé par une modiication des conditions d’exposition de l’ouvrage (par exemple, passage
8 NIT 23 – Septebe 2007
d’un environnement humide à un environnement sec). Ce calcul peut s’avérer utile lors du choix des mesures à prendre pour prévenir des dégradations à long terme.
Fig. 15 ms l lg ’n ss yn ssè p.
3.2.2.5 teNeur eN chLorureS La teneur (totale) en chlorures est déterminée par des analyses chimiques réalisées selon la norme NBN B 15-250 [11] ou selon les recommandations TC 178-TMC de la RILEM [76]. Les analyses sont eectuées en laboratoire sur des échantillons prélevés in situ. Bien que des méthodes qualitatives (bandelettestests, par exemple) puissent donner une première indication quant à la présence de chlorures, une détermination quantitative est néanmoins nécessaire. Il existe à l’heure actuelle des corets de chantier qui permettent de déterminer sur place la teneur en chlorures de manière assez simple, rapide et efcace. Touteois, certains composants du ciment peuvent inuencer ortement les résultats. Les analyses ournissent un taux de chlorures par rapport à la masse totale de béton. Or, le taux de chlorures par rapport à la masse de ciment est plus réquent dans les critères d’évaluation. Ce taux s’obtient en multipliant les résultats d’analyse par le rapport entre la masse volumique du béton et la quantité de ciment présente dans ce dernier (cette proportion se situe entre 6 et 8 pour un béton ordinaire). La valeur obtenue est ensuite comparée avec la valeur critique (c. fgure 6, p. 11). L’étude d’échantillons prélevés à diérentes proondeurs permet de savoir si les chlorures ont été mélangés au béton dès le début de la construction ou s’ils y ont pénétré par la suite. La teneur en chlorures au droit des armatures peut être déterminée de la même manière.
3.2.2.6 MeSure deS LargeurS de ISSuratIoN La largeur des fssures présentes dans le béton est mesurée au moyen d’un fssuromètre (optique ou autre) (fgure 15). Outre la largeur de fssuration, l’emplacement des fssures et leur évolution dans le temps sont également des paramètres importants. Un moyen simple de vérifer le caractère évoluti d’une fssure (1) consiste à y appliquer un témoin de
plâtre (par exemple, une petite couche d’enduit). Si le témoin se déchire après quelque temps, la fssure est active et il convient d’en étudier le comportement. Cet examen s’eectue de açon quantitative à l’aide d’un vernier, d’une jauge d’extension ou de déplacement (dilatomètre) ou d’un fssuromètre.
3.2.2.7 cohéSIoN SuperIcIeLLe du bétoN Généralement réalisé selon la norme NBN EN 1542 [23], l’essai s’eectue aisément in situ. Le choix des zones d’essai peut être basé sur les inormations recueillies lors de l’inspection visuelle ou sur les résultats des essais de dureté superfcielle. Il est inutile de procéder à des essais d’adhérence dans les zones où le marteau du scléromètre a produit un bruit sourd, puisque le béton y est probablement fssuré ou dégradé. Dans les zones d’essai choisies, on commence par percer le béton jusqu’à une proondeur de 15 mm au moyen d’un oret de 50 mm de diamètre intérieur, puis on colle sur l’ouverture une pastille en acier de 50 mm de diamètre et d’au moins 30 mm d’épaisseur sur laquelle on exerce une orce de traction augmentant au maximum de 0,5 N/mm² par seconde.
3.3
eSSaiS ComPlémenTaireS
Si l’inspection visuelle et les essais de base ne sufsent pas à évaluer correctement l’état de la structure, d’autres essais peuvent compléter l’examen. Vu le haut degré de technicité et le coût de ces essais, il est conseillé d’étudier au préalable la pertinence de leur mise en œuvre.
(1) De manière générale, il y a lieu de considérer que l’incidence des cycles d’échauement et de reroidissement du béton peut déjà occasionner des variations de l’ouverture des fssures éventuelles.
9 NIT 23 – Septebe 2007
Un certain nombre de techniques non destructives permettent de déterminer la qualité du béton et d’eectuer des mesures de corrosion. Par ailleurs, des essais destructis peuvent être eectués sur des échantillons en laboratoire, sur l’ensemble de la structure ou sur de grandes parties de celle-ci. Ces essais et l’interprétation de leur résultats devront être réalisés par des personnes compétentes.
3.3.
ExamEN Par ulTraSoNS
On peut se aire une idée de l’homogénéité et de la qualité du béton en mesurant la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques dans le matériau. La méthode sert également à détecter la présence de nids de gravier, de cavités, de fssures et autres déectuosités. Outre les résultats de mesure, la technique exige de tenir compte de la distance entre les deux transducteurs ultrasoniques. Les variations du taux d’humidité et de la température peuvent inuencer les résultats, tout comme la présence de barres d’armature et de gaines de précontrainte. La réalisation de cet essai ne peut être confée qu’à des spécialistes.
ci en contact avec une surace de béton humide au moyen d’une électrode de réérence (p. ex. Saturated Calomel Electrode – SCE, Copper Sulate Electrode – CSE , …), on orme une cellule électrique.
Un voltmètre à impédance d’entrée sufsamment élevée (> 107 ohms) permet de mesurer le potentiel généré par cette cellule (fgure 16). Le potentiel obtenu est celui de la corrosion de l’armature à l’endroit de la mesure, et ce par rapport à l’électrode de réérence. La norme ASTM C876-91 [2] relève une corrélation entre ces résultats de mesure et une probabilité de corrosion. Selon les conventions internationales en vigueur (ASTM [2], RILEM [74]), il y a lieu de raccorder la borne négative du voltmètre à l’électrode de réérence et la borne positive à l’armature. Lorsqu’un tel raccordement est établi, les endroits où la corrosion s’est produite ournissent les valeurs les plus négatives. En balayant systématiquement la surace du béton, on peut dresser une carte des lignes équipotentielles. La fgure 17 montre une zone d’environ 6 m sur 2 m, où la corrosion se manieste en épousant le tracé d’un joint de reprise. Fig. 17 c s lgns épnlls.
3.3.2 mESurE DE la CorroSIoN
pili sin el
3.3.2.1 MeSure du poteNtIeL de corroSIoN Cette technique est basée sur la diérence de potentiel qui existe entre les zones où l’acier est oxydé (potentiel peu élevé) et celles où la couche de passivation est encore intacte (potentiel élevé). Le béton et les barres d’armature corrodées ou non constituent une demi-cellule. Lorsqu’on met celleFig. 16 rpésnn sé ’n - s pnl sn .
1
3 5
4
1. Millilm 2. am 3. el n
2
4. bn 5. cn mi
Mnn il
3.3.2.2 MeSure de La réSIStIvIté Le processus de corrosion inuence la teneur en ions du béton, laquelle détermine la résistivité de ce dernier. Plus la quantité d’ions est élevée dans l’eau présente dans les pores du béton, plus la résistivité de ce dernier est aible, et plus le risque de corrosion est élevé. La résistivité du béton peut se mesurer sur site à l’aide d’un appareil doté de quatre points de contact en ligne (dispositi de Wenner ). On injecte un courant électrique dans le béton par les deux points de contact extrêmes, puis on mesure la tension entre les deux points de contact centraux de la cellule de mesure.
3.3.2.3 réSIStaNce à La poLarISatIoN LINéaIre Les deux méthodes précédentes sont des mesures qualitatives qui mettent en lumière les zones où
20 NIT 23 – Septebe 2007
une corrosion est très probable, mais elles ne permettent pas de quantier la vitesse de corrosion, contrairement aux mesures de résistance à la polarisation linéaire, grâce auxquelles il est possible de déterminer la quantité de métal en solution (donc en cours de corrosion) par unité de temps sur une surace donnée. Par application de petites variations de tension, on tente de conérer à l’armature une polarisation d’environ 10 mV, puis on mesure le courant électrique généré. On calcule la résistance à la polarisation à partir de la relation entre les variations de tension et la variation du courant qui en résulte. Cette relation est quasi linéaire à proximité du potentiel de corrosion libre. La résistance à la polarisation peut servir au calcul de la vitesse de corrosion.
3.3.2.4 RemaRquesconceRnant lesmesuResélectRiques En raison de leur caractère peu destructi, ces techniques conviennent paraitement pour contrôler régulièrement l’état d’une structure. Les mesures doivent cependant être réalisées sur une surace dépourvue de couches susceptibles d’isoler le béton ou de modier ses équipotentiels (comme pourraient le aire des peintures, par exemple). Le bétonnage d’électrodes de réérence au sein des nouvelles structures est une pratique de plus en plus courante. Non seulement elle acilite grandement les mesures et l’évaluation des résultats lors d’inspections ultérieures, mais elle ore en outre la possibilité d’anticiper certains acteurs susceptibles d’infuer sur les résultats, tels que : • l’enrobage des armatures • la présence de béton carbonaté ou d’un revêtement à résistivité élevée • le taux d’humidité du béton d’enrobage • la présence de ssures • les courants vagabonds éventuels. Réalisées à intervalles réguliers, ces mesures conduiront à une évaluation plus précise du comportement ultérieur de la structure.
3.3.3
DéTermINaTIoN De la réSISTaNce eN compreSSIoN
Les essais de compression s’eectuent sur des carottes de orage prélevées selon la norme NBN
EN 12504-1 [30, 49]. Les éprouvettes sont progressivement mises en charge jusqu’à rupture, avec une orce de 0,2 à 1 N/mm² par seconde. La orce maximale est notée an d’être utilisée pour le calcul de la résistance du béton à la compression. L’évaluation correcte de cette caractéristique nécessite un nombre d’essais relativement important. La résistance en compression mesurée sur un béton déterminé est onction de la orme et des dimensions des éprouvettes. Plus celles-ci sont hautes et minces, plus la résistance mesurée sera aible. L’utilisation de carottes d’une longueur et d’un diamètre de 100 mm est préconisée, ces dimensions ournissant une valeur de résistance équivalente à celle d’un cube de 150 mm de côtés. L’évaluation de la résistance en compression se era sur la base de la norme NBN EN 13791 [41, 49] ( 2). La résistance en compression dépend également dans une large mesure de l’âge du béton au moment des essais. La norme NBN EN 1992-1-1 [26] propose une ormule de conversion de la résistance en compression à 28 jours en résistance en compression pour des bétons plus âgés. La résistance en compression donne une indication de la qualité du béton et permet de s’assurer que le matériau répond aux valeurs prises en compte dans l’étude de stabilité. Elle est également utilisée dans les calculs de contrôle en cas de dégradations.
3.3.4
DéTermINaTIoN De la maSSe volumIque
La masse volumique du béton durci est déterminée suivant la norme NBN EN 12390-7 [28] pour trois états diérents : • à l’état reçu • à l’état saturé en eau • à l’état sec. La mesure s’eectue sur des éprouvettes durcies de 1 dm³ minimum, dont on détermine la masse et le volume. La masse volumique est calculée au moyen du rapport entre la masse et le volume. La détermination de la masse s’eectue sur l’échantillon à l’état reçu, à l’état saturé en eau après immersion jusqu’à masse constante (diérence entre deux mesures de masse en 24 heures < 0,2 %) ou à l’état sec après séchage à 105 °C.
(2) Un article concernant l’évaluation de la résistance en compression des bétons en place sera publié prochainement dans les Dossiers du CSTC.
21 NIT 231 – Stb 2007 (corr. janv. 2008)
Le volume, quant à lui, est obtenu soit par pesée hydrostatique, soit sur la base des dimensions des éprouvettes lorsque celles-ci sont de orme simple et régulière.
3.3.
DéTErmINaTIoN DE l’aBSorPTIoN D’Eau
La norme belge NBN B 15-215 [9] décrit la méthode de détermination de l’absorption d’eau par immersion d’éprouvettes en béton. Celles-ci sont plongées dans l’eau jusqu’à masse constante (M 1), puis sont placées en étuve sèche à (105 ± 3) °C jusqu’à masse constante (M 2). L’absorption d’eau par immersion A est calculée selon la ormule suivante : A=
M1 - M 2 M2
×100 .
L’absorption d’eau par capillarité est déterminée selon la norme NBN B 15-217 [10] pour les bétons et selon la norme NBN EN 480-5 [14] pour les mortiers. La norme NBN EN 12390-8 [29] décrit, quant à elle, une méthode de détermination de la proondeur de pénétration d’eau sous pression. Les résultats de mesure donnent une bonne indication de la porosité du béton et donc de sa qualité, mais ne sont pas toujours corrélables entre eux.
3.3.6
aNalySE PéTrograPhIquE
Cet examen consiste à découper, dans un échantillon imprégné de résine uorescente, une mince lame de matériau (de 25 à 30 µm d'épaisseur) que l’on analyse au microscope (fgure 18). L’examen ournit des indications quant à la présence de fssures, d’ettringite ou d’une réaction alcalisgranulats. Il peut également apporter quelques données indicatives concernant la composition du béton, les granulats, le type de ciment, le acteur eau/ciment et la porosité. Fig. 18 anlys ’n l n sp ss lè fsn.
3.3.7
CoNTrôlE DES armaTurES
Ce contrôle est destiné à déterminer les dimensions (résiduelles) des armatures. Si l’on souhaite contrôler la stabilité d’une structure existante, il y a lieu de connaître la qualité du béton et celle de l’acier. La qualité d’un béton et ses propriétés peuvent être déterminées à l’aide des essais décrits ci-avant. Pour défnir la qualité de l’acier utilisé, on prélève un échantillon d’armature dont on détermine ensuite les propriétés mécaniques et la soudabilité.
3.3.8
ESSaIS Sur l’ENSEmBlE DE la STruCTurE ou Sur uNE ParTIE DE CEllE-CI
3.3.8.1 radIographIe et gaMMagraphIe Les sources de rayonnement (sources radioactives ou röntgen) sont utilisées pour détecter la présence de cavités et d’éléments en acier dans le béton. Étant donné les limites évoquées ci-après, le recours à cette technique n’est à considérer que lorsqu’aucune autre solution n’est envisageable; en eet : • la source et le récepteur doivent se situer de part et d’autre de l’objet à examiner • chaque mesure porte sur une surace réduite, de sorte que la portée des résultats est limitée • les sources de rayonnement présentent des risques pour la santé des utilisateurs du dispositi et des personnes passant à proximité de celui-ci • l’interprétation des résultats doit être confée aux soins d’un spécialiste. La radiographie et la gammagraphie aident notamment à déceler une réduction généralisée de la section des armatures ou une corrosion par piqûres. L’expérience montre que ces techniques ne sont applicables qu’à des éléments structurels de section simple, aiblement armés.
3.3.8.2 eSSaIS de MISe eN charge L’application d’une charge connue et limitée sur une structure et la mesure des déormations qui en résultent donnent des indications quant aux propriétés de résistance d’un ouvrage et permettent de calculer la charge maximale admissible. La coordination des essais et l’interprétation des résultats relèvent touteois de la responsabilité d’un bureau d’études spécialisé.
22 NIT 23 – Septebe 2007
3.4
évalUaTion évalUa Tion de la STrUCTUre
Une ois en possession des résultats d’essai, on procède à l’évaluation de la structure point par point, à savoir : • état global de l’ouvrage • vieillissement du béton • capacité portante des éléments • durée d’utilisation de la structure • aptitude à l’emploi. Les résultats de l’inspection devront être consignés de manière claire et complète dans un rapport qui comportera, dans les grandes lignes, les inormations suivantes : • introduction : maître d’ouvrage, motis de l’étude et objectis poursuivis
• données connues ou pertinentes qui ressortent de l’examen du dossier • techniques d’examen et de mesure utilisées • rapport de l’inspection visuelle • liste des zones de mesure et de prélèvement • résultats des essais de base • résultats des essais complémentaires • analyse de l’ensemble des données, observations et résultats • conclusions. Les conclusions comprendront une description des désordres et des relations entre les observations et les résultats de mesure. On s’eorcera également d’expliciter les mécanismes de dégradation en cause ainsi que leur origine et le pronostic de leur évolution. Les conclusions du rapport ont partie du cahier des charges des travaux de réparation.
23 NI NIT T 23 23 – Sep Septe teb be e 20 2007 07
4
4.1
prINcIpeS et techNIqueS de réparatIoN
PréSenTaTion deS PrinPréSenTaTion CiPeS
La norme NBN ENV 1504-9 [45] défnit les principes sur lesquels doivent reposer la réparation et la protection du béton (tableau 5, p. 25) ainsi que le traitement et la prévention de la corrosion des armatures (tableau 6, p. 26).
4.2
brève deSCriPTion deS ProdUiTS
Nous présentons ici très succinctement quelques matériaux couramment utilisés pour la réparation du béton ainsi que leur principe d’action. Ces matériaux seront étudiés plus en détail au chapitre 6 (p. 29).
.2. morTIErS DE ragréa ragréagE gE
.2.2 SySTèmES DE ProTE ProTECTIoN CTIoN SuPErICIEllE Du BéToN Les systèmes de protection superfcielle réduisent ou empêchent la pénétration de substances nocives dans le béton (principes 1, 2, 5, 6, 8 et 9). On distingue : • les couches de protection liquides : produits d’imprégnation hydrouges ou bouche-pores, revêtements (coatings) • les recouvrements : panneaux et membranes. Les exigences imposées aux couches de protection liquides sont décrites dans la norme NBN EN 1504-2 [16] ainsi que dans les prescriptions techniques PTV 562 [3] pour la marque volontaire BENOR. Les protections liquides sont étudiées en détail au § 6.4 de la présente NIT (p. 31).
.2.3
maTérIaux DE CoNSol maTérIaux CoNSolIDaIDaTIoN
Les mortiers de ragréage sont utilisés dans le but de restituer au béton dégradé sa orme et sa onction d’origine (principes 3 et 4). Les mortiers hydrauliques créent un milieu basique conduisant à la ormation d’une couche de passivation à la surace des armatures (principe 7); les mortiers résineux, quant à eux, ont une action protectrice qui ait barrage entre l’armature et l’eau ou l’oxygène (principes 3, 4 et 8).
La consolidation d’une structure (principe 4) peut être nécessaire pour des raisons de stabilité. On distingue la consolidation interne (armatures complémentaires avec enrobage de béton) et la consolidation externe (plats collés en matériaux synthétiques renorcés de fbres d’acier ou de fbres de carbone, postcontrainte externe). Dans certains cas, on procède à la mise en place d’éléments en béton supplémentaires.
Les exigences auxquelles doivent satisaire les mortiers de ragréage sont décrites dans la norme NBN EN 1504-3 [17]. En Belgique, ces mortiers peuvent se voir attribuer une marque volontaire BENOR sur la base des prescriptions techniques PTV 563 [4]. Les exigences applicables au béton projeté sont défnies dans la norme NBN EN 14487-1 [42].
Les exigences applicables aux armatures collées sont défnies dans le Guide d’agrément G0026 [77] ainsi que dans la norme NBN EN 1504-6 [20]. Les matériaux de consolidation seront traités au § 8.4 du présent document (p. 51).
Enfn, les mortiers de ragréage sont décrits en détail au § 6.1 de la présente NIT (p. 29). Quant aux méthodes d’application, elles ont l’objet du § 7.3.5 (p. 38).
Les inhibiteurs de corrosion ont pour but de reiner la vitesse de corrosion des armatures (principe 11). Ces produits sont incorporés au mortier de ragréage ou sont appliqués par imprégnation de la surace
.2. INhIBITEurS DE CorroSIoN
2 NIT 23 – Septebe 2007
Tableau 5 Pnps és épn pn bén.
Pcp t scpt Pro Pr oTE TECT CTIo IoN N CoN CoNTr TrE E la la PéN PéNééTraTIoN rdctin pventin de pnttin de sbstnces indsibes, tees e ’e et es iides en n, es vpes, es , es pdits ciies et es ents biies
2
maîT ma îTrI rISE SE DE l’h ’hum umID IDIT ITé é rtin et intien d t d’idit d btn dns ne e de ves spcies
3
réParaTIo réPara TIoN N Du BéToN resttin d btn d’iine d’n ent stcte dns s e et s nctin inities rptin de ’ve en btn p epceent d’ne ptie de stcte CoNSolIDaTIoN STruCTurEllE aenttin tbisseent de cpcit ptnte d’ne ptie de ’ve
mts cspts . Ipntin appictin de pdits iides i pntent dns e btn et btent stcte pese. .2 appictin d’n evteent evteent de sce pte nn pnte des sses .3 Cte specie des sses () . repisse des sses sses (inectin) . Tnstin de sses en ints () .6 Pse d’n bde () ( 2) .7 Pse de ebnes () 2. Ipntin de 2.2 appictin d’n evteent evteent de sce 2 2.3 Bâce ( ) ( ) 2. Titeent ectciie () ( 2) appictin d’ne dience de ptentie s des pties de ’ve en btn n d’ vise d’ epce e psse de ’e (cette tecnie ne cnvient ps btn sns vtin pbe d ise de csin). 3. appictin nee de tie 3.2 Ce de btn 3.3 Pectin de btn btn de tie 3. repceent de cetines pties de ’ve
. at epceent de de bes d’te intiees etiees .2 mise en pce d’nces dns des videents videents pvs ’iine dns des es ptis ps
6
réSISTaNCE PhySIquE aenttin de sistnce sicittins psies et cnies réS éSIS IST TaN aNC CE ChIm ChImIIqu quE E aenttin de sistnce de sce d btn essins ciies
.3 . . .6 .7 . .2
Ce d’tes at de tie de btn Inectin des sses, vides pes repisse des sses, vides pes Pcntinte (p pst-tensin) () recveents evteents Ipntin
6. recveents evteents 6.2 Ipntin
() Cette tecnie pet ncessite ’se de pdits de sstes nn enviss dns es nes de sie NBN EN 0. (2) l entin de cette tde dns ne n’ipie ps ’ee bncie d’n ent.
du béton. Le succès du traitement dépend de nombreux acteurs et exige un suivi très rigoureux des travaux. Les inhibiteurs de corrosion sont traités au § 8.2 (p. 49).
.2. CoulIS D’INjECTIoN Les coulis d’injection sont destinés à colmater ou à combler les fssures en surace ou en proondeur
(principes 1 et 4). Ces produits sont s ont généralement à base d’époxyde, de polyuréthanne (ou d’un mélange des deux), d’une suspension de ciment ou d’un gel lié au polyuréthanne ou à l’acrylate. La norme NBN EN 1504-5 [19] décrit les exigences auxquelles les coulis d’injection doivent satisaire. De plus amples explications concernant la réparation des fssures par injection sont données au § 8.3 de cette NIT (p. 50).
2 NI NIT T 23 23 – Sep Septe teb be e 20 2007 07
Tableau 6 Pnps és pévnn n l sn s s.
7
8
9
0
Pcp t scpt ProTECTIoN DE la CouChE DE PaSSIVaTIoN ou rEPaSSIVaTIoN Ctin des cnditins ciies ptes cnseve tbi pssivit t des tes augmENTaTIoN DE la réSISTIVITé aenttin de sistnce ectie d btn CoNTrôlE DES zoNES CaThoDIquES Ctin des cnditins ppes epce ctin ndie des nes d’te ptentieeent ctdies ProTECTIoN CaThoDIquE CoNTrôlE DES zoNES aNoDIquES Ctin des cnditins ppes epce es nes d’te ptentieeent ndies de pticipe ne ctin dnte
7. 7.2 7.3 7. 7. 8.
mts cspts aenttin de ’enbe p t d’ne cce de tie de btn repceent d btn tt cbnt rcinistin ectciie d btn cbnt () rcinistin p disin d btn cbnt Dctin ectciie () rdctin d t d’idit p titeent de sce, ppictin de evteents pse de bdes
9. liittin de tene en ne ( ctde) p sttin p ppictin d’n evteent de sce (2)
0. appictin d’n ptentie ectie () . appictin s es tes d’ne peinte pients ctis .2 appictin s es tes d’ne peinte ipebe .3 Incptin d’inibites dns e btn () ( 2)
() Cette tecnie pet ncessite ’se de pdits de sstes nn enviss dns es nes de sie NBN EN 0. (2) l entin de cette tde dns ne n’ipie ps ’ee bncie d’n ent.
.2.6 ProTECTIoN aNTICorroSIoN DES armaTurES
rosion (principe 11). Le type de protection anticorrosion dépend du mortier utilisé (c. § 6.3, p. 31).
S’il s’avère que l’enrobage des armatures est insufsant après réparation, on peut appliquer, au moment de la préparation des travaux, un produit permettant de protéger les armatures contre la cor-
En ce qui concerne les exigences relatives à cette technique, on consultera la norme NBN EN 1504-7 [21] ainsi que les prescriptions techniques PTV 567 [5].
26 NIT 23 – Septebe 2007
5
5.1
choIx deS SyStèMeS de réparatIoN et de protectIoN oPTionS enviSageableS
En l’absence de mesures de protection ou de réparation, la durée de vie d’un ouvrage en béton, tant sur le plan structural qu’économique ou technique, est estimée sur la base des conclusions de l’inspection et compte tenu de l’évolution probable des désordres. La connaissance de ce paramètre permettra de sélectionner les interventions plus appropriées. Face aux dégradations subies par une structure, diérentes options peuvent être envisagées : • laisser l’ouvrage en l’état • restreindre son usage • protéger la construction en empêchant ou en limitant tout risque de détériorations ultérieures • procéder à des réparations • consolider la structure • démolir et éventuellement remplacer la structure ou certains de ses éléments.
5.2
aCTeUrS inlUençanT le Choix
Plusieurs paramètres conditionnent le choix du système de réparation ou de protection [50] : • la sécurité de l’ouvrage • l’origine des désordres et leur évolution • la aisabilité technique • les acteurs économiques • la nature et l’ampleur des désordres • les acteurs liés à l’exécution • les exigences concernant l’aspect extérieur du béton • les desiderata du donneur d’ordre.
.2.
SéCurITé DE l’ouVragE
La sécurité structurale est mise en danger lorsqu’il existe un risque pour la stabilité de l’ouvrage ou de
ses éléments. Ce risque peut résulter : • de la corrosion des armatures • d’une dislocation du béton • d’une fssuration sévère • du décollement ou du glissement des appuis. La sécurité générale couvre toutes les autres situations comportant un risque pour les passants ou pour l’environnement (par exemple, chute de ragments de béton). La méthode de réparation choisie devra garantir à la ois la sécurité structurale et la sécurité générale, tant avant et pendant les travaux qu’ a posteriori.
.2.2 orIgINE ET éVoluTIoN DES DéSorDrES Afn de préserver l’ouvrage tout au long de sa durée d’utilisation, il convient d’éradiquer la cause des dégradations. Lorsque cela s’avère impossible ou économiquement injustifé, il y a lieu d’en tenir compte dans le programme d’entretien ou de réparation ultérieur. En cas de corrosion due à la carbonatation du béton, par exemple, la source des dégradations (CO 2 de l’air) ne peut être éliminée, mais les zones dégradées peuvent être réparées localement, en veillant à protéger les parties encore saines contre une éventuelle carbonatation.
.2.3 aISaBIlITé TEChNIquE Une réparation n’est techniquement envisageable que s’il existe une solution répondant à l’ensemble des exigences posées à la structure (solidité, rigidité, résistance physique et chimique). Le choix d’un matériau inadéquat lors de la conception, par exemple, exclut toute possibilité d’intervention valable, si ce n’est un remplacement éventuel de la structure.
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.2. aCTEurS éCoNomIquES La durée de vie économique, ou durée d’amortissement, d’un ouvrage est en principe plus brève que sa durée de vie technique (période pendant laquelle la construction est apte à remplir ses onctions). Lors de la sélection de la méthode de réparation, il convient de tenir compte du ait qu’un bâtiment est susceptible de se dégrader avant que son coût n’ait pu être entièrement amorti. Si, dans un bâtiment récent, on admet de remplacer des éléments endommagés, dans un bâtiment ancien, on conseillera plutôt une réparation temporaire.
.2. NaTurE ET amPlEur DES DéSorDrES La nature et l’ampleur des désordres ont une inuence sur le choix de la méthode de réparation. Parmi les diérents acteurs qui inuencent ce choix, citons notamment : • la position de la surace endommagée (surace horizontale, surace verticale ou sous-ace), dont dépendra la consistance du mortier de ragréage • l’épaisseur (proondeur) de la section de béton endommagée : – une aible épaisseur de béton aura une incidence sur la granulométrie du mortier (diamètre du gros granulat) – si l’épaisseur à réparer dépasse le niveau des armatures, elle déterminera le choix du mortier de ragréage • les dimensions de la surace endommagée • la nécessité de remplacer ou de renorcer les armatures.
.2.6
aCTEurS lIéS à l’ExéCuTIoN
Lors de la sélection de la méthode de réparation, il convient de tenir compte des limites ou des exigences éventuelles propres à l’exécution. Celles-ci peuvent être imposées par la méthode de réparation ou par la localisation de la réparation. La localisation de la réparation ou la méthode de réparation peut notamment : • exiger l’utilisation de matériel acilitant l’accessibilité (échaaudages, nacelles élévatrices, ...)
• nécessiter des horaires de travail inhabituels, en particulier en cas de travaux dans des écoles, des tunnels, des inrastructures erroviaires ou maritimes (activités tributaires des marées) • représenter un danger pour la sécurité des personnes • générer des nuisances : bruit, eau, poussières, déchets, ...
.2.7
ExIgENCES rElaTIVES à l’aSPECT ExTérIEur Du BéToN
Lorsque l’aspect extérieur de l’ouvrage doit être conservé (monument classé, béton architectonique, ...), il y a lieu d’adopter des techniques de réparation moins invasives.
.2.8 ExIgENCES Du DoNNEur D’orDrE Lorsque le donneur d’ordre a le choix entre plusieurs méthodes de réparation, il optera pour la méthode la plus adaptée à ses yeux. S’il choisit de ne rien entreprendre, il devra tenir compte du surcoût qui peut en résulter (en cas de réparation tardive, par exemple) et des risques qu’une telle décision peut aire courir aux usagers éventuels.
5.3
Choix dU SySTème
La méthode de réparation ou de protection choisie doit répondre aux exigences suivantes : • être adaptée à la nature des dégradations, à leurs causes et à leur ampleur • convenir à l’usage ultérieur de l’ouvrage • être conorme à l’option choisie au § 5.1 (p. 27) • correspondre aux principes défnis dans les tableaux 5 et 6 (p. 25 et 26) • être réalisable avec des produits et des systèmes répondant aux normes de la série NBN EN 1504 (ou à toute autre norme EN applicable), à un agrément technique belge ou européen, à un guide d’agrément ou à des prescriptions PTV. Vu le nombre de paramètres inuençant le choix (c. § 5.2), il est conseillé de confer cette tâche à un expert.
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6 6.1
MatérIaux de réparatIoN du bétoN morTierS
Les mortiers de ragréage sont classés en onction de la nature du liant (hydraulique ou résineux). La norme NBN EN 1504-3 [17] défnit les exigences applicables aux mortiers de ragréage structuraux et non structuraux. Des exigences complémentaires sont défnies dans les PTV 563 [4]. Celles-ci prévoient davantage d’essais d’identifcation et d’essais liés à l’usage envisagé, mais également des essais permettant d’évaluer les conditions limites d’utilisation. Ces prescriptions servent en outre de base à l’établissement de fches techniques normalisées BENOR [49] ( 1). L’aspect du béton après une réparation au mortier est souvent accessoire. En présence de béton architectonique sans onction structurale, on peut aire usage d’un mortier pour pierre naturelle.
6.. morTIErS DE ragréagE à BaSE DE lIaNT hyDraulIquE Depuis 2007, il est possible d’établir des fches techniques normalisées sur la base des PTV 563 [4]. Ces fches comportent une description du mortier de réparation et une classifcation reposant sur les critères UW (U pour l’utilisation prévue ou le domaine d’application, W pour l’applicabilité ou les conditions d’utilisation) [49]. Cette classifcation doit permettre de choisir le produit le plus adapté, en onction du cas considéré. Les propriétés des mortiers hydrauliques peuvent être améliorées au moyen de polymères ou d’adjuvants et de fbres. L’ajout de polymères ore divers avantages [50] : compensation du retrait, meilleure résistance en traction, adhérence accrue, moins grande perméabilité à l’humidité et au dioxyde de carbone (CO2), amélioration de la résistance au gel et meilleure résistance chimique. Les polymères accroissent touteois la dilatation thermique, ce qui augmente les contraintes.
Les mortiers de ragréage à liant hydraulique protègent les armatures en rétablissant l’alcalinité du béton d’enrobage. Les mortiers hydrauliques modifés à l’aide de polymères (5 à 20 % de polymères par rapport à la masse de ciment) sont désignés sous l’appellation PCC (Polymer Cement Concrete/Mortar , bétons ou mortiers de ciment aux polymères), les autres mortiers (< 5 % de polymères par rapport à la masse de ciment) sous l’appellation CC ( Cement Concrete/Mortar , bétons ou mortiers de ciment). L’application doit impérativement se aire sur un support humidifé. La projection du mortier s’avère souvent la technique la mieux adaptée pour la réparation de grandes suraces. En présence de grands volumes, le coulage constitue une bonne alternative. Dans le cas de petites réparations, le mortier est appliqué localement à la main. Etant donné le retrait inévitable des mortiers hydrauliques, les précautions nécessaires (cure adéquate, …) devront être prises pour prévenir une fssuration inacceptable, surtout si les suraces à traiter sont étendues. Les exigences et les prescriptions applicables aux mortiers hydrauliques sont spécifées dans la norme NBN EN 1504-3 [17] et les PTV 563 [4].
6..2 morTIErS DE ragréagE à BaSE DE réSINES Ces mortiers se composent d’une résine synthétique (liant principal), d’une matière de charge et d’un ou de plusieurs agents avorisant la polymérisation ou le durcissement (catalyseur, durcisseur, ...). Appliqués tout le long des armatures, les mortiers résineux ont barrage à l’eau et à l’oxygène et protègent ainsi les armatures contre la corrosion. La surace de ces dernières doit cependant être sèche et requiert l’application d’une couche d’adhérence.
(1) La normalisation, la certifcation et la mise en œuvre des mortiers de réparation en Belgique et en Europe eront l’objet d’un article à paraître dans les Dossiers du CSTC.
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Ces mortiers sont désignés sous l’appellation PC (Polymer Concrete Mortar , mortiers polymères). Les résines les plus courantes sont les époxydes à base d’amines jouant le rôle de durcisseur, bien qu’on utilise également des polyuréthannes ou des acrylates. Certaines ormulations contiennent en outre des additis et des pigments.
un mortier de ragréage ou un mortier d’égalisation en couche d’une épaisseur moyenne de 2 mm. Les exigences requises sont décrites dans la norme NBN EN 1504-2 [16] et dans les PTV 562 [3].
6.1.4.2 couche de INItIoN Comparés aux mortiers hydrauliques, les mortiers résineux possèdent une grande résistance mécanique en compression et en traction, propriété qu’ils acquièrent d’ailleurs très rapidement. Par contre, ils se caractérisent par un coefcient de dilatation thermique plus élevé, un module d’élasticité plus aible et un retrait plus important au durcissement. Ils n’orent par ailleurs qu’une aible résistance au eu. Ces mortiers sont surtout utilisés pour de petites réparations locales ou, éventuellement, lorsque les ouvrages ont été exposés à des substances chimiques. Les exigences et prescriptions qui s’y appliquent sont décrites dans la norme NBN EN 1504-3 [17] et les PTV 563 [4].
6..3
morTIErS D’égalISaTIoN
Les mortiers d’égalisation ont pour but d’éliminer les irrégularités de la surace du béton et d’obtenir un support lisse. Cette caractéristique peut être souhaitée lorsqu’un revêtement ultérieur doit être appliqué. Les irrégularités peuvent résulter de déauts (pores, joints de reprise, joints de corage, surace brute après réparation du béton, ...) ou d’attaques physiques ou chimiques qui rendent les granulats progressivement apparents. Les mortiers d’égalisation les plus courants sont les mortiers PCC auxquels sont ajoutées de fnes charges. Ils sont appliqués en couche de 2 à 8 mm d’épaisseur (environ 5 mm en moyenne) et conèrent une protection supplémentaire aux armatures. Les exigences et prescriptions applicables sont décrites dans la norme NBN EN 1504-3 [17] et les PTV 563 [4].
6.. auTrES ProDuITS à BaSE DE lIaNT hyDraulIquE
La couche de fnition est destinée à camouer les irrégularités de surace provoquées par les bulles d’air. Elle peut être constituée par un mortier d’égalisation ou tout autre produit ormulé pour cet usage.
6.. CrITèrES ET ProPrIéTéS DES maTérIaux Les critères relatis aux propriétés des diérents mortiers sont mentionnés dans les normes et les PTV précitées. Certains d’entre eux sont évoqués plus largement ci-après. Pour les méthodes d’essai correspondantes, on se réérera au § 7.3.5 de la présente Note d’inormation technique (p. 38).
6.1.5.1 MortIerS de ragréage à LIaNt hydrauLIque Les tableaux 7 et 8 mentionnent quelques exigences applicables aux mortiers hydrauliques selon la norme NBN EN 1504-3 (d’autres exigences fxées par cette norme fgurent en Annexe, p. 59) et l’ancien Guide d’agrément G0007 [17, 78]. A noter que les exigences de ce dernier en ce qui concerne les réparations non structurales (catégorie I) sont de loin plus sévères que celles de la norme. Tableau 7 exgns pplbls x s gég sln l n NBN eN 1504-3 (v ss l’annx n p. 59).
Tp t Nn stct Stct
Css sstc r r2 r3 r
rsstc cpss (n/²) ≥ 0 ≥ ≥ 2 ≥
ac (n/²) ≥ 0,8 ≥ 0,8 ≥ , ≥ 2,0
Tableau 8 réssn én s s yl- s cc/Pcc sln l’nn G ’gén G0007 [78].
6.1.4.1 eNduItS de protectIoN
Tp t
Les enduits de protection ont pour onction de protéger la surace du béton contre les attaques physicochimiques. Ils peuvent être appliqués sur
Ct. i Ct. ii
rsstc cpss (n/²) 30,0 0,0
rsstc tct p f (n/²) 7,0 8,0
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ac (n/²) , 2,0
Les mortiers hydrauliques doivent également répondre à des exigences générales de retrait ou d’expansion empêchée. A ces caractéristiques s’ajoutent, dans le cas de la réparation du béton armé, des exigences sur la teneur en ions chlorure et la résistance à la carbonatation et, dans le cas du renorcement structural à l’aide de mortier ou de béton, des exigences sur le module d’élasticité. Des perormances en matière de compatibilité thermique, de résistance au glissement et de perméabilité à l’eau par absorption capillaire peuvent en outre être prescrites pour certaines applications. Dans les PTV 563 [4], des valeurs de résistance à la exion minimale à 28 jours sont également imposées aux mortiers de classe structurale (R3 et R4) utilisés sans produit d’accrochage. Ces exigences trouvent leur motivation dans l’expérience belge, qui montre que les capacités d’adhésion des mortiers sont liées à leur cohésion. Enfn des prescriptions complémentaires sont ournies pour la résistance aux produits de déverglaçage (c. Note (1) en page 29).
6.1.5.2 MortIerS de ragréage à baSe de réSINeS Les exigences mécaniques de la norme NBN EN 1504-3 [17] et des PTV 563 [4] s’appliquent également à ces mortiers. En ce qui concerne l’adhérence, les PTV 563 imposent des exigences plus sévères aux mortiers à base de résine époxyde, toutes les valeurs d’adhérence devant être supérieures à 3 N/mm². Quant aux essais d’identifcation prévus dans la norme européenne et dans les PTV, ils dièrent de ceux préconisés pour les mortiers hydrauliques.
6.1.5.3 autreS proprIétéS Le tableau 9 présente une ourchette de valeurs indicatives citées dans la littérature pour quelques propriétés des mortiers de ragréage.
6.2
barboTineS d’aCCroChage
L’application d’une barbotine d’accrochage avorise l’adhérence du mortier de ragréage au support. Le liant utilisé est souvent le même que celui du mortier.
Tableau 9 Ppéés nvs s s gég [50].
Tp t CC PCC PC
mu yu (kn/²) 20 – 30 – 30 0, – 20
rsstc tct (n/²) , – 3, 2–8 9 – 20
at uptu (%) 0 0– 0 –
dtt tu (1/K) 7 – 2 06 8 – 20 06 2 – 30 06
Les conditions d’application de la barbotine d’accrochage sont très strictes et réquemment incompatibles avec les conditions de chantier. Son utilisation dans des conditions inadéquates peut dès lors altérer l’adhérence au mortier de ragréage. Certaines barbotines d’accrochage pénètrent dans le béton et améliorent à la ois sa cohésion et l’adhérence au mortier.
6.3
ProdUiTS de ProTeCTion anTiCorroSion deS armaTUreS
Une ois les armatures décapées, il est nécessaire, dans certains cas, d’appliquer un revêtement de protection anticorrosion. Celui-ci peut être composé : • soit de résines synthétiques réactives (époxydes, PU), additionnées ou non d’inhibiteurs de corrosion; ce type de revêtement est surtout utilisé lorsque la réparation du béton s’eectue avec un mortier résineux • soit d’un liant hydraulique modifé, principalement dans le cas de réparations au mortier hydraulique • soit encore de zinc. La protection anticorrosion est appliquée en deux couches et ne peut aecter l’adhérence du béton ou du mortier de ragréage. Les exigences relatives à la protection anticorrosion des armatures sont défnies dans la norme NBN EN 1504-7 [21] ainsi que dans les prescriptions techniques PTV 567 [5].
6.4
ProdUiTS de ProTeCTion lUideS PoUr le béTon
6.. ProDuITS D’ImPrégNaTIoN hyDrougES L’imprégnation hydrouge agit en tapissant les pores et capillaires, sans touteois les combler entièrement (fgure 19, p. 32).
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Fig. 19 cp sé ’n bén é p pégnn yg [16].
Fig. 20 cp sé ’n bén b- pé [16].
Les produits utilisés – silanes ou siloxanes, par exemple – se présentent sous orme de gel, ce qui permet d’éviter un séchage trop rapide et de avoriser la pénétration. Il n’ont pas d’action flmogène à la surace du béton et ne modifent pas sensiblement son aspect extérieur.
• une protection accrue contre les grafti • une diminution des risques de réactions alcalisgranulats.
L’efcacité des produits d’imprégnation hydrouges, pratiquement nulle sur les suraces horizontales, est optimale sur une surace verticale en raison de leur eet tensioacti. L’application de ces produits répond à plusieurs objectis : • réduction de l’absorption d’eau • limitation de la diusion de chlorures • accroissement de la résistance aux agents chimiques • diminution des réactions alcalis-granulats • ralentissement de l’encrassement des suraces. Les produits d’imprégnation hydrouges ne possèdent touteois qu’une durée d’action limitée et ne conèrent pas de protection contre la carbonatation du béton, bien au contraire. En ce qui concerne les exigences relatives aux produits et à leur usage, nous renvoyons à la norme NBN EN 1504-2 [16] et aux PTV 562 [3].
6..2 ProDuITS D’ImPrégNaTIoN BouChE-PorES L’imprégnation d’un support à l’aide d’un produit bouche-pores a pour eet de combler partiellement ou totalement les pores et les capillaires de surace (fgure 20). La porosité superfcielle s’en trouve réduite et le béton de surace consolidé. La ormulation des produits peut contenir des polymères organiques. Le bouche-porage d’une surace en béton vise : • une réduction de l’absorption capillaire • une amélioration des propriétés de surace • un accroissement de la résistance à la carbonatation
Les produits bouche-pores doivent être appliqués conormément à la fche technique normalisée établie sur la base des PTV 562 ou à la documentation technique du ournisseur. Les exigences applicables en la matière sont en outre stipulées dans la norme NBN EN 1504-2 [16] et les prescriptions techniques PTV 562 [3].
6..3 rEVêTEmENTS DE ProTECTIoN (coatiNGS ) Les revêtements de protection assurent une meilleure durabilité de la structure en empêchant toute attaque ultérieure. Certains revêtements remplissent en outre des onctions d’égalisation, de décoration, d’antistaticité, ... On distingue les revêtements minéraux, à base de liant hydraulique, et les revêtements à base de résine synthétique, à liant polymérique (fgure 21). En cas d’application multicouche, les conventions d’appellation suivantes sont utilisées : • couche d’imprégnation • couche de ond • couche intermédiaire • couche supérieure ou de fnition. La couche d’imprégnation, destinée à améliorer l’adhérence au support, réduit la porosité de ce dernier. Le liant utilisé peut être : • un polymère organique, avec ou sans ciment comme matière de charge • un liant hydraulique modifé par des polymères organiques. Dans le cadre de la réparation du béton, le terme de ‘coating’ est couramment utilisé pour désigner un revêtement à base de polymères. Le revêtement peut remplir plusieurs onctions : • réduction de la vitesse de carbonatation
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Fig. 21 cp sé ’n bén n ’n vên pn [16].
• protection contre les pénétrations d’eau ou de solutions aqueuses, dans le cas où la structure est susceptible : – de présenter une sensibilité au gel ou aux produits de déverglaçage – de développer une réaction alcalis-granulats – d’être le siège de dépôts acides ou d’une condensation en raison d’une pollution de l’environnement – d’être contaminée par les chlorures : le traitement réduit alors les nouveaux apports de chlorures, mais aussi les pénétrations d’eau dans un béton déjà contaminé (afn de reiner la corrosion des armatures) • ralentissement de la corrosion des armatures par une réduction de la teneur en eau du béton • pontage des fssures (présentes ou utures). Dans cette optique, les revêtements sont classés en cinq catégories [3] : – B0 : pas d’aptitude au pontage des fssures – B1 : aptitude au pontage des fssures d’une ouverture inérieure ou égale à 0,12 mm, soumise à des variations saisonnières périodiques – B2 : aptitude au pontage des fssures d’une ouverture inérieure ou égale à 0,12 mm, soumises à des variations quotidiennes saisonnières – B3.1 : aptitude au pontage des fssures d’une
ouverture inérieure ou égale à 0,20 mm, soumises à des variations quotidiennes saisonnières – B3.2 : aptitude au pontage des fssures d’une ouverture inérieure ou égale à 0,20 mm, soumises à la ois à des variations quotidiennes saisonnières et à des vibrations mécaniques • résistance aux agressions chimiques • modifcation de l’aspect du support pour des raisons esthétiques ou de sécurité • autres : protection antigrafti, protection des salles blanches, ... La description du revêtement, de même que toutes les données relatives aux diérents produits ou composants, à leur onction (imprégnation, couche de ond, …) et à leur mise en œuvre doivent fgurer dans la documentation technique du ournisseur ou dans la fche technique normalisée établie sur la base des PTV 562 [3]. Les qualités protectrices du revêtement dépendent notamment de son épaisseur à l’état sec. Cette caractéristique doit être contrôlée lors des essais d’accréditation et lors de la mise en œuvre. On distingue : • l’épaisseur sèche minimale • l’épaisseur sèche maximale • l’épaisseur sèche nominale. Ces notions s’appliquent à l’ensemble du revêtement et aux diérentes couches qui le constituent. Pour les imprégnations non flmogènes, il y a lieu de se réérer à la consommation préconisée par le abricant. En ce qui concerne les exigences relatives aux revêtements de protection et à leur application, nous renvoyons à la norme NBN EN 1504-2 [16] ainsi qu’aux PTV 562 [3].
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7
7.1
MISe eN œuvre deS travaux
PréParaTion dU ChanTier
Avant d’entamer les travaux de réparation, il y a lieu de prendre en considération tous les aspects susceptibles d’avoir des répercussions sur le déroulement du chantier. A cet égard, on se posera notamment les questions suivantes : • les activités envisagées vont-elles générer une gêne acoustique ou des nuisances dues aux poussières et aux écoulements d’eau ? • le matériel est-il en ordre d’utilisation ? • quel sera l’impact des échaaudages sur l’accessibilité des logements et des commerces ? Faut-il prévoir un bâchage ? De petites réections serontelles nécessaires après le démontage ? • comment les gravats et les débris divers seront-ils évacués ? • aut-il protéger les abords (bâtiments, végétation, ...) ? • quelle est la procédure à suivre en matière de contrôle de la qualité ? • quelle est la situation sur le plan de la circulation routière ? Une signalisation et des déviations doivent-elles être mises en place ? • la capacité en électricité et en eau est-elle sufsante ? • quelle est l’emprise des travaux sur les câblages et réseaux divers ? • l’ouvrage doit-il être étayé ? • ...
7.2
ConTrÔleS à eeCTUer avanT eT PendanT leS TravaUx
7.2.
STaBIlITé
Lors de chaque phase du chantier, il convient de veiller à ce que la stabilité de l’ouvrage ne soit compromise à aucun moment. L’enlèvement de béton ou d’acier au cours des travaux peut aec-
ter la résistance à la traction, à la compression, au cisaillement et à la exion de la structure. Le cas échéant, on évaluera la nécessité d’installer des étais ou d’autres moyens de conortement provisoires.
7.2.2 qualITé Du SuPPorT Une réparation durable exige une préparation approondie et soignée du support (enlèvement du béton altéré, conditionnement des suraces et des armatures). Après préparation (c. § 7.3.3, p. 36), le support doit présenter une cohésion au moins équivalente à l’adhérence requise pour le mortier de ragréage (§ 6.1.5, p. 30) ou, à déaut, à la résistance en traction du béton sous-jacent.
7.2.3
CorroSIoN DES armaTurES
Une ois le béton altéré dégagé et les armatures décapées (voir ci-après), il convient d’évaluer l’aptitude de ces dernières à remplir les onctions prévues au cahier des charges des travaux de réparation. En cas de réduction manieste de la section (écaillage, piqûres de corrosion), une étude de stabilité doit être réalisée par un ingénieur qualifé, qui examinera s’il y a lieu de remplacer les armatures ou de consolider la structure.
7.3
deSCriPTion deS TravaUx
La réparation d’un ouvrage en béton dégradé s’opère en trois grandes phases : • l’enlèvement du béton non adhérent ou altéré et le décapage des armatures • la mise en œuvre des produits de réparation, éventuellement après l’application d’une couche
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d’adhérence en surace et du revêtement anticorrosion des armatures • la protection et la fnition. Afn de pouvoir procéder à des contrôles, il est conseillé de prévoir un délai et des moyens sufsants entre les diérentes phases de travaux. Les conclusions de ces contrôles seront consignées dans un rapport. Les paragraphes suivants abordent, en ordre chronologique, les diérentes étapes de la réparation traditionnelle d’une structure en béton.
7.3. ENlèVEmENT Du BéToN NoN aDhérENT ou alTéré Les produits utilisés pour la réparation de l’ouvrage doivent impérativement être appliqués sur un support homogène. Pour ce aire, le béton dégradé ou altéré, ainsi que tout élément non adhérent seront entièrement éliminés jusqu’au matériau sain et, en tout cas, sur une proondeur d’au moins 5 mm (si le mortier de ragréage est à base de liant hydraulique et possède une granulométrie maximum D max ≥ 2 mm, la proondeur de décapage correspondra au minimum à 3 Dmax). En ce qui concerne la proondeur de décapage du béton au voisinage des armatures en cas de dépassivation par carbonatation, on se réérera aux spécifcations du § 7.3.2. Les zones à réparer seront soigneusement délimitées suivant un tracé polygonal, à l’aide d’un trait de disqueuse de 5 mm de proondeur, pratiqué perpendiculairement à la surace du béton. Il y a lieu de veiller à ce que la périphérie de la zone réparée soit sufsamment épaisse afn d’y garantir un bon rapport ciment/granulats. Les bords en biseau, riches en ciment, sont plus poreux et auront tendance à s’eriter. De même, les transitions abruptes dans la proondeur et la largeur de la zone à réparer donneront lieu à des fssures de retrait et sont donc à éviter. La norme NBN EN 1504-10 [22, 49] précise que les bords taillés doivent ormer un angle d’au moins 90° et de 135° au maximum afn de réduire le risque de décollement de la surace supérieure du béton sain adjacent; ils doivent en outre être sufsamment repiqués pour assurer une bonne fxation mécanique entre le matériau d’origine et le produit de réparation (c. Note (1) en page 29). Le décapage du béton s’opère notamment : • à l’aide d’outils manuels : marteau, burin, brosse métallique • à l’aide d’outils mécaniques : marteau pneumati-
que, marteau à aiguilles (les brosses métalliques rotatives ne sont pas autorisées car elles provoquent un lissage des suraces) • par projection d’eau à très haute pression (entre 1000 et 2000 bars) : cette technique, également utilisée pour décaper les armatures, requiert souvent un matériel adéquat permettant de récupérer et d’évacuer l’eau et les résidus. En cas de structures précontraintes, il y a lieu d’utiliser un équipement adapté afn de ne pas endommager les câbles. Tout décapage à la amme est ormellement interdit. En tout état de cause, on veillera à ce que ces opérations ne nuisent pas à l’adhérence du béton aux armatures, ni à sa cohésion dans les zones saines.
7.3.2
DégagEmENT DES armaTurES
La proondeur à laquelle les armatures doivent être dégagées dépend du mécanisme de dégradation en cause, du système de réparation envisagé et de l’enrobage visé après la réparation. En cas de dépassivation par carbonatation, le décapage du béton s’opère comme explicité ci-après. En présence de dégradations dues à la corrosion et d’armatures situées en zone carbonatée, il y a lieu de décaper le béton d’enrobage jusqu’en zone saine. Si les armatures passent, dans le sens longitudinal, d’une zone carbonatée en zone non carbonatée, le décapage s’opère jusqu’à la zone saine, sur une longueur égale au diamètre de l’armature (avec un minimum de 20 mm). : • si l’enrobage fnal après réparation est supérieur à 20 mm et que la périphérie de l’armature se situe majoritairement en zone non carbonatée, l’armature ne doit être dégagée que sur la moitié de sa surace (fgure 22A, p. 36) • si l’enrobage fnal après réparation est supérieur à 20 mm et que la périphérie de l’armature se trouve en majeure partie dans la zone carbonatée, l’armature doit être entièrement dégagée et le béton décapé sur au moins 20 mm de part et d’autre de la barre d’acier et sur 10 mm à l’arrière de celle-ci (fgure 22B) • si l’enrobage fnal après réparation se situe entre 10 et 20 mm, l’armature sera dégagée comme ci-avant (fgure 22C), puis sera munie impérativement d’un revêtement de protection anticorrosion sur toute sa surace ❒
Cas d’une réparation au mortier hydraulique
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Fig. 22 déggn l’ sln l’nbg vsé pès épn [78].
) 0 2 . n i m (
0 2
0 2
∅
∅
w
r
c(≥20)
∅
c(≥20)
d=c+∅+0
d=c+∅ /2
d
S l’i am Mi pin nisin l’m = n nin (mm) ms i l s iniil n = n iniil (mm) ∅ = im nminl l’m (mm) = n miniml (mm) w = l miniml (mm)
• si l’enrobage fnal après réparation est inérieur à 10 mm, l’utilisation exclusive d’un mortier de ragréage ne pourra assurer une réparation durable. Des mesures complémentaires devront dès lors être prises, comme, par exemple, l’application généralisée du mortier de ragréage ou d’un revêtement de protection supplémentaire sur le béton en plus du revêtement anticorrosion appliqué sur toute la périphérie de l’armature. Celle-ci sera entièrement dégagée comme précédemment (fgure 22B et C). Dans tous les cas, l’enrobage fnal ne pourra être inérieur à 5 mm.
0 2
d(≥c)
b. en > 20 mm ii l’m miimn n n n
S iniil n Limi minimm n nin
0 d=c+∅+0
d
a. en > 20 mm ii l’m miimn n n nn n
❒
c(>0 et <20)
) 0 2 . n i m ( ∅
0
0 2
∅ w r
w r
c. en 10 20 mm
10 mm derrière la barre d’acier et sur 20 mm de part et d’autre de celle-ci. Dans tous les cas, l’enrobage ne pourra être inérieur à 5 mm. Les règles prévues pour le décapage sont diérentes dans la norme NBN EN 1504-10 [22]. Elles précisent en eet, comme dans les PTV 563 [4], que si la corrosion est présente sur toute la circonérence de la barre d’armature, il peut être nécessaire d’augmenter la proondeur de décapage pour mettre toute la barre corrodée à nu. La norme fxe en outre d’autres valeurs minimales pour le dégagement des armatures. D’après la norme européenne, pour permettre un compactage correct, le dégagement autour de l’armature doit être au moins égal à la plus grande des deux valeurs suivantes : 15 mm ou bien la dimension granulaire maximale du matériau de réparation, augmentée de 5 mm.
7.3.3
PréParaTIoN Du SuPPorT
Une préparation minutieuse du support est indispensable pour assurer l’adhérence entre le béton et le mortier de ragréage et garantir un travail de qualité. La surace dégagée doit être nettoyée et rendue rugueuse. Après un traitement adapté, le support sera prêt à recevoir le mortier de ragréage.
Cas d’une réparation au mortier résineux [4] :
• si l’enrobage fnal après réparation est supérieur ou égal à 10 mm, l’armature doit être entièrement dégagée et le béton décapé sur 10 mm derrière la barre d’acier et sur 20 mm de part et d’autre de celle-ci • si l’enrobage fnal est inérieur à 10 mm, l’utilisation de mortier ne permettra pas de garantir, à elle seule, une réparation durable; des mesures complémentaires devront être prises (par exemple, revêtement de protection supplémentaire sur toute la périphérie de l’acier). L’armature sera entièrement dégagée et le béton décapé sur
Le degré de préparation des suraces dépend de l’état de dégradation de l’ouvrage (niveau de carbonatation, ampleur de la corrosion des armatures, qualité de l’enrobage, désagrégation du béton, teneur en chlorures, …) ainsi que du choix de la méthode de réparation (type de mortier, application généralisée ou non, avec ou sans protection de surace, …). La valeur minimale à prendre en compte pour la cohésion du support est stipulée dans l’agrément technique du mortier de réparation.
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7.3.3.1 aSSaINISSeMeNt La qualité de la réparation est indissociable de l’adhérence entre le support et le produit de ragréage. A cet eet, la surace sera débarrassée de tous les éléments susceptibles de nuire à l’adhérence du mortier de ragréage, tels que graisse, huile, poussière, laitance, granulats non adhérents et anciens revêtements de protection éventuels. Il est également possible d’améliorer l’adhérence en traitant la surace de açon à obtenir la rugosité souhaitée. Les techniques les plus courantes pour assainir un support sont : • le grenaillage : projection de grenaille (scories ou billes d’acier) au moyen d’air comprimé. La granulométrie du produit déterminera l’intensité du traitement. Ce procédé génère touteois de grandes quantités de poussières et de déchets • le sablage ou le grésage : projection d’un mélange d’eau et d’abrasi au moyen d’air comprimé. Si cette méthode produit moins de poussières et de déchets que le grenaillage, elle génère néanmoins des boues qu’il convient d’évacuer • les jets d’eau à haute pression (500 à 2000 bars) • le raisage et le bouchardage : traitements mécaniques de la surace consistant à délaminer le béton à l’aide de ciseaux rotatis (raisage) ou de marteaux (bouchardage). Ces procédés provoquent des microfssures en surace et sont susceptibles de réduire la cohésion. L’utilisation de brosses métalliques rotatives n’est pas autorisée pour l’assainissement du support, car elle provoque un lissage de la surace. Le choix de la technique d’assainissement dépendra notamment de la rugosité souhaitée. Ainsi, par exemple, en cas de remplacement d’un revêtement de protection, il sufra d’éliminer ce dernier sans qu’il soit nécessaire de traiter la surace pour la rendre rugueuse.
7.3.3.2 traIteMeNt préLIMINaIre Le traitement préliminaire de la surace assainie est nécessaire pour assurer la bonne adhérence du mortier de ragréage. En raison de son caractère très absorbant, un support non traité aura tendance à assimiler l’eau du mortier. Le prétraitement requis dépendra dans une large mesure du choix du mortier. ❒
Mortier
hydraulique
L’absorption, par le support, de l’eau contenue dans le mortier est préjudiciable à son hydratation, à sa résistance et donc à la durabilité de la réparation.
Ce phénomène peut être évité en humidifant préalablement le support plusieurs ois jusqu’à reus, mais sans qu’il y ait stagnation. Cette humidifcation s’eectue de préérence quelques jours avant la mise en œuvre du mortier et au minimum 2 heures avant celle-ci. De nombreux abricants préconisent l’interposition d’une barbotine d’accrochage entre le béton et le mortier (c. § 6.2, p. 31). L’expérience montre touteois que cette méthode conduit souvent à une adhérence moindre. Dans la pratique, il apparaît en eet quasiment impossible, en raison de la dessiccation trop rapide, de respecter scrupuleusement les consignes de traitement (épaisseur correcte, application ‘rais dans rais’ du mortier sur la barbotine d’accrochage). L’humidifcation du support avant d’appliquer le mortier reste donc de rigueur. ❒
Mortier
résineux
Le recours à un mortier résineux exige par contre un support sec. La teneur en humidité ne peut être supérieure à 60 % du taux de saturation (ce qui équivaut, pour un béton normal, à un taux d’humidité d’environ 4 %, mesuré en étuve sèche ou à la bombe à carbure). L’interposition d’une barbotine d’accrochage est indispensable. Bien que certains produits d'accrochage pour mortiers résineux puissent être appliqués sur support humide – à condition que cette solution ait été testée dans le cadre d’une certifcation volontaire –, la pose sur béton mouillé n’est pas admise.
7.3.
PréParaTIoN DES armaTurES
Pour que le mortier de ragréage puisse être appliqué sur des armatures dégagées, celles-ci doivent être débarrassées de toute trace de rouille et bénéfcier éventuellement d’une couche de protection (§ 6.3, p. 31). La préparation des armatures est onction de la méthode de réparation choisie (type de mortier, application généralisée ou non, avec ou sans protection de surace, …).
7.3.4.1 eLIMINatIoN de La rouILLe Les armatures dégagées seront décapées jusqu’au niveau spécifé dans la fche technique (normalisée ou non) du mortier de ragréage (c. norme NBN EN ISO 12944-4) [46]. En cas d’utilisation d’un mortier résineux, le degré de décapage correspondra
37 NIT 23 – Septebe 2007
à une valeur Sa 2½ (décapage très soigné) ou St 3 (nettoyage très soigné à la main ou à la machine). Touteois, si l’armature est rouillée sur toute sa surace ou si la densité d’armatures est importante, il sera malaisé de déterminer jusqu’à quel point le décapage doit être eectué. Le décapage est réalisé de préérence par sablage ou par jet d’eau sous pression, un traitement manuel à la brosse métallique ne permettant généralement pas d’assainir sufsamment l’arrière des armatures.
7.3.4.2 protectIoN deS arMatureS ❒
Mortier
hydraulique
Si la réparation est réalisée au mortier hydraulique, la nécessité de recourir à une protection anticorrosion pour les armatures dépendra de : • l’enrobage souhaité après réparation • l’application généralisée ou non du mortier • la pose ou non d’un revêtement de protection supplémentaire à la surace du béton. Si l’application du mortier de ragréage ne couvre pas l’ensemble du support et que l’on n’envisage pas de protection supplémentaire à la surace du béton, on adoptera la procédure ci-après [4] : • pour un enrobage fnal supérieur à 20 mm, on choisira un mortier de ragréage conorme à la norme NBN EN 1504-3 [17] et aux PTV 563 [4] (c. fgure 22 A et B, p. 36) • pour un enrobage fnal situé entre 10 et 20 mm, on appliquera une protection anticorrosion sur toute la périphérie des armatures, les caractéristiques dépassivantes du mortier de ragréage pouvant s’avérer insufsantes (fgure 22C). Si l’enrobage fnal est inérieur à 10 mm (avec un minimum de 5 mm), le système de réparation consistera : • soit en une application généralisée de mortier • soit en un traitement anticorrosion des armatures et en l’application d’un revêtement de protection sur toute la surace du béton. Pour toute autre situation, il y a lieu de se réérer aux PTV 563 [4]. ❒
Mortier
résineux
Lorsque la réparation est réalisée avec un mortier résineux sur des armatures mises à nu (par la corrosion, sous l’eet d’un choc, …), un traitement anticorrosion s’impose après décapage, le mortier résineux n’étant pas à même de protéger correcte-
ment l’acier. De plus, il n’est pas toujours aisé, dans la pratique, de décaper paraitement les armatures, si bien que la corrosion risque de se poursuivre après la mise en œuvre du mortier.
7.3. mISE EN œuVrE Du morTIEr DE ragréagE Le mortier de ragréage doit posséder des propriétés similaires à celles du béton d’origine (sau si celui-ci était de mauvaise qualité). Il ne peut en outre présenter qu’un léger retrait afn d’engendrer le moins de tensions internes possible. Le cahier des charges spécifera clairement les exigences relatives au mortier (c. tableau 7, p. 30, et Annexe, p. 59). Le mortier sera mis en œuvre compte tenu des conditions limites de température fxées dans la fche technique normalisée ou non (température ambiante et température du béton). Sau indication contraire du abricant, la température de mise en œuvre se situe en règle générale entre 5 et 25 °C. La plupart des produits sont livrés en kits prédosés. Il est en principe interdit de ractionner les conditionnements, sau dans le cas où l’entrepreneur procède au préalable à leur homogénéisation et qu’il dispose sur chantier d’un matériel de pesée d’une précision de 0,5 %. L’adéquation du mortier à la technique de pose est déterminante pour la résistance et la durabilité de la réparation. La projection d’un mortier hydraulique, par exemple, conère une meilleure compacité et une meilleure adhérence qu’une mise en œuvre manuelle.
7.3.5.1 epaISSeur deS coucheS ❒
Mortier
hydraulique
L’épaisseur de la couche de mortier ne peut excéder la valeur maximale stipulée dans la fche technique normalisée ou non. Elle dépend en général de la granulométrie du mélange (diamètre maximal D max) et s’élève le plus souvent à environ 10 D max. Des épaisseurs supérieures sont admises localement; en présence d’un treillis d’armature, le abricant peut autoriser une épaisseur maximale plus élevée. Le recours à des épaisseurs plus importantes nécessite l’application de plusieurs couches successives. La pose d’une couche supplémentaire ne peut être entamée qu’après durcissement complet de la couche sous-jacente.
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L’épaisseur minimale, couramment quelque 3 D max, et l’épaisseur nominale de mortier sont spécifées dans la fche technique (normalisée ou non). ❒
Mortier
Fig. 23 appln à l ll.
résineux
L’épaisseur minimale à appliquer sur le béton s’élève à 2 mm. L’épaisseur d’un mortier résineux couvert par une certifcation volontaire est le plus souvent comprise entre 10 et 15 mm, sau en des zones très localisées. En cas de dépassement, les épaisseurs maximales sont indiquées dans la fche technique (normalisée ou non) du mortier. Si le mortier est appliqué en plusieurs couches, il convient de se conormer strictement aux délais d’attente stipulés dans l’agrément.
7.3.5.2 techNIqueS de MISe eN œuvre On distingue : • la réparation manuelle • le coulage • le gunitage (uniquement pour le mortier hydraulique). Quelle que soit la technique choisie, il convient de respecter les épaisseurs minimale et maximale spécifées dans la fche technique (normalisée ou non) du mortier ainsi que les conditions limites de température. a. application
cependant altérer l’adhérence du mortier sur une superfcie importante. Les mortiers PCC sont les plus courants pour les réparations manuelles. Les polymères qu’ils contiennent assurent un colmatage aisé et réduisent le retrait [50]. Les mortiers CC peuvent également être utilisés, à condition d’améliorer leur ouvrabilité par un apport d’additis tels que de la microsilice. Leur résistance à la pénétration de chlorures, notamment, demeurera néanmoins réduite. Enfn, le recours aux mortiers résineux PC est plutôt déconseillé dans le cadre de réparations importantes, étant donné leurs caractéristiques mécaniques très diérentes de celles du béton.
Manuelle
B. coulage
Cette technique est surtout utilisée pour les petits travaux de réection. Le mortier est appliqué à l’aide d’une truelle, puis serré (par piquage) et lissé à la main (fgure 23). Eventuellement, on aura recours à un corage. Le type de mortier et sa consistance doivent être adaptés à la position de la zone à réparer (surace horizontale, verticale ou sous-ace), tout en respectant la quantité d’eau prescrite. En cas de réparation sur un support vertical ou à la sous-ace d’un plaond, l’application d’une barbotine d’accrochage peut contribuer à éviter le décollement prématuré du mortier. Celle-ci n’est touteois pas conseillée pour certaines réparations au mortier hydraulique (c. § 7.3.3.2, p. 37). La surace obtenue est lissée et égalisée afn d’éviter toute infltration d’eau et d’assurer un bel aspect fni. Le pourtour des suraces à réparer sera tout particulièrement soigné de açon à obtenir une plage unie sans raccords. Un lissage excessi peut
Le mortier utilisé pour ce type d’application doit être relativement uide pour pouvoir être mis en œuvre par coulage ou par pompage (mortier coulé). Il y a lieu de prévoir un corage adéquat, étanche et sufsamment rigide pour résister à la pression hydraulique. La technique du coulage est réquemment adoptée pour colmater de grandes suraces ou combler de grands volumes ou encore lorsque la densité d’armatures est élevée. Vu l’importance des suraces ou des volumes traités, les propriétés du mortier doivent être adaptées à celles du support en béton. L’ajout de réducteurs de retrait est nécessaire. En raison des risques de ségrégation, les mortiers coulés ne sont en général pas vibrés. Il convient donc de veiller à la désaération du mélange et d’éviter la présence d’air occlus. Toute interrup-
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tion du processus de coulage peut donner lieu à des inclusions d’air ou conduire au remplissage incomplet du corage. Grâce à son aible retrait et à sa grande résistance en traction, le mortier PCC est le choix le plus indiqué. Des problèmes tels qu’une ségrégation ou un durcissement prématuré ne sont touteois pas à exclure lorsque de grandes quantités sont mises en œuvre. c. gunitage
Cette technique consiste à projeter un béton de mortier sur le support à l’aide d’air comprimé exempt d’huile. Le mélange utilisé doit être conorme à la norme NBN EN 14487-1 [42] et aux prescriptions techniques PTV 563 [4]. Les exigences relatives à la mise en œuvre sont décrites dans la norme NBN EN 14487-2 [43]. L’impact de la projection sur la surace assure un colmatage parait, ce qui permet d’obtenir un mortier de densité élevée, donc peu absorbant et peu perméable à l’eau. Ces propriétés contribuent à améliorer la résistance aux cycles de gel-dégel, à prévenir le risque de fssuration (en cas de cure adéquate) et à augmenter la résistance à l’usure.
lats), ce qui rend le mélange fnal plus riche en fnes que le mortier sec de départ. Il en résulte une meilleure adhérence, mais également un retrait plus prononcé. Ce dernier peut touteois être anticipé grâce à une ormulation adéquate (adjuvants ad hoc, par exemple). Le support ne nécessite aucune couche d’accrochage, mais une bonne humidifcation préalable est primordiale. Le gunitage assure une mise en œuvre rapide de volumes importants et ce, à moindres rais, d’autant que les quantités de corages nécessaires sont réduites. La lance de projection permet en outre d’atteindre des endroits difcilement accessibles. Le gunitage peut être réalisé par voie sèche ou par voie humide. ❒
gunitage
à sec
Cette méthode consiste à stocker le mortier ‘sec’ dans une cuve au départ de laquelle il est envoyé dans un tuyau souple à l’aide d’air comprimé. Le mortier sec est généralement livré sur chantier en silo, afn d’éviter toute humidifcation intempestive.
Le useau granulométrique du mélange est déterminant pour l’aspect fnal de la surace et pour l’épaisseur de la couche à appliquer. La granulométrie doit également être adaptée à la méthode de gunitage envisagée (D max restreint).
L’eau est incorporée juste avant que le mortier ne quitte la lance de projection. Le mélange ainsi obtenu est malaxé dans la tête de projection par un mouvement de tourniquet (fgure 24). La quantité d’eau à incorporer doit être dosée en permanence par un opérateur expérimenté, qui veillera par ailleurs à ce que le mortier sec soit envoyé à une vitesse constante dans la tête de projection.
Lors de la mise en œuvre, une partie du mortier projeté rebondit (principalement les gros granu-
Etant donné que le transport et le stockage ne nécessitent ni apport d’eau ni adjuvants, le gunitage à sec
Mi s
e
tê in
ai mim
Fig. 24 Gng à s.
0 NIT 23 – Septebe 2007
Fig. 25 Gng p v .
ai mim
tê in
e
permet d’obtenir un rapport eau/ciment très aible (0,30 à 0,35), qui ne peut cependant pas être défni au préalable avec précision. Grâce à ce rapport E/C peu élevé, le mélange ne subit pratiquement pas d’aaissement et peut être appliqué sur des suraces verticales, voire même sur des plaonds. Le rebond des gros granulats lors de la projection est touteois plus important que dans le cas du gunitage par voie humide. Afn d’éviter la ormation de poussières, on peut humidifer légèrement le mortier sec au préalable (± 2 %) ou incorporer des adjuvants dans la tête de projection. Les mortiers hydrauliques sont les plus courants pour le gunitage à sec. L’ajout de polymères réduit le risque de fssures de retrait (voir § 2.2.3.4, p. 9). Les mortiers PCC, dans lesquels les polymères sont préalablement incorporés (à l’état sec), sont également applicables, mais peuvent se révéler coûteux pour des travaux d’une certaine ampleur. Les équipements actuels sont conçus pour traiter des mélanges présentant un taux d’humidité jusqu’à 10 % et assurer des débits jusqu’à 10 m³/h [1]. Le matériel utilisé, d’un entretien très aisé, ore l’avantage de couvrir de grandes distances (jusqu’à 600 m) entre la cuve de stockage et la tête de projection. ❒
gunitage
par voie huMide
Dans cette procédure, le mortier préalablement additionné d’eau est acheminé lentement dans un tuyau souple au moyen d’une pompe hélicoïdale. Une ois dans la tête de projection, il est propulsé sur le support par de l’air comprimé (fgure 25). Cette méthode conduit à une maîtrise très précise du rapport eau/ciment, lequel peut être ramené à des valeurs inérieures à 0,45 moyennant l’usage
d’un superplastifant. Le useau granulométrique des agrégats doit être choisi de manière à aciliter le pompage du mélange et à minimiser le rebond. Il y a lieu d’utiliser du matériel assurant une projection régulière, sans à-coups, et un débit réglable. Il est conseillé, avant d’entamer le travail, de aire couler de l’eau (ou un mélange de chaux ou de ciment) dans l’installation afn de la ‘lubrifer’. En cours d’utilisation, le tuyau de transport ne peut comporter d’irrégularités et doit être le plus droit possible ou présenter seulement de légères courbures. L’installation doit être entièrement nettoyée après chaque usage afn d’éviter toute accumulation de mortier. La méthode autorise l’application de couches allant jusqu’à 150 mm d’épaisseur et des débits pouvant atteindre 25 m³/h selon le système de pompage [1]. ❒
reMarques générales
Le gunitage, et plus particulièrement la procédure par voie sèche, est une technique spécialisée qui exige un personnel qualifé. Le jet de projection doit décrire des mouvements circulaires et ne peut être dirigé sur la surace à traiter que lorsque le ux de mortier est continu. Dans le cas où des armatures sont visibles, la pro jection doit être eectuée sous diérents angles pour éviter la ormation de poches d’air derrière les barres. Sur les suraces verticales, on commence la projection de préérence par le bas. Après le traitement, les suraces ne sont généralement pas lissées afn d’empêcher la ormation de fssures plastiques susceptibles de nuire au résultat fnal. Si un lissage est néanmoins souhaité, on era usage d’une truelle en bois ou en métal. L’opération sera d’autant plus aisée que les granulats sont fns.
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7.3.6
CurE
Une ois le mortier de ragréage mis en œuvre, une cure adéquate s’impose afn de garantir la pérennité de la réparation. Le type de cure et sa durée dépendent du mortier utilisé. Les suraces réparées à l’aide de mortier résineux doivent être mises à l’abri de l’humidité et des rayons directs du soleil. Les mortiers hydrauliques doivent, quant à eux, être protégés contre le dessèchement au moyen de bâches humides ou, à déaut, d’un produit de cure (c. PTV 501) [48]. Ce dernier ne peut touteois être incorporé entre deux couches successives de mortier. Au cas où la surace réparée doit être munie d’un revêtement de protection, il convient d’en tenir compte dans le choix du produit de cure (inuence sur l’adhérence).
7.3.7
EgalISaTIoN
Dans la plupart des cas, l’obtention d’une surace lisse après la réparation est souhaitée pour des raisons esthétiques, mais également en prévision de la pose d’un revêtement de protection. On utilise pour ce aire un mortier d’égalisation (c. § 6.1.3, p. 30), qui, du ait de sa teneur en liant hydraulique et de son application en couche très mince, nécessite une bonne humidifcation préalable et une cure adéquate. Si le support lissé doit être doté d’un revêtement de protection, la couche de ond de ce dernier peut éventuellement aire ofce de produit de cure, pour autant qu’une telle solution soit techniquement réalisable.
7.3.8 aPPlICaTIoN D’uN rEVêTEmENT DE ProTECTIoN Le revêtement de protection est mis en œuvre comme décrit dans l’agrément technique. La surace à traiter doit être exempte de poussière, de boue, de laitance, de bulles d’air, de nids de gravier et de tout élément susceptible d’altérer l’adhérence. Sau spécifcation contraire de la fche technique (normalisée ou non), la surace présentera une texture lisse (ou rendue telle par l’application d’un mortier d’égalisation). La mise en œuvre du revêtement de protection s’eectue toujours en plusieurs couches (§ 6.4.3, p. 32). Dans certains cas, une hydrougation du support au moyen d’un produit non flmogène peut
compléter ou remplacer la couche d’imprégnation (pour garder le béton sec sous le revêtement), à condition de s’assurer de la compatibilité du produit et de son adhérence au support. L’application du revêtement doit être réalisée compte tenu des conditions limites de température précisées dans la fche technique normalisée ou non. En règle générale, sau indication contraire du abricant, la température ambiante est comprise entre 5 et 30 °C. La température de surace doit en outre être supérieure de 3 °C à la température du point de rosée. Les agréments techniques peuvent mentionner plusieurs épaisseurs d’application suivant les perormances désirées. Ainsi, lorsque le revêtement doit être apte à ponter des fssures, l’épaisseur d’application peut être supérieure à celle normalement préconisée. Le revêtement est mis en œuvre de manière régulière, de telle sorte que : • l’épaisseur moyenne soit au moins égale à l’épaisseur nominale • les valeurs individuelles d’épaisseur soient supérieures à l’épaisseur minimale et inérieures à l’épaisseur maximale indiquées dans l’agrément technique.
7.4
ConTrÔleS en CoUrS de TravaUx
Des contrôles doivent être prévus à diérents stades de la réalisation des travaux de réparation. Il incombe au maître d’ouvrage et à l’entrepreneur de fxer, avant le début du chantier, le moment où ces contrôles devront être eectués, de désigner les personnes chargées de les exécuter et de défnir la procédure d’évaluation. Quelques exemples de vérifcation sont énumérés au tableau 10 à titre purement inormati, toute réparation d’un ouvrage en béton étant tributaire des conditions spécifques du chantier. D’autres contrôles peuvent s’avérer nécessaires le cas échéant. Lors de la vérifcation des propriétés mécaniques (adhérence, par exemple), il convient de tenir compte du ait qu’une température ambiante trop basse peut reiner le développement des résistances. Les résultats de chaque opération de contrôle seront consignés dans le carnet de chantier. Sau convention contraire, les travaux ne pourront reprendre que lorsque les résultats auront été portés à la connaissance des parties concernées et acceptés par elles.
2 NIT 23 – Septebe 2007
Tableau 10 expls véns n l ls éls.
mt u ctô aps ’insttin d cntie
aps e nette et e dcpe d btn, e deent des tes, …
aps ’ppictin d tie
Pendnt et ps ’ppictin d evteent de ptectin
aps es tv
Pstts • Cnte des ptes i nt dtein e ci de tde de ptin (ddtins visibes, pnde de cbnttin, …) dns des nes nn ccessibes s de ’inspectin • Cntin pvisie d dinstic de ’tde pbe • Cnte de ’tende d dcpe • Cnte de csin d btn • Cnte des tes et de e enbe • Cnte et cntin dnitive dictin d dinstic • mese des ntits pe • Cnte de pnit • aps 28 s : – cnte des sses et des dceents – cnte de ’dence • Pendnt ’ppictin : cnte de ’pisse de cce ce • aps sce : cnte de ’pisse de cce et de sn dence • Cnte de ’spect et de cntinit d • Cnte de cnstin de pdit rppt de sntse des tv iss cpennt es pints sivnts : • desciptin des tv • tis des dictins pptes pet initi (d ppves et cnsines dnt ’ectin) • stts des cntes eects • sestins d’entetien
3 NIT 23 – Septebe 2007
8
8.1
techNIqueS SpécIaLeS de réparatIoN et de protectIoN TraiTemenTS éleCTroChimiqUeS anTiCorroSion
8.. géNéralITéS 8.1.1.1 doMaINe d’appLIcatIoN Lorsqu’un ouvrage est dégradé par la corrosion des armatures, le remède le plus courant consiste à décaper le béton altéré et à reconstituer les parties éliminées au moyen d’un mortier. Les zones encore structurellement saines, mais carbonatées ou contaminées par des chlorures et en contact avec les armatures sont également éliminées. Dans certains cas, cette méthode s’avère onéreuse et entraîne pas mal de nuisances (bruit, déchets). Si l’ouvrage est en outre contaminé par des chlorures, la durabilité de la réparation ne peut être totalement garantie, dans la mesure où la corrosion peut toujours être alimentée par des reliquats de chlorures. Un certain nombre de traitements électrochimiques sont appliqués, depuis les années ’70, en vue de protéger les armatures contre la corrosion [62]. Les techniques les plus connues sont : • la protection cathodique • la déchloruration • la réalcalinisation. Les deux premières méthodes, destinées principalement à traiter la corrosion induite par les chlorures, nécessitent seulement l’élimination du béton non adhérent et des éléments susceptibles de nuire au traitement (voir § 8.1.1.6, p. 45). La corrosion éventuelle ne peut cependant pas se trouver à un stade trop avancé, afn de limiter le travail de préparation des suraces et donc les coûts. Les traitements électrochimiques sont actuellement peu répandus. Une étude préalable spéciique (§ 8.1.1.4, p. 45) est en eet nécessaire pour s’assurer de leur applicabilité et de leur aptitude à garantir un résultat durable. La conception et l’application de ces procédés doivent en outre être confées à des proessionnels compétents.
8.1.1.2 prINcIpe Fondées sur un principe d’action similaire, les méthodes de traitement précitées – protection cathodique, déchloruration et réalcalinisation – présentent des diérences quant à la durée de l’intervention, à l’intensité du courant appliqué et aux produits utilisés. Le principe des traitements est schématisé à la fgure 26 : un système d’anode externe mis en place à la surace du béton est relié au pôle positi d’une source de courant continu. L’armature est reliée au pôle négati, ce qui permet de générer un courant électrique allant de l’anode vers l’armature.
8.1.1.3 SyStèMe aNodIque Le système anodique doit garantir une répartition homogène du courant dans les armatures à protéger (fgure 27). La distance minimale conseillée entre l’anode et l’armature s’élève à 10 mm. Des distances plus courtes ne permettent pas de garantir une distribution uniorme du courant et augmentent le risque de court-circuit. Dans certains cas, le système se compose d’une anode primaire, qui injecte le courant dans la structure, et d’une anode secondaire qui assure S n nin an n
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Fig. 26 Pnp génél s ns éls n- sn.
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Fig. 27 Sysè n.
1. S n ’iin 2. ans imi (fl il) sni (fls in) 3. tillis sni (n l fssin)
la répartition uniorme du courant dans les armatures. Les systèmes anodiques les plus courants sont : • les treillis métalliques enrobés de mortier hydraulique • les conducteurs métalliques (anode primaire) recouverts de mortier conducteur à base de liant hydraulique modifé (anode secondaire) • les fls métalliques (anode primaire) avec revêtement organique conducteur (anode secondaire) • les fls ou bandes métalliques placés dans les cavités de la surace du béton • les treillis d’armature en acier noyés dans une pâte ou un gel conducteur, conçus pour une réalcalinisation ou une déchloruration de courte durée. Comme les anodes doivent présenter une résistance élevée aux acides, on utilisera de préérence des alliages tels que le niobium platiné, le titane platiné ou le titane revêtu d’oxydes métalliques. Le système d’anode doit être choisi de manière à assurer la durabilité du traitement. Ainsi, par exemple, un système composé de fls en titane avec revêtement organique conducteur a une capacité (c’est-à-dire une intensité maximale autorisée de courant anodique) moindre qu’un treillis en titane enrobé d’un mortier conducteur.
l’ouvrage, de ses déauts, de ses dégradations et de son environnement, afn de déterminer la technique de protection la mieux adaptée et de peaufner le programme de réparation. L’étude préalable s’inscrit dans le prolongement de l’inspection de routine (c. § 3.2, p. 14) dont les conclusions ont déjà ourni quelques données pouvant s’avérer utiles dans la perspective d’un traitement électrochimique (résistivité du béton, proondeur de carbonatation, enrobage des armatures, diusion de chlorures, …). Cette étude devra être complétée par les vérifcations suivantes : • détection des infltrations d’eau anormales et élimination de leurs causes • contrôle de la continuité électrique des armatures. Pour ce aire, on mesure la résistance électrique (sous courant continu) entre une paire quelconque d’armatures dégagées et en particulier entre les deux points extrêmes de la zone à traiter. Les résistances mesurées doivent être stables et inérieures à 1 Ω [31] • détermination des risques potentiels de réaction alcalis-granulats (§ 2.2.2.1, p. 7) dus au traitement (ormation d’ions hydroxydes autour des armatures et application éventuelle d’alcalis à la surace du béton).
8.1.1.5 Marquage deS zoNeS à traIter La surace à traiter doit être divisée en zones anodiques d’égale résistivité. Cette dernière est notamment onction de l’humidité du béton, du type de ciment utilisé et du niveau de contamination par des chlorures. Chaque zone anodique sera traitée par sa propre source de courant continu. Ainsi, à tension égale, une zone de résistance 10 ois moindre sera parcourue par un courant 10 ois plus important. La taille des zones anodiques dépendra, quant à elle, de la technique électrochimique retenue.
8.1.1.6 travaux préparatoIreS Par ailleurs, la charge supplémentaire et la modifcation d’aspect engendrées par le système anodique doivent être acceptables. Ainsi, les revêtements organiques conducteurs, de teinte noire de par leur teneur en carbone, seront de préérence munis d’un parement plus esthétique.
8.1.1.4 etude préaLabLe La réalisation d’un traitement électrochimique doit être précédée d’une étude d’identifcation de
La surace du béton doit être préparée avant la mise en place du système. Les éléments susceptibles de nuire au traitement électrochimique doivent être éliminés : • souillures • béton non adhérent • ancien mortier de ragréage présentant une résistivité trop élevée • fssures de plus de 0,3 mm d’ouverture • anciennes attaches métalliques • armatures dénudées.
NIT 23 – Septebe 2007
Si le traitement électrochimique est précédé d’une réparation traditionnelle du béton pour obtenir une surace physiquement saine, on aura recours à des matériaux à base de ciment dont la résistivité devra être comparable à celle du béton (valeur comprise entre 50 et 200 % de celle du béton). Aucun revêtement de protection ne pourra en outre être appliqué sur les armatures. Des électrodes de réérence seront disposées dans les zones de corrosion active ou potentielle (au moins une par zone anodique) afn de pouvoir eectuer des contrôles en cours de traitement et a posteriori.
8.1.1.7 eetS SecoNdaIreS Les processus chimiques impliqués dans le traitement électrochimique peuvent occasionner des eets secondaires déavorables. Ainsi : • lorsque le potentiel de l’acier est ortement réduit par polarisation (jusqu’à < -1000 mV SCE), il se orme autour des armatures une couronne d’ions hydrogènes qui peuvent entraîner la ragilisation des aciers précontraints (de nuance supérieure). C’est pourquoi la norme NBN EN 12696 [33] limite le potentiel à -900 mV SCE pour des armatures précontraintes et à -1100 mV SCE pour des armatures ordinaires. Certains maîtres d’ouvrage vont même jusqu’à interdire tout traitement électrochimique dans le cas d’une structure précontrainte • en présence de granulats réactis, une augmentation de l’alcalinité peut générer une réaction alcalis-granulats (voir § 2.2.2.1, p. 7) • les ortes intensités de courant utilisées sont susceptibles d’accroître la température des armatures, ce qui peut entraîner une fssuration et rompre l’adhérence entre l’acier et le béton • les acides produits à l’anode sont non seulement dangereux pour l’être humain (gaz chloré), mais peuvent également altérer l’interace anode/béton.
8..2
ProTECTIoN CaThoDIquE
Conçue à l’origine pour prémunir les constructions métalliques de la corrosion, la protection cathodique convient également pour préserver le béton armé de la corrosion des armatures, en particulier dans des structures telles que tabliers et piles de pont, parkings, piscines, … Contrairement aux techniques de réparation traditionnelles, la protection cathodique ore une solution durable au phénomène de corrosion induit par des chlorures. Le traitement doit cependant être
maintenu en permanence tout au long de la vie de l’ouvrage. La protection cathodique des structures en béton armé est décrite dans la norme NBN EN 12696 [33] et le Guide d’agrément G0016 [79]. D’un point de vue thermodynamique, le procédé consiste à amener le potentiel de l’acier dans une zone où la dissolution est impossible (immunité). Dans le cas du béton armé, le potentiel est amené dans une zone où la dissolution est très limitée (passivation paraite), afn d’éviter un dégagement d’hydrogène susceptible de ragiliser l’acier. La fgure 28 montre les diérentes étapes de l’évolution de la protection et de la prévention cathodiques dans un béton renermant des chlorures [6, 33]. Dans ce diagramme, le point E pit représente la valeur du potentiel de l’acier au-dessus de laquelle une corrosion par piqûres est susceptible de se produire, le point Eprot étant la valeur du potentiel sous laquelle l’acier est préservé de toute corrosion ultérieure. Les valeurs de E pit et de Eprot dépendent des conditions auxquelles l’ouvrage est exposé (teneur en chlorures, humidité, température, …). Dans un béton déjà aecté par un piqûrage (zone A) dû à une infltration de chlorures (stades 1 à 4), les armatures peuvent être protégées en amenant le potentiel de l’acier en zone C (stades 4 à 5) où la corrosion ne peut plus se propager (protection cathodique). Par contre, le risque de propagation demeurerait entier au cas où le potentiel ne serait amené qu’en zone B (stades 4 à 6). On veillera touteois à ne pas abaisser exagérément les valeurs de potentiel afn d’éviter la ormation d’hydrogène et une diminution de l’adhérence acier-béton (zones D et E). Quant à la prévention cathodique (stades 1, 2 et 3), elle contribue, grâce à une aible réduction de potentiel, à protéger les structures avant que les chlorures n’induisent une corrosion. Il existe deux types de protection cathodique : • par courant imposé • par anodes sacrifcielles. Dans le cas d’un courant imposé, le pôle négati de la source de courant est connecté à l’armature (cathode) et le pôle positi à un matériau conducteur insensible à la corrosion (anode externe), appliqué à la surace du béton ou au sein de ce dernier. Ce dispositi génère un courant électrique continu qui part de l’anode, parcourt le béton et aboutit à la cathode, abaissant ainsi le potentiel de l’acier.
6 NIT 23 – Septebe 2007
Fig. 28 evln l pn l pévnn s n pésn ls [6, 33].
Fig. 29 cès ’évln l pn ( Δe > 100 V) [79].
e [mv] ei
200
e a
0
t
t (24 m)
4
1 -200
3
-400 2 6
-600 -800
b
efnl- ∆e
5
e
c
einsn-
-1000
d
-1200
e
e
0,5
1
Ir ( imi ms ls l n l’insn t )
1,5 tn n ls l mss imn [%]
Dans le cas d’anodes sacrifcielles, un métal moins noble que le er, comme le zinc ou l’aluminium, par exemple, est mis en contact direct avec l’acier des armatures. Ce contact crée une cellule galvanique dans laquelle le béton joue le rôle d’électrolyte. Le métal le moins noble est dissous (il se ‘sacrife’), tandis que l’acier des armatures gagne des électrons, ce qui réduit son potentiel. Etant donné les aibles tensions galvaniques générées, cette méthode ne peut être utilisée avec succès que si le béton est très humide (comme dans les structures enterrées ou immergées) et présente une résistivité relativement basse. Il est à noter enfn que les anodes sacrifcielles ont une durée d’utilisation limitée.
8.1.2.1 paraMètreS Les zones anodiques ont des dimensions habituellement comprises entre 50 et 100 m 2. La tension d’alimentation doit être inérieure à 50 V CC, voire à 24 V CC s’il existe un danger pour l’homme et les animaux. La conception du système (taille des zones anodiques, tension ou courant imposés, …) doit permettre de générer un courant d’une intensité de l’ordre de 0,2 à 20 mA par m2, soit en moyenne 10 mA/m 2 de surace d’acier [33, 79].
8.1.2.2 coNtrôLe et crItèreS Le onctionnement du système peut être vérifé à tout moment par un contrôle du courant et de la tension d’alimentation dans chaque zone anodique. Les électrodes de réérence permettent de vérifer l’efcacité du traitement. On considère qu’une
structure exposée à l’air libre est protégée dès lors qu’une des exigences suivantes au moins est satisaite [33] (fgure 29) : • potentiel d’acier instantané (valeur E instant-o mesurée entre 0,1 et 1 seconde après coupure du circuit au moment To ) inérieur à -720 mV par rapport à une électrode Ag/AgCl/0,5 M KCl • dépolarisation ΔEcorr (Einstant-o – Efnal-o ) d’au moins 100 mV pendant une période de 24 heures maximum à partir de la coupure • dépolarisation ΔEcorr d’au moins 150 mV durant une période prolongée (24 heures ou plus) à partir de la coupure. Aucun potentiel d’acier inérieur à -1100 mV pour des armatures ordinaires et à -900 mV pour des armatures de précontrainte (par rapport à une électrode Ag/AgCl/0,5 M KCl) n’est admis après la coupure du courant. Ces mesures de contrôle ainsi que des mesures de température et d’humidité relative sont eectuées tous les trois mois pendant la première année du traitement et tous les 6 à 12 mois au cours des années suivantes. En cas de contrôle à distance (télégestion), il est conseillé de vérifer l’installation sur place au moins une ois par an.
8..3
DéChloruraTIoN
La déchloruration ou extraction de chlorures s’applique aux structures présentant une corrosion induite par des chlorures en provenance de l’environnement. Les ouvrages dans lesquels les chlorures ont été incorporés au moment du bétonnage ne peuvent être traités par ce procédé. Celui-ci n’a en outre aucun eet notable sur les chlorures situés à l’arrière des armatures. Une description de la technique est ournie dans le projet de norme prCEN/TS 14038-2 [55].
7 NIT 23 – Septebe 2007
Fig. 30 Pnp l’xn él s ls.
S n nin 2cl- → cl2+22oh- → ½ o 2+h2o+2N+ cl+ K 2h2o+2- → h2+2oh-
an n
+ -
cn
am ()
bn
Le système se compose le plus souvent d’un treillis en titane activé qui joue le rôle d’anode externe, l’électrolyte étant assuré par une substance aqueuse, comme de l’eau de ville ou de l’hydroxyde de calcium, disposée dans un bassin ou mélangée sous orme de pâte que l’on projette sur la surace. Le courant électrique induit provoque la migration des ions négatis (chlorures) depuis les armatures vers la surace du béton. L’importance du transert dépend de l’intensité du courant, de la concentration en ions et de leur mobilité. Dans l’intervalle, des ions hydroxydes se orment autour des armatures, rétablissant l’alcalinité du béton (fgure 30). A la fn du traitement, le système anodique est démonté, laissant intacte la surace du béton (pour autant qu’elle n’ait pas ait l’objet d’un sablage préalable). La méthode se prête donc tout spécialement aux bâtiments d’une valeur architecturale particulière tels les monuments protégés.
8.1.3.1 paraMètreS Chaque zone anodique est défnie de manière à ournir une intensité de courant uniorme aux armatures. Elle ne dépasse généralement pas les 30 m2 et est parcourue par un courant inérieur à 100 A [55]. Pour des raisons de sécurité, la tension d’alimentation ne peut excéder 50 V CC. Un courant d’une intensité de 1 A par m 2 de surace d’acier est appliqué pendant quelques semaines à quelques mois, avec un maximum de 10 A/m 2 afn d’éviter toute désolidarisation entre l’acier et le béton.
la teneur en chlorures) afn de vérifer l’efcacité du processus d’extraction. Le traitement est terminé dès que le profl de diusion et la concentration en chlorures souhaités sont atteints au voisinage immédiat des armatures (p. ex. 0,4 % de chlorures libres maximum par rapport à la masse de ciment) [55]. Le projet de norme prCEN/TS 14038-2 [55] stipule que la nature hétérogène des bétons (types de ciment, enrobages, …) ne permet pas d’établir une corrélation entre les mesures électriques et le taux de déchloruration.
8.. réalCalINISaTIoN Cette méthode a pour but d’augmenter le pH du béton carbonaté au voisinage des armatures et de rétablir ainsi la couche de passivation protectrice autour des armatures. Les systèmes courants se composent d’un treillis en titane jouant le rôle d’anode externe et recouvert de fbres cellulosiques imprégnées d’un électrolyte alcalin comme le Na 2CO3 [73]. Un courant électrique amène les substances alcalines dans le béton; dans le même temps, des substances alcalines (OH-) se orment par électrolyse à la périphérie des armatures. Le processus de réalcalinisation dépend de l’intensité du courant et de la durée du traitement. Théoriquement, celui-ci se termine dès que l’intensité du courant ourni atteint 200 A.h/m 2, ce qui correspond à l’application d’un courant de 1 A/m 2 durant une huitaine de jours. Selon la norme NBN CEN/TS 14038-1 [47] relative à la réalcalinisation du béton armé, l’intensité du courant ne peut dépasser 4 A/m2 de surace d’acier et doit être maintenue pendant une centaine d’heures au minimum. L’efcacité du traitement doit impérativement être contrôlée par des mesures de pH (au moyen de phénolphtaléine ou de thymolphtaléine) eectuées dans chaque zone anodique [47, 73]. La réalisation d’un essai préalable est recommandée pour s’assurer de l’efcacité du traitement, celle-ci étant tributaire du ciment utilisé [62, 73].
8.1.3.2 coNtrôLe et crItèreS Durant la période du traitement, on procède chaque jour à une inspection de routine portant sur les tensions et courants d’alimentation, l’électrolyte et l’intensité totale du courant induit (en A.h/m 2). Il est conseillé de déterminer en outre la teneur en chlorures dans les zones déjà contrôlées auparavant (pour lesquelles on dispose de données concernant
Après l’intervention, le système anodique est démonté, laissant intacte la surace du béton (pour autant qu’elle n’ait pas ait l’objet d’un sablage préalable). La méthode, très peu répandue, se prête tout spécialement aux bâtiments d’une valeur architecturale particulière tels les monuments protégés.
8 NIT 23 – Septebe 2007
8.2
inhibiTeUrS de CorroSion
8.2. DomaINE D’aPPlICaTIoN Utilisés pour reiner la corrosion des armatures, les inhibiteurs de corrosion s’appliquent de deux açons : • soit préventivement, au moment du malaxage du béton • soit dans le cadre d’une réparation, à la ois pour remédier à une corrosion existante et pour prévenir toute résurgence ultérieure du phénomène; dans ce cas, les inhibiteurs sont appliqués en surace. Seule cette procédure est abordée ci-après. L’utilisation des inhibiteurs de corrosion a ait l’ob jet de nombreuses études [62, 71] qui ont mis en évidence certaines limites d’emploi (§ 8.2.2). Comparée à d’autres méthodes de réparation, l’application d’inhibiteurs présente des avantages évidents (coût peu élevé, nuisances moindres), notamment dans les cas suivants : • pour réparer un ouvrage en béton aecté par la corrosion des armatures, mais ne nécessitant pas de réparation structurale. L’application d’inhibiteurs à la surace du béton ore l’avantage de ne pas devoir remplacer un béton altéré mais structurellement sain • pour protéger les armatures contre la corrosion, en complément d’une réparation traditionnelle • pour adjuvanter un mortier de ragréage. Dans le premier cas, l’usage des inhibiteurs constitue la seule méthode de réparation envisageable, alors que, dans les autres cas, il ait partie intégrante d’un programme de réparation.
8.2.2 lImITES D’EmPloI L’utilisation d’inhibiteurs de corrosion n’est pas un remède universel à tous les problèmes de corrosion. Des essais eectués tant en laboratoire que sur chantier révèlent en eet que, si le traitement peut conduire à des améliorations (réduction de la vitesse de corrosion), il peut également avoir des eets inverses (accélération de la corrosion) [62, 71]. L’efcacité du traitement sera onction du degré d’altération de la structure par la corrosion (teneur en chlorures, proondeur de carbonatation, vitesse de corrosion, etc.) ainsi que de la qualité intrinsèque du béton (porosité, absorption capillaire, etc.).
Pour être efcaces, les inhibiteurs doivent atteindre les armatures dans une concentration bien déterminée après avoir pénétré les pores et capillaires du béton. De plus, le taux d’agents actis requis au droit des armatures est onction de la teneur locale en chlorures. Par ailleurs, les inhibiteurs renerment divers composants qui, au cours de leur migration dans le béton, sont susceptibles de réagir diéremment, certains se liant chimiquement à des composants du ciment et devenant indisponibles [62, 71]. La concentration en inhibiteurs peut donc varier ortement au droit des armatures; dans certains cas, celles-ci auront tendance à se corroder plus rapidement là où la concentration en inhibiteurs est trop aible. Le cahier des charges doit spécifer la concentration requise en inhibiteurs au droit des armatures, et non le volume à appliquer par m 2 de béton. La preuve que la concentration requise est réellement atteinte et sera maintenue pendant un laps de temps sufsant doit être apportée par des méthodes fables, qui, selon le type d’inhibiteur, permettront une analyse qualitative (chromatographie en couche mince) ou quantitative (chromatographie gazeuse ou ionique). La combinaison de certains composants de l’inhibiteur avec les constituants du béton peut inuencer la précision des résultats.
8.2.3 ProDuITS uTIlISéS 8.2.3.1 NItrIteS Si l’utilisation du nitrite de calcium, dans le cadre d’une réparation, demeure relativement limitée à ce jour, elle a ait l’objet d’études approondies en ce qui concerne l’adjuvantation du béton. Les expériences montrent que le produit est efcace lorsque la teneur en chlorures est limitée. L’emploi de nitrites est interdit dans les structures en contact avec l’eau potable en raison du risque de toxicité.
8.2.3.2 MoNoLuorophoSphate de SodIuM Le MFP (Na2PO3F) ne peut pas être incorporé comme adjuvant dans le béton rais, car il réagirait avec les ions calcium pour ormer du phosphate de calcium. Son application se limite dès lors au béton durci, sur des structures aectées par la corrosion en raison de la carbonatation, mais ne présentant
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pas de dégradation visible. Le MFP n’a cependant aucune action sur des bétons attaqués par les chlorures [62, 71]. Des concentrations très élevées et des durées de traitement très longues sont nécessaires pour réduire signifcativement la corrosion.
8.2.3.3 INhIbIteurS orgaNIqueS Les inhibiteurs organiques commercialisés sont composés d’amines, d’alcanolamines, de sels enrichis d’acides organiques et inorganiques, d’émulsions d’esters, d’alcools et d’amines. Leur mécanisme d’action engendre la ormation, à la surace du métal, d’un flm organique très mince (de l’ordre de quelques nanomètres). Les études menées sur le sujet démontrent que le taux de chlorures et la vitesse de corrosion au droit de l’acier sont des paramètres critiques. L’efcacité des inhibiteurs organiques ne peut plus être démontrée en deçà d’un taux de chlorures très aible et au-delà d’une certaine vitesse de corrosion. Par ailleurs, la vitesse de pénétration est réduite dans les bétons carbonatés en raison de leur compacité accrue.
8.3
injeCTion deS iSSUreS
La technique d’injection répond aux objectis suivants : • restauration de l’étanchéité de la structure • prévention des infltrations d’agents agressis susceptibles de corroder les armatures • restitution des propriétés mécaniques du béton (monolithisme). La méthode peut également avoir une fnalité esthétique. Les mêmes considérations que celles ormulées ci-avant s’appliquent en principe à l’injection des cavités présentes dans le béton.
8.3.2 CoulIS D’INjECTIoN La viscosité, la réactivité et la tenue à l’eau des coulis d’injection sont des propriétés déterminantes pour leur aptitude à l’usage dans des applications particulières. On distingue : • les coulis d’injection à base de résines époxydes, de polyuréthannes ou de résines expansives acryliques ou polyuréthannes • les coulis d’injection à base de liants hydrauliques de très grande fnesse. Le coulis doit résister aux variations éventuelles d’ouverture des fssures, tant durant l’injection qu’après le durcissement. Les produits sont classés selon l’utilisation prévue (U) et selon leur applicabilité (W) [19].
8.3. DomaINE D’aPPlICaTIoN
8.3.2.1 utILISatIoN prévue (u)
Une des onctions principales du béton d’enrobage consiste à conérer une protection aux armatures. La fssuration du béton armé est un phénomène normal qui n’altère pas l’intégrité des armatures, pour autant que l’ouverture des fssures, leur proondeur et leur répartition n’excèdent pas certaines limites qui varient en onction de l’agressivité de l’environnement [26]. En revanche, une erreur de conception ou un déaut d’exécution peuvent entraîner une fssuration signifcative de la structure.
Dans la classifcation, la lettre U est attribuée en premier lieu; elle est suivie d’une lettre et d’un chire entre parenthèses, soit : • F : pour le remplissage transmettant les eorts des fssures – F1 : adhérence > 2 N/mm² – F2 : adhérence > 0,6 N/mm² • D : pour le remplissage ductile des fssures – D1 : étanchéité à l’eau sous 2 x 10 5 Pa – D2 : étanchéité à l’eau sous 7 x 10 5 Pa (usages particuliers) • S : pour le remplissage expansi des fssures – S1 : étanchéité à l’eau sous 2 x 10 5 Pa – S2 : étanchéité à l’eau sous 7 x 10 5 Pa (usages particuliers).
L’ouverture minimale des fssures qu’un coulis d’injection est apte à combler doit être spécifée par le abricant. La norme NBN EN 1504-5 [19] propose des valeurs de 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm et 0,8 mm. Avant de procéder à l’injection, il convient d’éliminer les causes de la fssuration. Les fssures doivent être stabilisées (après le retrait, par exemple). Les fssures actives dont l’ouverture varie de plus de 10 % ne peuvent aire l’objet d’une injection [58] et seront éventuellement transormées en joints.
8.3.2.2 appLIcabILIté (W) La lettre W est suivie de trois ou quatre groupes de nombres entre parenthèses : • 1er groupe (un nombre) : largeur minimale admise de la fssure, mesurée en dixièmes de millimètre (1, 2, 3, 5 ou 8)
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• 2e groupe (un ou plusieurs nombres) : taux d’humidité de la fssure (1 pour sec, 2 pour humide, 3 pour mouillé, 4 pour rempli d’eau) • 3e groupe (deux nombres) : température d’utilisation minimum et maximum • 4 e groupe (un nombre, uniquement pour U(F)) – (1) : fssures soumises à des mouvements quotidiens supérieurs à 10 % ou à 0,03 mm pendant le durcissement – (2) : fssures soumises à des mouvements quotidiens inérieurs à 10 % ou à 0,03 mm pendant le durcissement.
8.3.2.3 exeMpLe La classifcation U(F1) W(1) (1/2) (5/30) (1) désigne un produit d’injection : • destiné à un remplissage transmettant les eorts au droit des fssures • susceptible de colmater des fssures de 0,1 mm, sèches ou humides • pouvant être mis en œuvre à une température comprise entre 5 et 30 °C • utilisable pour des issures soumises à des mouvements quotidiens supérieurs à 10 % ou à 0,03 mm pendant le durcissement.
8.3.3 mISE EN œuVrE Les travaux d’injection ne peuvent être réalisés qu’après un diagnostic approondi de l’ouvrage de construction. Ce diagnostic doit permettre d’identifer les causes et les caractéristiques des fssures, d’évaluer les propriétés du béton et de décrire les objectis à atteindre par l’injection. Le produit et la méthode d’injection les plus appropriés seront choisis sur la base de ces inormations. Les fssures souillées seront nettoyées par rinçage à l’eau ou par injection d’air comprimé exempt d’huile, selon le coulis d’injection auquel on a recours. L’injection s’opère le plus souvent à l’aide d’une pompe à cylindres. Pour de grandes quantités de produit, on ait appel à une pompe électrique ou à air comprimé. Le mélange des composants s’eectue au préalable ou directement dans le pistolet d’injection. Le produit d’injection sous une orme sufsamment visqueuse est introduit dans la fssure avec une légère surpression. Pour ce aire, des injecteurs sont disposés, à la surace du béton, le long des fssures à colmater, à des intervalles équivalant à l’épaisseur de l’élément. Pour obtenir un rem-
plissage plus proond, on pratique des orages obliques dans les fssures. Celles-ci sont ensuite colmatées. L’injection commence par l’injecteur situé le plus bas, afn de orcer le coulis vers le haut et d’éjecter l’air de la fssure au ur et à mesure qu’elle se remplit. Une légère surpression maîtrisée permet de remplir la fssure jusqu’au trou de orage suivant. La fssure est présumée remplie en proondeur dès que le coulis d’injection apparaît en surace. L’excédent doit être éliminé rapidement. Une ois le coulis durci, les injecteurs sont démontés et les orages éventuels sont rebouchés au moyen d’un mortier de réparation. La pompe utilisée doit être nettoyée à l’aide d’un solvant adéquat avant que le coulis n’ait durci.
8.4
ConSolidaTion STrUCTUrelle
8.. DomaINE D’aPPlICaTIoN La consolidation structurelle s’applique dans deux situations distinctes : • soit pour rétablir les propriétés constructives d’un ouvrage • soit pour renorcer une structure soumise à des charges d’exploitation accrues. Dans certains cas, la réparation ou le renorcement de la section d’un élément en béton par coulage ou injection de mortier peut sufre à remédier au manque de solidité. Touteois, la plupart du temps, il est indispensable d’adapter également l’ensemble des armatures. En tout état de cause, il y a lieu de confer le dimensionnement du système de renorcement à un bureau d’études qualifé.
8..2
armaTurES ComPlémENTaIrES
Lorsque la corrosion réduit considérablement la section des armatures, la solution la plus simple consistera à enlever les barres endommagées – sans compromettre la stabilité de l’ouvrage – et à les remplacer par de nouvelles armatures. On prendra soin, au cours de cette opération, d’assurer le recouvrement nécessaire avec les éléments en place et de réaliser un enrobage sufsant des armatures nouvellement posées. L’ajout de barres d’armature peut également s’envisager lorsqu’un contrôle de la stabilité révèle un léger défcit de erraillage.
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8..3 PoSTCoNTraINTE ExTérIEurE
Fig. 31 mlg ps.
Lorsque la densité d’armatures est nettement insufsante ou que la précontrainte est aaiblie, la structure peut être consolidée par la mise en place d’une postcontrainte extérieure. Le système se compose d’un ensemble de torons précontraints fxés à la structure par des ancrages et des supports disposés en dehors de la section de béton. Le dimensionnement et la mise en œuvre ne dièrent pas de ce qui se ait en précontrainte traditionnelle. Pour plus d’inormations à ce sujet, on consultera la littérature ad hoc. Lors de l’étude préliminaire, une attention toute particulière sera accordée à la résistance de la structure, essentiellement aux points de fxation des ancrages et des supports.
8..
CollagE D’armaTurES
Cette technique de consolidation comprend trois systèmes distincts : • le collage de plats : principalement en acier dans les années septante, les plats sont aujourd’hui constitués d’un composite de fbres et de résine synthétique et sont couramment appelés laminés en fbres de carbone; ils peuvent être renorcés avec d’autres types de fbres • les moulages composites (fgure 31) : les fbres sont moulées autour de la partie de l’ouvrage à renorcer, puis sont imprégnées de résine synthétique. Cette dernière assure non seulement la cohésion des fbres entre elles, mais également l’adhérence du moulage au support • les systèmes d’armatures précontraintes collées. Les exigences auxquelles doivent satisaire les colles utilisées pour cette technique sont défnies dans la norme NBN EN 1504-4 [18]. Le Guide d’agrément G0026 de l’UBAtc [77] reprend ces exigences tout en proposant des prescriptions pour les renorts eux-mêmes. Quant au Bulletin n° 14 de
la Fédération internationale du béton, il présente un aperçu complet de la technique du collage structurel et de son dimensionnement [64]. Le succès de cette technique, dont le dimensionnement doit être confé à un bureau d’études spécialisé, ne peut être garanti que si la structure existante est apte à supporter la consolidation. Lors de l’inspection de l’élément en cause, on vérifera dès lors un certain nombre de points, à savoir : • la planéité de la surace : vu le risque de décollement, les suraces incurvées ne se prêtent généralement pas à la technique du collage • la rugosité de la surace : celle-ci doit être sufsante pour assurer une adhérence optimale • le taux d’humidité du béton : il ne peut nuire à la bonne adhérence • les anomalies éventuelles : les nids de gravier sont habituellement des zones de moindre résistance qui ne se prêtent pas à la mise en place d’un renorcement • la cohésion de la surace (§ 3.2.2.2, p. 17) : celle-ci devra être contrôlée, y compris dans les zones ne présentant pas d’anomalies visibles. La résistance du béton est en eet un paramètre essentiel pour déterminer dans quelle mesure il convient de renorcer les propriétés structurelles de l’ouvrage. Précisons enfn qu’en l’absence de protection adaptée, le collage des armatures ne présente qu’une résistance au eu limitée.
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MeSurage deS travaux
Afn d’éviter toute contestation quant à la procédure à adopter pour déterminer les quantités de travail ourni, il est indispensable que le cahier des charges précise clairement la méthode à appliquer et le moment auquel eectuer le mesurage. Document de réérence pour le mesurage dans les bâtiments, la norme belge NBN B 06-001 [7] décrit la méthode à suivre à chaque phase du processus de construction. Un certain nombre de postes concernant la réparation du béton ont touteois déaut, vu le caractère relativement récent de cette discipline. Il est dès lors d’autant plus important de défnir explicitement, avant le début du chantier, le mode de détermination des quantités de travail. On peut éventuellement se réérer à la norme précitée pour ce qui concerne les techniques éprouvées. Ainsi, le chapitre 30 consacré aux travaux de peinture a été complété et explicité dans le Fascicule 30 du Métré de bâtiment publié en 1986 par le CSTC [61]. Touteois, les deux documents ne sufsent pas toujours pour mesurer toutes les opérations nécessaires dans le cadre de la réparation du béton (préparation des suraces, par exemple).
Pour ce qui concerne les techniques de réparation proprement dites, il existe plusieurs codes de mesurage. Le choix de la méthode la plus appropriée dépendra généralement des conditions spécifques du chantier. Ainsi, par exemple, dans le cas d’une réparation au mortier, on optera soit pour le calcul de la surace ou du volume réparés, soit pour la détermination des quantités de matières consommées. L’injection des fssures se prête, elle aussi, à diérentes procédures de mesurage : calcul de la longueur des fssures, détermination du volume traité, voire même, dans certains cas, décompte séparé du temps de travail et des matériaux consommés. Comme le montrent les encadrés ci-après, plusieurs instances ont défni des méthodes de mesurage dans leurs cahiers généraux des charges. Conscient de la difculté d’établir des règles claires spécifques aux travaux de réparation des ouvrages en béton, le CSTC compte entreprendre les démarches nécessaires en vue d’une révision de la norme NBN B 06-001.
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texte
neutre du cahier des charges de la
FereB
le tete nete d cie des ces eti ptin d btn cbnt et/ ect p des ddtins cnies, pbi en 200 p dtin bee des spciistes de ptin (ErEB) [63], pcise ’i pptient te d’ve de dteine pbe tde de ese. les pstes d t entinns dns ce cie des ces snt ns ci-ps.
Ppt u ct • Ecdes vec sns et de ptectin : – epie en ctin ensee ebddie – p ² p ³ sivnt e tpe de pet. • Dpceent vente de ’cde pice. • Ptectin des nes nn tites (entes, ptes, ...), en ² de sce pte; pcise tde. • Dnte et ente des bstdes, escies, cndites, câbes, ... epie en tes cnts pice. • mise en pce de stctes pticies (vents, ...), en ² pice. Ppt u suppt • Nette d sppt epie en ², vec n ini de 0,0 ² p ne, ins ’n nette is sit ncessie, e ini tnt s de 0,0 ² (n se nette dns n cece d’n n de ). • Snde diti des sces et e des nes tite epie en ², vec n ini de 0,0 ² p ne. • Essis ise s sppt nett (tctin, pises d’cntins, ...) pvi en pi nitie et en ntits. • Dcpe en ² vec n ini de 0,0 ² p ne, ins ’ne ptin ise sit ncessie, e ini tnt s de 0,0 ² (ne see ptin dns n cece d’n n de ). le tit de disese d’ ins s e pt des nes pe et e dcpe des tes sen pnde de cbnttin snt incs. • Dteintin et eneisteent de pnde de cbnttin pvi en pi nitie et en ntits. rpt u t • repceent d’tes p tte diintin visibe de sectin, cnent nes de sie NBN EN 0, k d’tes pces vec n ini de k p ne. les nces et es ites snt incs. • nite et ise en ve d tie de ptin sivnt e gide d’ent g0007 () et ce tecnie d pdit, cpis es ventes ces ncessies, d³ vec n ini de d³ p ne. l pssivtin des tes ises n est incse. Ttt suc • nite et ise en ve d’n tie d’istin sivnt e gide d’ent g0007 () et ce tecnie d pdit, en ‘’ d’pisse enne, en ‘’ cces ² de sce tite, vec n ini de 0,0 ² p ne. • nite et ise en ve d’n ictie sivnt e gide d’ent g0007 () et ce tecnie d pdit, en ‘’ d’pisse enne, en ‘’ cces, ² de sce tite, vec n ini de 0,0 ² p ne. • nite et ise en ve d’n evteent de ptectin sivnt e gide d’ent g0008 (2) et ce tecnie d pdit, en ‘’ d’pisse enne, en ‘’ cces, ² de sce tite, vec n ini de 0,0 ² p ne. esss t ctôs • Essis destctis (tctin, cttes, ...) pice en se seve. • Essis nn destctis (snde te, tsns, ...) pice en se seve. • Cnte de ’pisse des cces de ptectin, d’ps cnstin de pdit (vi ces tecnies) p pice en se seve. • Test de cnte en ve de cne e ddtin d btn n’est ps de ne cntintin de ces, p pice en se seve. () le gide d’ent g0007 est epc p es PTV 63 depis vie 2007. (2) le gide d’ent g0008 est epc p es PTV 62 depis vie 2007.
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cahier des charges type rW 99 du Ministère Wallon de l’equipeMent et des transports (Met) le cie des ces tpe rW 99 d iniste wn de ’Eipeent et des Tnspts (mET) [69] stipe ’en ’bsence de pesciptins cnties dns es dcents d’ddictin, e pieent des tv s’eecte s bse des pstes sivnts : • ise dispsitin de ens d’ccs (cde, ...) : e pi est dnn s bse d’n it p e nte et e dnte, et p ne d’tiistin • dcpe d sppt ² • deent deie es tes, p d’tes des • epceent d’tes ( cpis nces), k • pssivtin des tes et titeent pbe sivnt pesciptins d nisse d pdit, p d’tes tites • nite et ise en ve de cce d’ccce, ² • nite d tie eb ( cpis stcke), k • ise en pce d tie ( cpis pptin de sce, pptin des pdits, ise en ve), ². le cde de ese des sces dcpe tite est e sivnt : • pceent tc d’ne ie ies ces de 0 c de ct devnt ne ese • cpte des ies dnt ps de iti de sce cve ne ese • tipictin d nbe de ies p 0,0 ² n d’bteni sce en ².
cahier des charges du départeMent FlaMand de la MoBilité et des travaux puBlics le dpteent fnd de mbiit et des Tv pbics (dpn mbl n opnb- Wkn – moW) cpt sn cie des ces p tv de nie civi p n cetin nbe d’tices etis ese de ptin des stctes en btn [7]. Cependnt, v nde divesit des tv de ectin ssceptibes d’te entepis s ces ves, cne e ne n’est spcie en tie de pieent. un pste b cpennt pptin, ptectin nticsin ventee et e tie est pv p es petits tv et est epi en dcites cbes. S’i s’it de ndes sces s esees es dâts snt niss et nies et p esees es ntits tite nt t pcces p e sissinnie, e pieent pet s’eecte s bse d’n t te c. l cttin ki, i ciite e cnte des ntits ises en ve, n’ ps t etene, dns ese ù es dients ties dispnibes s e c psentent de ndes diences de sse vie. un tie e ssi sistnt et dbe ’n tie d pet se ve ps cie tvie. un ve dnt dteintin tie est ise pet te cc s bse des ntits de pdit sec is en ve ( ki), de tene en e ( ki) de sse vie d ne is (en k/³). Cette denie pet se cce isent p pese d’n ût epi d’n ve cnn. P des tv de ptin iptnts, dnt es ves tite snt svent dicies nticipe, i est sitbe de sbdivise es pstes tnt e pssibe (p eepe, pptin en ², ntits de tie en d³, …) et de seve n pste distinct p es is es e ’entepene dit ene indpendent des ntits ette en ve (ives et epditin de tie, nte et dnte des cdes, …). les is vibes (ce ctin d’cdes pendnt pide des tv) snt pti s es pi nities espectis.
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10 certIIcatIoN deS eNtreprISeS Les systèmes de réparation et de protection des ouvrages en béton ont ait l’objet de nombreux Guides d’agrément établis par l’Union belge pour l’agrément technique dans la construction (UBAtc). Ces Guides sont remplacés depuis peu par des PTV (Prescriptions techniques – Technische Voorschriten) qui serviront de base, d’une part, à la certifcation volontaire qui existera conjointement au marquage CE et, d’autre part, à l’élaboration de fches techniques normalisées. Les abricants disposant d’un agrément ATG ou d’une fche technique normalisée avec certifcation apportent la preuve que leur produit ou leur système satisait aux Guides d’agrément ou aux PTV et que la conormité du produit est attestée par un organisme de certifcation agréé par l’UBAtc (en l’occurrence, BCCA – Belgian Construction Certifcation Association). Les utilisateurs, maîtres d’ouvrage ou donneurs d’ordre ont ainsi la garantie que les produits et systèmes répondent aux spécifcations de l’ATG ou des PTV et ne sont pas contraints d’en contrôler eux-mêmes la conormité. A la suite de la parution des normes de la série NBN EN 1504, les produits destinés à la réparation et à la protection du béton devront porter le marquage CE dès le 1 er janvier 2009 pour pouvoir être commercialisés dans les diérents Etats membres de l’Union européenne. Les agréments techniques ATG seront dès lors défnitivement transposés en certifcation BENOR, qui accompagnera les produits en complément du marquage CE. Depuis peu, les entreprises spécialisées dans la réparation du béton ont la aculté de démontrer leur compétence grâce à un certifcat de processus spécifque attestant : • qu’elles mettent en œuvre des produits portant la marque BENOR ou une autre marque admise • qu’elles disposent d’une organisation, d’un personnel et de moyens appropriés
• qu’elles réalisent les travaux conormément aux prescriptions. Les certifcats de processus comprennent trois niveaux : • niveau A : pour les travaux réalisés conormément à un cahier des charges basé sur des techniques généralement acceptées aisant appel à des produits porteurs de la marque BENOR. Les entreprises qui se conorment à ce niveau de certifcation reçoivent un ‘certifcat de processus pour l’application des produits, systèmes et techniques prescrits’ • niveau B : pour les entreprises qui satisont au niveau A et qui, en plus, déterminent et appliquent elles-mêmes la méthode d’exécution, en ce compris le choix des produits et du système, en onction de la mission de réparation spécifée par le donneur d’ordre ou par son délégué. Les entreprises qui se conorment à ce niveau de certifcation reçoivent un ‘certifcat de processus pour l’exécution de réparations de béton’ • niveau C : pour les entreprises qui satisont au niveau B et qui, en plus, posent elles-mêmes le diagnostic, élaborent une stratégie de réparation ou d’exécution, rédigent un cahier des charges complet et, le cas échéant, exécutent ou gèrent elles-mêmes un projet dans son ensemble. Les entreprises qui se conorment à ce niveau de qualifcation se voient attribuer un ‘certifcat de processus pour la conception et l’exécution de réparations de béton’. Ce niveau de qualifcation entre notamment en ligne de compte pour les bureaux d’étude et les architectes exerçant des activités dans le domaine de la réparation du béton. Le recours aux produits marqués BENOR (ATG) et aux entreprises disposant d’un certiicat de processus garantit dans une certaine mesure que les travaux de réparation et de protection du béton seront eectués dans les règles de l’art.
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11 coNtrôLe et eNtretIeN deS ouvrageS réparéS • contrôle et réection éventuelle des joints, y compris les joints de dilatation, tous les trois ans • réparation du béton dans les zones endommagées.
Pour garantir une réparation durable du béton, la norme NBN ENV 1504-9 [45] a mis en évidence la nécessité d’une maintenance régulière et planifée des ouvrages. Les possibilités d’entretien et de contrôle sont dès lors des éléments à considérer lors du choix de la méthode. Le maître d’ouvrage, propriétaire ou gérant, doit par ailleurs recevoir des instructions en ce sens au moment de la réception des travaux.
Un contrôle annuel des suraces peintes est souhaitable. Si le euil existant est en mauvais état, c’est-à-dire s’il a perdu ses propriétés initiales, on procédera au renouvellement de la couche de fnition. Un changement de teinte éventuel n’a pas orcément une incidence sur la protection conérée par la peinture. Le cas échéant, il y a lieu de vérifer que la nouvelle couche de fnition ne réduise pas exagérément l’étanchéité à la vapeur du système de peinture dans son ensemble.
Si le ‘Guide pratique pour l’entretien des bâtiments’ édité en 1991 par le CSTC [80] ournit des inormations quant à la réquence de l’entretien, le béton n’y est touteois envisagé qu’en tant que support d’enduit et de peinture ou élément constituti d’une açade. Les prestations suivantes sont prévues : • contrôle annuel de l’aspect, suivi éventuellement d’un nettoyage • en cas de traitement hydrouge, renouvellement de l’application tous les cinq ans
La périodicité des contrôles et des entretiens sera fxée de manière à minimiser les nuisances qui résulteraient d’une intervention éventuelle (fgure 32).
Fig. 32 evln s ûs ’nn épn s vgs n bén. I n i o t n e r t e n I g a r v u o ’ l d a e
I I n o i t n e r e t n I
I I I o i n t n e r e t n I
v I o i n t n e r e t n I
Dâts inies
pins nisns minims
Nisns lns mis s si âimn
tms
s û o c
L m l û ll ’n mm ’nin li, l l û ’n innin i.
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tms
Considérant la réquence des contrôles proposée par le Guide pratique pour l’entretien des bâtiments, il est conseillé de procéder chaque année à une inspection visuelle des structures en béton ayant ait l’objet d’une réparation. Lorsque des désordres sont constatés, il convient d’y remédier au plus vite par les moyens appropriés, non sans avoir établi au préalable un diagnostic approondi. Un grand nombre d’inormations consignées dans le dossier de réparation initial pourront sans aucun doute être récupérées. En ce qui concerne la réquence d’entretien des matériaux, il y a lieu de se réérer aux inormations communiquées à ce sujet par les abricants, en tenant compte de l’état de la structure avant les
travaux de réparation. Si l’on est amené à travailler sur un support en béton de moindre qualité, il convient d’accroître la périodicité de l’entretien afn de pérenniser la réparation. Outre les contrôles périodiques, on peut opter pour un monitoring permanent de la structure, en y intégrant des capteurs (par exemple, pour mesurer l’humidité ou la corrosion) qui avoriseront la détection précoce de toute nouvelle dégradation. En présence d’un système de protection cathodique, il est nécessaire d’instaurer un contrôle permanent, afn de pouvoir adapter régulièrement l’intensité du courant. Nombre de systèmes actuels sont d’ailleurs équipés à cet eet d’un dispositi de mesure à distance.
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aNNexe
exIgeNceS requISeS pour LeS MortIerS de ragréage (NbN eN 1504-3) ecs stuctus
ecs stuctus
Css r4
Css r2
Cctstus pc
Suppt c [24]
mt ’ss
rsistnce en cpessin
acn
NBN EN 290
Tene en ins ce
acn
NBN EN 0-7
mC (0,0)
NBN EN 2
retit/epnsin epcs (2) ( 3)
mC (0,0)
NBN EN 267-
rsistnce cbnttin (6)
acn
NBN EN 329
dk ≤ tin (mC(0,))
mde d’sticit
acn
NBN EN 32
≥
Cptibiit teie : – e-de (6) ( 8)
mC (0,0)
NBN EN 3687-
adence
≥
mC (0,0)
NBN EN 3687-2
≥
mC (0,0)
NBN EN 3687-
≥
acn
NBN EN 3036-
Cecient de dittin
acn
NBN EN 770
absptin cpiie
acn
NBN EN 307
2 mP
2,0 mP
≥
≥
mP
2,0 mP
≥
20 gP
≥
2,0 mP
≥
, mP
≥
≥
, mP
≥
0,8 mP
( )
≥
0 mP
gP
, mP
, mP
, mP
acne eience
acne eience (7) acne eience
≥
0,8 mP ()
≥
0,8 mP ()
Cntinte d’dence ps 30 cces () ( ) 2,0 mP
≥
0,8 mP ()
Cntinte d’dence ps 30 cces () ( ) 2,0 mP
Css r1
0,0 %
Cntinte d’dence ps 0 cces () ( )
≥
rsistnce isseent et dpe
≥
Cntinte d’dence ps essi ( ) ( )
≥
– cces teies sec (6) ( 8)
mP
≤
≥
– pies d’e ( 6) (8)
Css r3
≥
0,8 mP ()
Een vise ps 0 cces Een vise ps 30 cces Een vise ps 30 cces
Csse I : > 0 nits testes ’tt ide Csse II : > 0 nits testes sec Csse III : > nits testes ’tt ide Nn eis si es essis de cptibiit teie snt eects, sinn ve dce ≤
0, k/²√¯¯
acne eience
() une sistnce inie en tctin de 0, mP est eise s’i se pdit ne pte de csin dns e ti de ptin. (2) Nn eis p esttin d btn p pectin de tie de btn. (3) Nn eis en cs de cces teies. () Ve enne sns ve individee iniee 7 % de ’eience inie. () ovete de sse enne te ≤ 0,0 , bsence de sse ≥ 0, et de eiete. (6) l sistnce cbnttin ne cncene e e btn . (7) Ne cnvient ps p ptectin cnte cbnttin, s si e sste sse ne ptectin de sce dnte cnte cbnttin (c. NBN EN 0-2). (8) le ci de tde dpend des cnditins d’epsitin. ls’n pdit est cne ptie de ne NBN EN 3687, i est pt cne pties 2 et .
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bIbLIographIe 1. American Concrete Institute, British British Research Establishment, Concrete Society, International Concrete Repair Institute Concrete Repair Manual.. Londres, ACI-BRECS-ICRI, Second Edition, 2003. 2. American Society or Testing and Materials ASTM C876-91 Standard Test Method or Hal-Cell Potentials o Uncoated Reinorcing Steel in Concrete.. Philadelphie, ASTM International, 1999. 3. Belgian Construction Certifcation Association PTV 562 Prescriptions techniques pour systèmes de protection, d’étanchéité ou d’imperméabilisation de surace pour le béton. Bruxelles, BCCA, Prescriptions techniques – Technische Technische Voorschriten,, n° 562, 2007. 4. Belgian Construction Certifcation Association PTV 563 Prescriptions techniques pour mortiers de réparation du béton. Bruxelles, BCCA, Prescriptions techniques – Technische Voorschriten,, n° 563, 2007. 5. Belgian Construction Certifcation Association PTV 567 Prescriptions techniques pour la protection contre la corrosion des armatures. Bruxelles, BCCA, Prescriptions techniques – Technische Voorschriten,, n° 567, à paraître. 6. Bertolini L., Elsener B., Pedeeri P., Polder R. Corrosion o Steel in Concrete. Prevention, Diagnosis, Repair. Hoboken, 2003. 7. Bureau de normalisation NBN B 06-001 Mesurage dans le bâtiment. Méthodes de mesurage de quantités. Bruxelles, NBN, 1982. 8. Bureau de normalisation NBN B 15-001 Supplément à la norme NBN EN 206-1. Bruxelles, NBN, 2004. 9. Bureau de normalisation NBN B 15-215 Essais des bétons. Absorption d’eau par immersion. Bruxelles, NBN, 1989.
10. Bureau de normalisation NBN B 15-217 Essais des bétons. Absorption d’eau par capillarité. Bruxelles, NBN, 1984. 11. Bureau de normalisation NBN B 15-250 Analyse chimique des bétons et mortiers durcis. Bruxelles, NBN, 1991. 12. Bureau de normalisation NBN EN 196-1 Méthodes d’essais des ciments. Partie 1 : détermination des résistances mécaniques. Bruxelles, NBN, 2005. 13. Bureau de normalisation NBN EN 206-1 Béton. Partie 1 : spécifcation, perormances, production et conormité. Bruxelles, NBN, 2001. 14. Bureau de normalisation NBN EN 480-5 Adjuvants pour béton, mortier et coulis. Méthodes d’essai. Partie 5 : détermination de l’absorption capillaire. Bruxelles, NBN, 2005. 15. Bureau de normalisation NBN EN 1015-17 Méthodes d’essai des mortiers pour maçonnerie. Partie 17 : détermination de la teneur en chlorure soluble des mortiers rais. Bruxelles, NBN, 2000. 16. Bureau de normalisation NBN EN 1504-2 Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton. Défnitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 2 : systèmes de protection de surace pour béton. Bruxelles, NBN, 2005. 17. Bureau de normalisation NBN EN 1504-3 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Défnitions, exigences, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 3 : réparation structurale et réparation non structurale. Bruxelles, NBN, 2006. 18. Bureau de normalisation NBN EN 1504-4 Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton. Défnitions, prescriptions, maîtrise de la
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qualité et évaluation de la conormité. Partie 4 : collage structural. Bruxelles, NBN, 2005. 19. Bureau de normalisation NBN EN 1504-5 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Défnitions, exigences, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 5 : produits et systèmes d’injection du béton. Bruxelles, NBN, 2005. 20. Bureau de normalisation NBN EN 1504-6 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Défnitions, exigences, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 6 : ancrage d’armature. Bruxelles, NBN, 2006. 21. Bureau de normalisation NBN EN 1504-7 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Défnitions, exigences, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 7 : protection contre la corrosion des armatures. Bruxelles, NBN, 2007. 22. Bureau de normalisation NBN EN 1504-10 Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton. Défnitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 10 : application sur site des produits et systèmes et contrôle de la qualité des travaux. Bruxelles, NBN, 2004. 23. Bureau de normalisation NBN EN 1542 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essais. Mesurage de l’adhérence par traction directe. Bruxelles, NBN, 1999. 24. Bureau de normalisation NBN EN 1766 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essais. Bétons de réérence pour essais. Bruxelles, NBN, 2000. 25. Bureau de normalisation NBN EN 1770 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essais. Détermination du coefcient de dilatation thermique. Bruxelles, NBN, 1998. 26. Bureau de normalisation NBN EN 1992-1-1 Eurocode 2 : calcul des structures en béton. Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments. Bruxelles, NBN, 2005.
27. Bureau de normalisation NBN EN 12190 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essais. Détermination de la résistance à la compression pour les mortiers de réparation. Bruxelles, NBN, 1999. 28. Bureau de normalisation NBN EN 12390-7 Essai pour béton durci. Partie 7 : masse volumique du béton durci. Bruxelles, NBN, 2000. 29. Bureau de normalisation NBN EN 12390-8 Proondeur de pénétration d’eau sous pression. Bruxelles, NBN, 2001. 30. Bureau de normalisation NBN EN 12504-1 Essais pour béton dans les structures. Partie 1 : Carottes. Prélèvement, examen et essais en compression. Bruxelles, NBN, 2000. 31. Bureau de normalisation NBN EN 12504-2 Essais pour béton dans les structures. Partie 2 : Essais non destructis. Détermination de l’indice de rebondissement. Bruxelles, NBN, 2001. 32. Bureau de normalisation NBN EN 12617-4 Produits et systèmes de protection et de réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Partie 4 : détermination du retrait et du gonement. Bruxelles, NBN, 2002. 33. Bureau de normalisation NBN EN 12696 Protection cathodique de l’acier dans le béton. Bruxelles, NBN, 2000. 34. Bureau de normalisation NBN EN 13036-4 Caractéristiques de surace des routes et aéroports. Méthodes d’essai. Partie 4 : méthode de mesurage de l’adhérence d’une surace. Essai au pendule. Bruxelles, NBN, 2003. 35. Bureau de normalisation NBN EN 13057 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination de l’absorption capillaire. Bruxelles, NBN, 2002. 36. Bureau de normalisation NBN EN 13295 Produits et systèmes de protection et de réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination de la résistance à la carbonatation. Bruxelles, NBN, 2004.
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37. Bureau de normalisation NBN EN 13412 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination du module d’élasticité en compression. Bruxelles, NBN, 2006.
46. Bureau de normalisation NBN EN ISO 12944-4 Peintures et vernis. Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture. Partie 4 : types de surace et de préparation de suraces (ISO 12944-4:1998). Bruxelles, NBN, 1998.
38. Bureau de normalisation NBN EN 13687-1 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination de la compatibilité thermique. Partie 1 : cycles de gel-dégel avec immersion dans des sels déglaçants. Bruxelles, NBN, 2002.
47. Bureau de normalisation NBN CEN/TS 14038-1 Réalcalinisation électrochimique et traitements d’extraction des chlorures applicables au béton armé. Partie 1 : réalcalinisation. Bruxelles, NBN, 2005.
39. Bureau de normalisation NBN EN 13687-2 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination de la compatibilité thermique. Partie 2 : cycles d’averses d’orage (choc thermique). Bruxelles, NBN, 2002. 40. Bureau de normalisation NBN EN 13687-4 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essai. Détermination de la compatibilité thermique. Partie 4 : cycles thermiques à sec. Bruxelles, NBN, 2002.
48. Centre national de recherche scientifque et technique pour l’industrie cimentière PTV 501 Produits de cure. Bruxelles, CRIC, Prescriptions techniques – Technische Voorschriten,, n° 501, 2003. 49. Centre scientifque et technique de la construction Fiches explicatives des normes relatives au béton, au mortier et aux granulats. Bruxelles, CSTC, site Internet www.normes.be, s.d. 50. Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving - Betonvereniging Duurzaamheid en onderhoud van betonconstructies. Gouda, CUR-Publicatie, n° 172, 1998.
41. Bureau de normalisation NBN EN 13791 Evaluation de la résistance à la compression du béton en place dans les structures et les éléments préabriqués. Bruxelles, NBN, 2007.
51. Collepardi M. A state-o-the-art review on delayed ettringite attack on concrete. Amsterdam, Elsevier Ltd, Cement and Concrete Composites, volume 25, n° 4-5, 2003.
42. Bureau de normalisation NBN EN 14487-1 Béton projeté. Partie 1 : défnitions, spécifcations et conormité. Bruxelles, NBN, 2006.
52. Comité euro-international du béton Diagnosis and assessment o concrete structures. State o the art report. Lausanne, CEB, Bulletin n° 192, 1989.
43. Bureau de normalisation NBN EN 14487-2 Béton projeté. Partie 2 : exécution. Bruxelles, NBN, 2007.
53. Comité euro-international du béton Durable concrete structures. Design guide. Lausanne, CEB, Bulletin n° 183, 1992.
44. Bureau de normalisation NBN EN 14630 Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Méthodes d’essais. Mesurage de la proondeur de carbonatation d’un béton armé par la méthode phénolphtaléine. Bruxelles, NBN, 2007.
54. Comité euro-international du béton Strategies or testing and assessment o concrete structures. Guidance Report.. Lausanne, CEB, Bulletin n° 243, 1998.
45. Bureau de normalisation NBN ENV 1504-9 Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton. Défnitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conormité. Partie 9 : principes généraux d’utilisation des produits et systèmes. Bruxelles, NBN, 1997.
55. Comité européen de normalisation prCEN/TS 14038-2 Electrochemical re-alcalisation and chloride extraction treatments or reinorced concrete. Part 2 : chloride extraction.. Bruxelles, CEN, 2003. 56. De Mets G., Wagneur M. Le béton dans les constructions usuelles. Pathologie. Analyse. Réparation. Bruxelles,
62 NIT 23 – Septebe 2007
CSTC, Cours-Conérences, n° 55, 1988 (non disponible). 57. Departement Mobiliteit en Openbare werken van de Vlaamse overheid Article n° 601 concernant le mesurage de la réparation de béton, ajouté aux cahiers des charges pour les ouvrages d’art. Bruxelles, MOW, 1999. 58. Dereymaeker J. Herstellen van beton d.m.v. scheurinjecties. Anvers,, Het Ingenieursblad, n° 1-2, 1996. 59. Desmyter J., Potoms G., Demars P., Jacobs J. La réaction alcalis-silice. Notions de base et importance en Belgique. Bruxelles, CSTCMagazine, n° 2, 2001. 60. Deutsches Institut �r Normung DIN 4150 Ersch�tterungen im Bauwesen. Einwirkungen au bauliche Anlagen. Teil 3.. Berlin, évrier 1999. 61. De Wit J., Pinchart J. Peinture. Bruxelles, CSTC, Métré du bâtiment, Fascicule 30, 1986. 62. European Cooperation in the feld o Scientifc and Technical Research Corrosion o steel in reinorced concrete structures. Final report.. Bruxelles, COST Action 521, 2003. 63. Fédération belge des spécialistes de la réparation du béton Dégradation du béton. Texte neutre pour cahier des charges concernant la réparation de dégradations mécaniques et/ou de béton carbonaté. Bruxelles, FEREB, 2004. 64. Fédération internationale du béton Externally bonded FRP reinorcement or RC structures. Technical report.. Lausanne, FIB, Bulletin 14, 2001. 65. Groupement belge du béton, Fonds de ormation proessionnelle de la construction Technologie du béton. Bruxelles, GBBFFC,1994.
68. Loutz S., Dinne K. Salissures et altérations des matériaux pierreux par les micro-organismes. Bruxelles, CSTC-Magazine, n° 2, 2000. 69. Ministère wallon de l‘Equipement et des Transports Cahier des charges type RW 99. Bruxelles, MET, 2004. 70. Ministère wallon de l’Equipement et des Transports Circulaire n° MET/576-b-5. Bruxelles, MET, 1990. 71. Nairm K.M., Holloway L., Cherry B., Forsyth M. A review o the perormance o surace applied corrosion inhibitor. Melbourne, Corrosion control and NDT, 2003. 72. Piérard J., Dieryck V. Le retrait au jeune âge des bétons spéciaux. Bruxelles, Les Dossiers du CSTC, n° 2, Cahier 2, 2004. 73. Pollet V., Dugniolle E., Vyncke J. Réalcalinisation des bétons. Etat actuel des connaissances. Bruxelles, CSTC-Magazine, n° 4, décembre 1999. 74. Réunion internationale des laboratoires et experts des matériaux, systèmes de construction et ouvrages Electrochemical techniques or measuring metallic corrosion. Test methods or on site measurement o resistivity o concrete. Paris, Recommendations o RILEM TC 154-EMC, Materials and Structures, vol. 33, n° 234, 2000. 75. Réunion internationale des laboratoires et experts des matériaux, systèmes de construction et ouvrages Measurement o hardened concrete carbonation depth. Londres, Recommendation CPC-18, Materials and Structures, vol. 21, n° 126, 1988.
66. Groupement belge du béton Cours de technologie du béton. Bruxelles, GBB, 2005.
76. Réunion internationale des laboratoires et experts des matériaux, systèmes de construction et ouvrages Testing and modelling chloride penetration in concrete. Analysis o total chloride content in concrete. Paris, Recommendation TC 178-TMC, Materials and Structures, vol. 35, n° 253, 2002.
67. Jacobs J., Pollet V., Vyncke J. Stratégies d’essai et d’évaluation des structures en béton. Bruxelles, CSTC-Magazine, n° 4, 1998.
77. Union belge pour l’agrément technique dans la construction Armatures collées. Bruxelles, UBAtc, Guide d’agrément et de certifcation, G0026, 2004.
63 NIT 23 – Septebe 2007
78. Union belge pour l’agrément technique dans la construction Mortiers de réparation à base de liants hydrauliques. Bruxelles, UBAtc, Guide d’agrément et de certifcation, G0007 (remplacé par les PTV 563), 2002.
l’air. Bruxelles, UBAtc, Guide d’agrément et de certifcation, G0016, 2000. 80. Wagneur M. Guide pratique pour l’entretien des bâtiments. Bruxelles, CNC-FAB-SECO-CSTC, 1991.
79. Union belge pour l’agrément technique dans la construction Protection cathodique par courant imposé des armatures passives de béton armé exposé à
81. Wagneur M. Revêtements extérieurs en béton coulé ‘in situ’ : cas de dégradation superfcielle. Bruxelles, CSTC-Magazine, n° 3, 1997.
sites internet • • • • • • •
d CSTC : www.cstc.be de ’antenne Nes ‘Btn - mties - gnts’ : www.nes.be de dtin bee des spciistes de ptin d btn : www.eeb.be d Be de nistin : www.nbn.be d Bein Cnstctin Cetictin asscitin : www.bcc.be d Cente ntin de ecece scientie et tecnie p ’indstie cientie : www.cic.be d iniste wn de ’Eipeent et des Tnspts : ttp://et.wnie.be
ei snsl : cl d pw cStc, Lm 42 1000 bruxeLLeS
Imimi : cls pinin Sa
6 NIT 23 – Septebe 2007
