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Article

1 - PRINCIPES FONDAMENTAUX : ADHÉRENCE ET COMPATIBILITÉ

2 - COMPATIBILITÉ DES MATÉRIAUX LIÉS

3 - MATÉRIAUX DE RÉPARATION POUR LE BÉTON

4 - PRÉPARATION DES SURFACES

5 - PROTECTION CONTRE LA CORROSION

6 - TECHNIQUES DE MISE EN ŒUVRE POUR LA RÉPARATION DES ÉPAUFRURES

7 - CONTRÔLE QUALITÉ

8 - RECOMMANDATIONS

9 - CONCLUSION

10 -  REMERCIEMENTS

11 -  GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : C6302 v1

Compatibilité des matériaux liés
Réparation des ouvrages en béton armé - Partie 2 : compatibilité et performances

Auteur(s) : Benoît BISSONNETTE, Luc COURARD

Relu et validé le 04 sept. 2023

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RÉSUMÉ

La réparation des bétons nécessite de connaître le support à réparer, les matériaux de réparation et l’environnement dans lequel ils sont mis en œuvre, et de comprendre les mécanismes à la base de l’adhésion. Les compatibilités dimensionnelle, électrochimique, chimique et porosimétrique sont essentielles pour une réparation durable. Sur la base de l’analyse du patrimoine en béton armé et des stratégies d’intervention possible pour réparer les dégradations, cet article décrit comment la préparation de la surface avant réparation, sa propreté ou encore sa rugosité sont des conditions essentielles au développement de l’adhérence et de l’accrochage du produit de réparation, garantissant ainsi la durabilité de l’intervention.

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ABSTRACT

Reinforced concrete repair - Part 2

Repair of concrete requires not only knowledge of the support to be repaired, of repair and materials and of their environmental conditions of use, but also an understanding of the mechanisms underlying adhesion. Dimensional, electrochemical, chemical and permeability compatibilities are the keys to successful, durable repairs. Based on an analysis of the reinforced concrete building stock and possible intervention strategies, emphasis was placed in Part 1 on the effects and causes of the most prevalent surface defects. But besides the requirement for a proper condition assessment, adequate preparation, cleanliness and roughness are essential characteristics for the development of adhesion and the bonding of the repair product, thereby ensuring the durability of the repair.

Auteur(s)

  • Benoît BISSONNETTE : Professeur titulaire, PhD, Ingénieur - Centre de recherche sur les infrastructures en béton – Université Laval (Québec, Canada)

  • Luc COURARD : Professeur, PhD, Ingénieur civil des constructions - GeMMe – Laboratoire des matériaux de construction – Université de Liège (Liège, Belgique)

INTRODUCTION

La réparation des ouvrages d’art, bâtiments, routes, etc. en béton armé est une opération qui devient maintenant habituelle. Le béton reste un matériau performant et durable, mais l’explosion de la construction au sortir de la seconde guerre mondiale a été telle que le nombre d’infrastructures et de bâtiments dégradés nécessitant aujourd’hui une intervention augmente de façon exponentielle.

À l’interface entre la science et l’ingénierie des matériaux, les systèmes et techniques de réparation doivent être choisis dans une optique à court terme – il faut rendre à un ouvrage ses capacités originelles – mais aussi à plus long terme car il s’agit de lui assurer une nouvelle vie.

La compatibilité des produits de réparation vis-à-vis du béton ancien constitue une condition indispensable pour la qualité et la durabilité des réparations, lesquelles se mesurent notamment par l’adhérence à long terme du nouveau matériau sur l’ancien béton. Le succès avec lequel il sera possible de rencontrer les différentes exigences de compatibilité dépend de plusieurs facteurs :

  • le choix du matériau ;

  • les opérations de préparation du support ;

  • la technique de mise en place ;

  • les opérations de contrôle de la qualité.

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KEYWORDS

building   |   Concrete   |   degradation   |   repair   |   civil engineering

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c6302


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2. Compatibilité des matériaux liés

La compatibilité entre les deux matériaux est donc une condition qui apparaît essentielle à l’obtention d’une réparation durable. Cette notion est cependant souvent peu ou mal connue des concepteurs.

Les ingénieurs commencent à peine à prendre conscience du fait que la résistance en compression du béton n’est pas le seul critère devant guider leur conception. Si cela est vrai dans le cas d’un ouvrage à construire, cela l’est d’autant plus dans le cas d’un ouvrage à réparer. Un nombre considérable de réparations qui se détériorent prématurément en raison du séchage, du gel, des réactions alcalis-granulats, etc. est attribuable à la trop grande importance accordée à la résistance au détriment de la durabilité. Généralement, dans le cas des réparations, la résistance n’est pas un facteur déterminant et l’accent doit être plutôt mis sur la compatibilité entre le matériau d’apport et le substrat. La durabilité et la bonne tenue de l’ensemble est directement tributaire de cette compatibilité.

Il est nécessaire ici de clarifier ce que sous-tend, de façon globale, la notion de compatibilité évoquée jusqu’à maintenant.

La compatibilité est une affinité des propriétés physiques et chimiques entre le matériau de réparation et le substrat. Elle est nécessaire pour s’assurer que la réparation se comporte adéquatement sous l’effet des contraintes induites par les variations dimensionnelles et par divers phénomènes physiques et/ou chimiques, et ce, dans un environnement donné et pour une durée de vie anticipée.

On peut distinguer quatre types de compatibilité (Figure 5 ) :

  • compatibilité déformationnelle (§ ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - COURARD (L.), NELIS (M.) -   Surface analysis of mineral substrates for repair works : roughness evaluation by profilometry and surfometry analysis.  -  Mag. Concrete Res., 55 (4) 355-366 (2003).

  • (2) - MAAGE (M.) -   The new European EN 1504 standard. Guidelines for consultant.  -  NORECON Seminar, Kopenhagen, Denmark (2004).

  • (3) - FIEBRICH (M.H.) -   Scientific aspects of adhesion phenomena in the interface mineral substrate-polymers.  -  In : Proceedings of 2nd Bolomey Workshop, Adherence of young and old Concrete (ed. F.H. Wittman, Aedificatio Verlag, Unterengstringen), 25-58 (1994).

  • (4) - COURARD (L.) -   How to analyse thermodynamic properties of solids and liquids in relation with adhesion ?  -  In : ISAP '99, 2nd International Symposium on Adhesion between Polymers and Concrete (Eds Y. Ohama and M. Puterman, Rilem Publications), Dresden, Allemagne, 9-20 (1999).

  • (5) - COURARD (L.) -   *  -  Parametric Study for the Creation of the Interface between Concrete and Repair Products, Materials and Structures, 33, 65-72 (2000).

  • ...

NORMES

  • Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Definitions – Requirements – Quality control and evaluation of conformity, CEN, Brussels. - EN 1504-10 - 2003

  • Guide for Evaluation of Concrete Structures before Rehabilitation, Committee 364 Rehabilitation, American Concrete Institute, Detroit (MI), USA, 22 p. - ACI 364.1-R07 - 2007

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