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1 - SPÉCIFICITÉS DES SURFACES

2 - LES DIFFÉRENTS CRITÈRES ESTHÉTIQUES RECHERCHÉS

3 - PROPRIÉTÉS DES FORMULATIONS DE REVÊTEMENTS DE PROTECTION

4 - ADHÉSION SUR LES SURFACES

5 - CONCLUSIONS GÉNÉRALES

| Réf : TRI4600 v1

Adhésion sur les surfaces
Tribologie des bétons à ultra-haute performance - Propriétés de surface et revêtements de protection

Auteur(s) : Matthieu HORGNIES

Date de publication : 10 juin 2012

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RÉSUMÉ

Les bétons à ultra-haute performance (BUHP) sont de plus en plus utilisés comme éléments de façades ou d’intérieur. Leur formulation et des conditions de coffrage spécifiques induisent un aspect minéral uniforme après décoffrage. Leurs caractéristiques de surface peuvent néanmoins favoriser l’apparition de taches et d’efflorescences et influencer l’adhésion des revêtements protecteurs. Il est donc nécessaire de cerner les agressions/taches que subira le BUHP lors de son exposition afin d’effectuer le traitement de surface adéquat. 

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ABSTRACT

The ultra-high performance concretes (UHPC) are more and more used for facade or indoor elements. Their formulation and specific casting conditions induce a homogeneous mineral aspect after demolding. However, their characteristics of surface can favor the apparition of stains and efflorescences and influence the adhesion of coatings. It is then necessary to determine the aggressions/stains that will occur on the UHPC during its exposure in order to apply the adequate surface treatment.

Auteur(s)

  • Matthieu HORGNIES : Docteur en Sciences et Génie des matériaux - Ingénieur de Recherche, Groupe Microstructuration, Centre de Recherche LAFARGE

INTRODUCTION

Contrairement aux bétons plus classiques, la formulation des bétons à Ultra-Haute Performance (BUHP) se caractérise par un empilement granulaire spécifique, la présence de fines particules et un faible ratio eau/ciment. Outre des propriétés mécaniques inégalées dans le domaine des bétons, ce type de formulation permet d'obtenir des éléments très esthétiques aux formes potentiellement complexes tout en contrôlant finement la texture de surface. Le champ d'application de ce type de béton est donc en pleine expansion, permettant ainsi aux architectes de réfléchir à des projets de plus en plus ambitieux.

Une formulation de type BUHP, au contact d'un moule, permet d'induire une surface sensiblement plus lisse que pour d'autres types de béton et relativement peu perméable (aux liquides comme aux gaz). Cette très faible perméabilité assure une très longue durabilité structurale. Néanmoins, le très faible taux de porosité des BUHP (et plus particulièrement à leur surface) est synonyme de très petits diamètres de pores (proches de la dizaine de nanomètres). Cette microporosité ouverte est principalement responsable de la dégradation de l'esthétique des surfaces par encrassement : les poussières, les colorants (ou les tanins) peuvent en effet s'immiscer au sein de ces micropores et devenir très difficilement délogeables/nettoyables. Cette microporosité est aussi à l'origine de phénomènes de condensation/séchage d'eau au niveau capillaire qui peuvent induire, sous certaines conditions, l'apparition de zones blanchâtres à base de sels de calcium. Enfin, cette microporosité ouverte influence grandement l'adhésion entre le BUHP et les revêtements de protection qui sont habituellement déposés quelques semaines après démoulage des pièces.

De par ces informations, on comprendra facilement que les conditions de coffrage et de stockage après démoulage peuvent influencer fortement les propriétés de surface des BUHP. Par exemple, l'adhésion de certains vernis et la croissance de certains agents biologiques (algues) peuvent être influencées par la microtexture et la topographie du béton induite lors du coffrage. Pour éviter les dégradations d'ordre esthétique, des fonctionnalisations de type hydrophobe ou hydrophile pourront alors être recherchées via le dépôt de revêtements de protection.

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KEYWORDS

aesthetic   |   protective coating   |   adhesion   |   staining

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-tri4600


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4. Adhésion sur les surfaces

4.1 Définition de l'adhésion

L'adhésion concerne l'ensemble des phénomènes physico-chimiques qui se produisent lorsque l'on met en contact intime deux matériaux A et B [36], [BM7616]. L'adhésion ne doit pas être confondue avec l'adhérence, qui est caractérisée par la force ou l'énergie nécessaire pour séparer deux matériaux réunis par une surface commune. En pratique cette caractérisation présente plusieurs difficultés :

  • la rupture peut être cohésive et se produire à l'intérieur même de l'un des deux corps en contact ;

  • la rupture peut être interfaciale, c'est-à-dire qu'elle rompt les liaisons entre A et B. Elle peut aussi déformer irréversiblement en volume les deux matériaux.

L'interprétation des essais pourra alors nécessiter la caractérisation des faciès de rupture afin de discerner où s'est propagée la rupture donnant lieu à la force mesurée par l'essai. De manière générale, l'essai d'adhérence vise à apprécier la tenue mécanique d'un assemblage après sa réalisation. Il existe de nombreux protocoles d'essais d'adhérence et le choix de l'essai dépend essentiellement de la nature de l'assemblage et des objectifs à atteindre [M1426]. Nous parlerons ci-après du test de quadrillage et de pelage mais l'essai du plot collé, dénommé aussi selon sa traduction anglaise pull-off, peut être employé dans certaines circonstances pour caractériser l'adhésion entre vernis de protection et béton [37].

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VERNET (C.P.) -   Ultra-Durable concretes: structure at the micro- and nanoscale.  -  MRS Bulletin. 2004, 5, 324-327.

  • (2) - De LARRARD (F.),, SEDRAN (T.) -   Optimization of ultra-high-performance concrete by the use of a packing model.  -  Cement and Concrete Research, 1994, 24, 997-1009.

  • (3) - De LARRARD (F.) -   Concrete mixture proportioning.  -  E & FN Spon, London, United Kingdom, 1999.

  • (4) - BEN AIM (R.) -   Étude de la texture des empilements de grains. Application à la détermination de la perméabilité des mélanges binaires en régime moléculaire, intermédiaire, laminaire ;  -  PhD Thesis. Université de Nancy (France), 1970.

  • (5) - VERNET (C.), LUKASIK (J.), PRAT (E.) -   Nanostructure, porosity, permeability, and diffusivity of Ultra High Performance Concretes (UHPC).  -  Proceedings International Symposyum on High Performance Concrete and Reactive Powder Concrete. Edited by Aitcin, P.C. and Delagrave, Y., 1998, 17–35.

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Normes et standards

ISO Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) – Test method for self-cleaning performance of semiconducting photocatalytic materials – Measurement of water contact angle, ISO/FDIS 27448.

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