Réactivité des surfaces de béton

1 - Interactions avec l’eau et les ions en solution

• 1.1 - Spécificités de la peau du béton
• 1.2 - Mécanismes d’hydratation
  Figure 1 - Hydratation d’un grain de C3S après quelques heures, la portlandite (plaquettes minces de forme hexagonale) et les C-S-H (fibrilles buissonnantes très fines) sont visibles au MEB, notamment à fort grossissement (image de droite) Tableau 1
• 1.3 - Efflorescences à base de carbonate de calcium

  • Quiz d'entraînement
  Figure 2 - (a) Image MEB de cristaux de carbonate de calcium en surface d’un béton et (b) schéma de formation des efflorescences Figure 3 - (a) Images MEB et (b) cartographie en microanalyse X du calcium d’une section polie d’une surface de béton recouverte d’un revêtement relativement perméable à l’eau : la précipitation des cristaux de carbonate de calcium est visible en surface du revêtement alors que la couche externe du béton est clairement décalcifiée
• 1.4 - Lixiviation et décalcification des surfaces de béton par l’eau
  Figure 4 - Images MEB (électrons secondaires) montrant l’augmentation de la porosité sous l’extrême surface d’un béton soumis aux intempéries pendant six mois Figure 5 - Cartographie en microanalyse X du calcium en surface d’un béton soumis aux intempéries pendant six mois
• 1.5 - Les attaques acides
• 1.6 - Influences des ions sulfates
• 1.7 - Influences des ions chlorures

  • Quiz d'entraînement

2 - Interactions avec les coffrages et les agents de démoulage

• 2.1 - Influences des huiles de démoulage
• 2.2 - Contamination ou fonctionnalisation des surfaces : cas particulier des moules en silicone
  Figure 6 - Photo d’une surface de béton devenue hydrophobe après transfert de résidus siliconés provenant d’un coffrage en PDMS Tableau 2 Tableau 3
• 2.3 - Formation de portlandite liée à l’utilisation d’une solution de décoffrage à base de tensioactifs

  • Quiz d'entraînement
  Figure 7 - Images MEB de cristaux de portlandite recouvrant une surface de béton, préalablement moulée avec des agents de décoffrage à base aqueuse comprenant des tensioactifs non ioniques Figure 8 - Courbes de reprise en eau par des surfaces de béton BUHP (en fonction de la nature des coffrages et des agents de démoulage utilisés)

3 - Interactions avec les gaz et l’environnement

• 3.1 - Mise en évidence du front de carbonatation
  Figure 9 - Gradients de concentration de la composante « carbonate » du pic carbone (C1s), mesurés en surface du béton par XPS et en fonction du temps après décoffrage
• 3.2 - Réactivité avec les oxydes d’azote (NOx)
  Figure 10 - Évolution de la concentration du dioxyde d’azote (NO2) dans un réacteur soumis à un flux continu de 250 ppbv de NO2 Figure 11 - (a) Photographie d’un échantillon de béton au sein d’un réacteur, (b) image MEB d’une section polie d’une surface de béton contenant du charbon actif (particules noires) Tableau 4
• 3.3 - Ancrage des micro-organismes biologiques

  • Quiz d'entraînement
  Figure 12 - Exemples de prolifération à base d‘algues et de champignons recouvrant des murs en béton Figure 13 - Images MEB (en mode environnemental) d’une algue filamenteuse Klebsormidium flaccidum recouvrant une surface de béton : l’image de droite (b) montre l’enracinement de l’algue dans une zone carbonatée Figure 14 - (a) Aire colonisée sur une surface de béton BUHP de référence ou préalablement carbonatée, (b) aire colonisée par une algue filamenteuse sur des surfaces de matériaux de construction (présentant diverses capacités à retenir l’eau) exposés au banc de ruissellement

4 - Revêtements de protection du béton

• 4.1 - Variabilité de la composition
• 4.2 - Différentes familles de revêtements
• 4.3 - Revêtement photo-catalytique
  Figure 15 - Images MEB (électrons secondaires) montrant une fracture d’un mortier contenant des particules de dioxyde de titane (anatase) photo-catalytique
• 4.4 - Adhérence des revêtements
• 4.5 - Bilan comparatif

  • Quiz d'entraînement
  Tableau 5

5 - Conclusions

6 - Glossaire

7 - Sigles, notations et symboles