Méthodes de détermination des indicateurs de durabilité · 2014-04-07 · Deff : "pure"...
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Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 1/79
Méthodes de détermination des indicateurs
de durabilité
Véronique Baroghel-BounyAdjoint au Chef de la Division "Bétons et composites cimentaires"
Université Paris Est - Laboratoire Central des Ponts et ChausséesParis - France
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 2/79
EXEMPLES DE DÉGRADATIONS D'OUVRAGES EN BÉTON (ARMÉ)✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹
Pont en bord de mer
Corps d'épreuve exposé au gel et aux sels
[Baroghel-Bouny, 2005]
[AFGC, 2004]
[Baroghel-Bouny et al., 2004]
la durabilité ... question essentielle !
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 3/79
Coût ?
Cycles de gel-dégel + sels
• Pénétration des Cl-
• Carbonatation• Alcali-réaction• Réactions sulfatiques
Propriétés de transport+ interactions fluide-matrice
• Gonflement• Ecaillage
Gonflement + fissuration
Cycles d'humidification-séchage
+
+ …
+ …dégradations
processus physico-chimiques
LA DURABILITÉ : PROBLÉMATIQUE GÉNÉRALE✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹
Microstructure
Durabilité ?
Corrosion des armatures
+ dégradations du béton
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 4/79
Cycles de gel-dégel + sels
• Pénétration des Cl-
• Carbonatation• Alcali-réaction• Réactions sulfatiques
Propriétés de transport+ interactions fluide-matrice
• Gonflement• Ecaillage
Gonflement + fissuration
Cycles d'humidification-séchage
+
+ …
+ …dégradations
processus physico-chimiques
LA DURABILITÉ : PROBLÉMATIQUE GÉNÉRALE✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹✹
Coût ?
Microstructure
Durabilité ?
Corrosion des armatures
+ dégradations du béton
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Plan☞☞☞☞ 1 - Indicateurs de durabilité : définitions et
caractéristiques
2 - Coefficients de diffusion (apparent et effectif) des chlorures
3 - Perméabilité à l'eau liquide
4 - Perméabilité aux gaz
5 - Conclusion générale et remarques finales
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 6/79
1 - INDICATEURS DE DURABILITÉ : DÉFINITIONS ET CARACTÉRISTIQUES✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ Pertinence théorique ➙➙➙➙ paramètres-clés (matériau) pour laquantification (équations) et la prédiction (modèles) de la durabilité
✸✸✸✸ Détermination fiable et facile ➙➙➙➙ au moyen d'essais de laboratoire(précision, reproductibilité, ..., adéquates), sur éprouvettes de laboratoireou sur prélèvements
➨➨➨➨ indicateurs généraux (universels) valables pour différents types de dégradation
1
[AFGC, 2004]
[RGCU, 2007]
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✸✸✸✸ Pertinence théorique ➙➙➙➙ paramètres-clés (matériau) pour laquantification (équations) et la prédiction (modèles) de la durabilité
✸✸✸✸ Détermination fiable et facile ➙➙➙➙ au moyen d'essais de laboratoire(précision, reproductibilité, ..., adéquates), sur éprouvettes de laboratoireou sur prélèvements
➨➨➨➨ indicateurs généraux (universels) valables pour différents types de dégradation
1 - INDICATEURS DE DURABILITÉ : DÉFINITIONS ET CARACTÉRISTIQUES✹✹✹✹✹
1
•••• teneur (initiale) en portlandite Ca(OH) 2
•••• porosité accessible à l'eau
•••• coefficient de diffusion ( app. ou eff. ) des Cl -
•••• perméabilité aux gaz
•••• perméabilité à l'eau liquide
propriétés de transport
[AFGC, 2004]
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✸✸✸✸ Pertinence théorique ➙➙➙➙ paramètres-clés (matériau) pour laquantification (équations) et la prédiction (modèles) de la durabilité
✸✸✸✸ Détermination fiable et facile ➙➙➙➙ au moyen d'essais de laboratoire(précision, reproductibilité, ..., adéquates), sur éprouvettes de laboratoireou sur prélèvements
➨➨➨➨ indicateurs généraux (universels) valables pour différents types de dégradation
➨➨➨➨ indicateurs spécifiques à un processus de dégradation donné (alcali-réaction, dégradations dues au gel, ...)
1 - INDICATEURS DE DURABILITÉ : DÉFINITIONS ET CARACTÉRISTIQUES✹✹✹✹✹
1
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✸✸✸✸ Pertinence théorique ➙➙➙➙ paramètres-clés (matériau) pour laquantification (équations) et la prédiction (modèles) de la durabilité
✸✸✸✸ Détermination fiable et facile ➙➙➙➙ au moyen d'essais de laboratoire(précision, reproductibilité, ..., adéquates), sur éprouvettes de laboratoireou sur prélèvements
➨➨➨➨ indicateurs généraux (universels) valables pour différents types de dégradation
➨➨➨➨ indicateurs spécifiques à un processus de dégradation donné (alcali-réaction, dégradations dues au gel, ...)
➨➨➨➨ paramètres complémentaires (optionnels)
1 - INDICATEURS DE DURABILITÉ : DÉFINITIONS ET CARACTÉRISTIQUES✹✹✹✹✹
1
3
➥➥➥➥ seuls quelques paramètres sont requis ...
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Plan1 - Indicateurs de durabilité : définitions et caractéristiques
☞☞☞☞ 2 - Coefficients de diffusion (apparent et effectif) des chlorures
3 - Perméabilité à l'eau liquide
4 - Perméabilité aux gaz
5 - Conclusion générale et remarques finales
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2 - COEFFICIENTS DE DIFFUSION DES IONS Cl- : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ paramètres-clés dans les lois décrivant la pénétration des ions Cl-
Deff : "pure" propriété de transport (1ère loi de Fick ou éq. de Nernst-Planck)Dapp : prend en compte les interactions (2ème loi de Fick) ➙➙➙➙ description réaliste
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✸✸✸✸ paramètres-clés dans les lois décrivant la pénétration des ions Cl-
Deff : "pure" propriété de transport (1ère loi de Fick ou éq. de Nernst-Planck)Dapp : prend en compte les interactions (2ème loi de Fick) ➙➙➙➙ description réaliste
Relation théorique entre les coefficients "effectif" et "apparent" :
Peau : porosité à l'eauρ : masse volumique
➨➨➨➨ Deff et Dapp : indicateurs de durabilité
➥➥➥➥ le choix entre Dapp et Deff dépendra de l'objectif de l'investigation et de l'utilisation que l'on souhaite faire de ce paramètre dans la pratique
appf
beff D
dcdm
ρPD eau ⋅⋅+=
[Cl- "libres"]
[Cl- liés]
"isotherme" d'interaction
2 - COEFFICIENTS DE DIFFUSION DES IONS Cl- : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
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✸✸✸✸ paramètres-clés dans les lois décrivant la pénétration des ions Cl-
Deff : "pure" propriété de transport (1ère loi de Fick ou éq. de Nernst-Planck)Dapp : prend en compte les interactions (2ème loi de Fick) ➙➙➙➙ description réaliste
Relation théorique entre les coefficients "effectif" et "apparent" :
Peau : porosité à l'eauρ : masse volumique
➨➨➨➨ Deff et Dapp : indicateurs de durabilité
➥➥➥➥ le choix entre Dapp et Deff dépendra de l'objectif de l'investigation et de l'utilisation que l'on souhaite faire de ce paramètre dans la pratique
appf
beff D
dcdm
ρPD eau ⋅⋅+=
[Cl- "libres"]
[Cl- liés]
"isotherme" d'interaction
2 - COEFFICIENTS DE DIFFUSION DES IONS Cl- : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
Capacité de fixation des Cl -
➥➥➥➥ paramètre complémentaire spécifique à la corrosion initiée par les Cl-
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2 - ISOTHERMES D'INTERACTION Cl--MATRICE : DÉFINITION ET EXEMPLE✹✹✹✹✹
•••• Chlorures "libres" (solubles dans l’eau) :➥➥➥➥ dans la phase liquide
(ou faiblement physisorbés sur la matrice solide)
Cl- "libres"
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2 - ISOTHERMES D'INTERACTION Cl--MATRICE : DÉFINITION ET EXEMPLE✹✹✹✹✹
•••• Chlorures "libres" (solubles dans l’eau) :➥➥➥➥ dans la phase liquide
(ou faiblement physisorbés sur la matrice solide)
•••• Chlorures liés : ➥➥➥➥ formation de monochloroaluminate (sel de Friedel)
(ex. : réaction chimique avec les aluminates)➥➥➥➥ adsorption physique sur les C-S-HCl- "libres"
Cl- liés
la quantité dépend duciment (teneur en C3A, ...)
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Cl- "libres"
Cl- totaux
Profondeur
[Cl-]
Cl- liés
2 - ISOTHERMES D'INTERACTION Cl--MATRICE : DÉFINITION ET EXEMPLE✹✹✹✹✹
•••• Chlorures "libres" (solubles dans l’eau) :➥➥➥➥ dans la phase liquide
(ou faiblement physisorbés sur la matrice solide)
•••• Chlorures liés : ➥➥➥➥ formation de monochloroaluminate (sel de Friedel)
(ex. : réaction chimique avec les aluminates)➥➥➥➥ adsorption physique sur les C-S-HCl- "libres"
Cl-
Cl-Cl- [Cl- liés] = [Cl- tot.]−[Cl- "libres"]
(solubles dans l'acide)
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 17/79
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0 0,05 0,1 0,15 0,2
mf (% by unit mass of dry concrete)
mb (% by unit mass of dry concrete)
Cl- liés
[Cl- liés] (%)
2 - ISOTHERMES D'INTERACTION Cl--MATRICE : DÉFINITION ET EXEMPLE✹✹✹✹✹
•••• Chlorures "libres" (solubles dans l’eau) :➥➥➥➥ dans la phase liquide
(ou faiblement physisorbés sur la matrice solide)
•••• Chlorures liés : ➥➥➥➥ formation de monochloroaluminate (sel de Friedel)
(ex. : réaction chimique avec les aluminates)➥➥➥➥ adsorption physique sur les C-S-H
➥➥➥➥ déduites des profilsBO
Cl- "libres"
(d'après [Baroghel-Bouny et al., 2007a])[Cl- "libres"] (%)
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Formation de sel de Friedel (C3A, CaCl2, 10 H2O)
Ca(OH)2
C3A
Ca2+ OH-
Al(OH)4-
Cl-
Cl-+
Adsorption physique sur les C-S-H
C-S-H
Cl- OH-
➥➥➥➥ échange Cl--OH- (implique Ca2+) ?
OH-
Cl-
C[Regourd, 1975]
➨➨➨➨ Interactions Cl--matrice ➙ phénomène physicochimique complexe
➨ loi d'adsorption physique
➨ équilibres chimiques impliquant sel de Friedel, Ca(OH)2,aluminates, Cl-, Ca2+, Al(OH)4-, ...
➥➥➥➥ Réactions chimiques (méca. de dissolution/précipitation) ?
➥➥➥➥ Processus d'échange ionique (entre Cl- de sol. interstitielle et SO42- des AFm) ?
➨ [AFm+monosulfoalum.–SO42-] + 2Cl- ↔ [AFm+
Friedel–2Cl-] + SO42-[Beaudoin et al.,1990][Tang & Nilsson, 1993]
[Suryavanshi et al.,1996][Birnin-Yauri & Glasser, 1998][Jones et al., 2003][Samson & Marchand, 2006]
de sol. interstitielle des C-S-H
sel de Friedel
2 - DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES INTERACTIONS Cl --MATRICE✹✹✹✹✹
[Regourd & Hornain, 1975]
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 19/79
• Migration en régime station. Deff (pente) [ex. NT Build 335] Dapp (time-lag)3 techniques : titrage "aval" ou "amont", conductivimétrie "aval"
• Migration en régime non-station. ➙ Dapp + capacité de fixation + Peau ➙ Deff
[ex. NT Build 492]
• Diffusion en régime non-station. ➙ Dapp + capacité de fixation + Peau ➙ Deff
[ex. NT Build 443]2 méthodes : profil (prélèvements + extraction + dosage des Cl-) et colorimétrie
• Mesure de la résistivité électrique (r) ➙ Deff = a / r[ex. norme espagnole, recom. RILEM, ...]
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 20/79
• Migration en régime station. Deff (pente) [ex. NT Build 335] Dapp (time-lag)3 techniques : titrage "aval" ou "amont", conductivimétrie "aval"
• Migration en régime non-station. ➙ Dapp + capacité de fixation + Peau ➙ Deff
[ex. NT Build 492]
• Diffusion en régime non-station. ➙ Dapp + capacité de fixation + Peau ➙ Deff
[ex. NT Build 443]2 méthodes : profil (prélèvements + extraction + dosage des Cl-) et colorimétrie
• Mesure de la résistivité électrique (r) ➙ Deff = a / r[ex. norme espagnole, recom. RILEM, ...]
➥➥➥➥ différentes méthodes sont à disposition(directes ou par l'intermédiaire d'autres paramètres)
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
indicateur de substitution
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 21/79
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Profondeur (mm)
[Cl- ] (
%)
➥➥➥➥ mise en contact d'une éprouvette avec une solution de NaCl➥➥➥➥ prélèvement d'échantillons ("grignotage" ou sciage) à une échéance donnée➥➥➥➥ extraction et dosage des Cl- par analyse chimique (potentiométrie)➥➥➥➥ profil de concentration en Cl - totaux et/ou "libres" (du type "diffusion pure")
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essai de diffusion en régime non-stationnaire •
Cl-
niveau du liquide éprouvette
Con
cent
ratio
n en
Cl
-(%
) solution de NaCl
(conditions saturées)
protection étanche
➙➙➙➙ Calcul de Dapp (à partir de la 2ème loi de Fick et par fitting sur le profil expérimental)
90 jours
30 g.L-1 NaCl + NaOH 0.1 M
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 22/79
2
2
appx
C D
tC
∂∂⋅=
∂∂
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Profondeur (mm)
[Cl- ] (
%)
➙➙➙➙ Calcul de Dapp (à partir de la 2ème loi de Fick et par fitting sur le profil expérimental)
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essai de diffusion en régime non-stationnaire •
Cl-
niveau du liquide éprouvette
Con
cent
ratio
n en
Cl
-(%
)
⋅⋅−⋅=
tD2
xerf1Ct)C(x,
appS(2ème loi de Fick)
solution de NaCl
Dapp
Dapp (C0 = 0)
(Diffusion 1D)
(conditions saturées)
protection étanche
Conc. en Cl- concentration de surface paramètre complémentaire spécifique
à la corrosion initiée par les Cl-➙
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 23/79
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Profondeur (mm)
[Cl- ] (
%)
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essai de diffusion en régime non-stationnaire •
Cl-
niveau du liquide éprouvette
Con
cent
ratio
n en
Cl
-(%
) solution de NaCl
(conditions saturées)
protection étanche
Essai très simple ...
➥➥➥➥ mais long, laborieux (prélèvements) et coûteux (analyses chimiques)
➙➙➙➙ Calcul de Dapp (à partir de la 2ème loi de Fick et par fitting sur le profil expérimental)
➙➙➙➙ test colorimétrique AgNO 3➙➙➙➙ essais de migration sous champ électrique
Cl- "libres"
xd
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 24/79
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35Dns(dif) from c f profile
Dns
(dif)
col
ourim
etric
met
hod
2 - COMPARAISON ENTRE Dapp DÉTERMINÉS À PARTIR D'UN ESSAI DE DIFF. NS PAR LES MÉTHODES DES PROFILS ET COLORIMÉTRIQUE
✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus sur des bétons âgés de 90 jours (après conservation dans l'eau) •
➨➨➨➨ même essai de diffusion NS ➙ mesure de la prof. moy. de pénétration x d
➨➨➨➨ même équation ➙ avec cd/cs = 0,14 (valeur "théorique"
proposée par Tang) car cd et cs ne sont pas accessibles expérimentalement dans ce cas
y = x
Exposition pdt 90 jours en labo. à une sol. à 30 g.L-1 NaCl + NaOH 0,1 M
à partir du profil de [Cl-"libres"]
mét
hode
col
orim
étriq
ue
[Baroghel-Bouny et al., 2007b]
tcc
1erf.2x ns(dif)s
d1d ⋅
−= − Dxd Dapp
xd
13
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 25/79
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35Dns(dif) from c f profile
Dns
(dif)
col
ourim
etric
met
hod
2 - COMPARAISON ENTRE Dapp DÉTERMINÉS À PARTIR D'UN ESSAI DE DIFF. NS PAR LES MÉTHODES DES PROFILS ET COLORIMÉTRIQUE
✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus sur des bétons âgés de 90 jours (après conservation dans l'eau) •
➨➨➨➨ bonne concordance entre méthodes des profils et colorimétriqueappliquées avec les mêmes essai de diffusion NS et équations
➨➨➨➨ Dns(dif) peut être déterminé de façon simple en appliquant une méthode colo.➙ mesure de la profondeur moy. de pénétration x d
y = x
Exposition pdt 90 jours en labo. à une sol. à 30 g.L-1 NaCl + NaOH 0,1 M
à partir du profil de [Cl-"libres"]
mét
hode
col
orim
étriq
ue
[Baroghel-Bouny et al., 2007b]
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 26/79
En régime non-stationnaire :➙➙➙➙ xd (test colo. AgNO3)
➙➙➙➙ Dapp
eau
xd
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 2500
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 250
pente ➙➙➙➙ Deff
time-lag ➙➙➙➙ Dapp
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙
En régime stationnaire :➙➙➙➙ titrage (ou conductivimétrie)
eau ou NaOH
solution de NaCl L
Uc
h
Cl-
I
∆
[Dispositif LCPC][Dispositif LREP]
éprouvette de béton
amont
aval
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •
zone contaminée par les Cl-
méthode de Tang & Nilsson[NT Build 492, 1999]
Temps t
Qua
ntité
cum
ulée
Q
14
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En régime non-stationnaire :➙➙➙➙ xd (test colo. AgNO3)
➙➙➙➙ Dapp
eau
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •
xd
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙ eau ou
NaOH
solution de NaCl
Équation de Nernst-Planck
L
flux de Cl-
∂∂⋅∆⋅−
∂∂=
∂∂
xC
LE
R.TZ.F
xC
appD tC
2
2
2
2
⋅∆⋅−∂∂= C
LE
R.TZ.F
xC
appD- J
Dapp
Deff
(si Deff constant)
∆
éprouvette de béton
amont
zone contaminée par les Cl-
méthode de Tang & Nilsson[NT Build 492, 1999]
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 28/79
En régime non-stationnaire :➙➙➙➙ xd (test colo. AgNO3)
➙➙➙➙ Dapp
eau
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •
xd
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙ eau ou
NaOH
solution de NaCl
Équation de Nernst-Planck
⋅∆⋅−∂∂= C
LE
R.TZ.F
xC
appD- JL
t
xx
∆EL
Z.FR.T
D ddapp
⋅α−⋅⋅=➥➥➥➥ Dapp
Coef. de dif. apparent des Cl- (en m2.s-1) :
Deff
flux de Cl-
(si Deff constant)
∆
éprouvette de béton
amont
avec xd : profondeur moy. de pénétration des Cl-t : durée de l'essaiZ : valence de l'ion Cl-∆E : dif. de pot. réelle aux bornes de l'épr.α : terme auxiliaire
[Tang & Nilsson, 1992]
∂∂⋅∆⋅−
∂∂=
∂∂
xC
LE
R.TZ.F
xC
appD tC
2
2
2
2
Dapp
15
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 29/79
0,0
0,1
1,0
10,0
100,0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Coe
f. de
diff
. ap
pare
nt d
es C
l-
(10-1
2 m2 .s
-1)
28 jours90 jours180 jours
2 - COEFFICIENT DE DIFFUSION "APPARENT" DES IONS Cl- : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus par essai de migration en régime non-stationnaire sur des bétons saturés (après conservation dans l'eau) •
➨➨➨➨ Dapp � de 3 ordres de grandeur entre :
• les bétons bas de gamme (20-25 MPa) ➙➙➙➙ Dapp [M25] = 38 · 10-12 m2.s-1
• les BHP avec FS ➙➙➙➙ Dapp [M120FS] = 0,04 · 10-12 m2.s-1
BHP [Baroghel-Bouny, 2005]
M120FS
M25
Âge
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 30/79
Durabilité "potentielle" →→→→ Indicateur général ↓↓↓↓
Très faible (TF)
Faible
(F)
Moyenne
(M)
Elevée
(E)
Très élevée (TE)
Porosité accessible à l'eau Peau (%) > 16 14 à 16 12 à 14 9 à 12 6 à 9
Coef. de diffusion "effectif" des Cl- Deff (10-12 m2.s-1) > 8 2 à 8 1 à 2 0,1 à 1 < 0,1
Coef. de diffusion "apparent" des Cl- (mesuré par essai de migration) Dapp(mig) (10-12 m2.s-1)
1 à 5 < 1
Coef. de diffusion "apparent" des Cl- (mesuré par essai de diffusion) Dapp(dif) (10-12 m2.s-1)
> 50 10 à 50 5 à 10
< 5
Perméabilité "apparente" aux gaz Kapp(gaz) (10-18 m2) (à S=0) > 1000 300 à 1000 100 à 300 30 à 100 < 30
Perméabilité intrinsèque à l'eau liq. kliq (10-18 m2) (à S=1) > 10 1 à 10 0,1 à 1 0,01 à 0,1 < 0,01
Teneur en Ca(OH) 2 (% par rapport à la masse de ciment) < 10 10 à 13 13 à 20 20 à 25 ≥ 25
2 - CLASSES ASSOCIÉES AUX INDICATEURS DE DURABILITÉ GÉNÉRAUX(PRÉVENTION DE LA CORROSION DES ARMATURES)
✹✹✹✹✹
Coef. de diffusion des Cl-
[valeurs moy. indicatives - Mesures sur éprouv. conservées préalablement dans l'eau (âge ≤ 90 j)]
[AFGC, 2004]
➨➨➨➨ Évaluation de la durabilité "potentielle" d'un béton armé donné
16
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 31/79
0,0
0,1
1,0
10,0
100,0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Coe
f. de
diff
. ap
pare
nt d
es C
l-
(10-1
2 m2 .s
-1)
28 jours90 jours180 jours
M
F
E
TE
BHP
2 - COEFFICIENT DE DIFFUSION "APPARENT" DES IONS Cl- : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus par essai de migration en régime non-stationnaire sur des bétons saturés (après conservation dans l'eau) •
Âge
[Baroghel-Bouny, 2005]
M120FS
M25
classes
➨➨➨➨ BHP ➙ durabilité "potentielle" élevée ou très élevée
➨➨➨➨ mais déviation par rapport à une relation linéaire entre Dapp et Rmoy.28
TF
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 32/79
0,0
0,1
1,0
10,0
100,0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Coe
f. de
diff
. ap
pare
nt d
es C
l-
(10-1
2 m2 .s
-1)
28 jours90 jours180 jours
M
F
E
TE
BHP
2 - COEFFICIENT DE DIFFUSION "APPARENT" DES IONS Cl- : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus par essai de migration en régime non-stationnaire sur des bétons saturés (après conservation dans l'eau) •
➨➨➨➨ La résistance mécanique est insuffisante pour évaluer la durabilité "potentielle" d'un BA (notamment avec additions pouzzo.) et pour qualifier une formule
[Baroghel-Bouny, 2005]
M120FS
M25
Âge
CV même durabilité "potentielle" que BHP(25 à 54%)
➥➥➥➥ pertinence d'une approche performantielle et des ID choisis
TF
17
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 33/79
0
5
10
15
20
25
30
35
M25
CFA
B30-OA
B32-SN BO
BO-PB
M50
App. Cl- diffus. coef. (10
-12 m
2 .s-1)
Dif. ["profile method"]Mig. ["NT Build 492" & "time-lag"]
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
B60-SN
B80-S
B80-OA
B80-C
B80-SNApp.Cl- diffus. coef. (10
-12 m
2 .s-1)
Dif. ["profile method"]M ig. ["NT Build 492" & "time-lag"]
2 - COMPARAISON ENTRE Dapp DÉTERMINÉS À PARTIR D'ESSAIS DE DIFFUSION ET DE MIGRATION
✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons âgés de 90 jours après conservation dans l'eau •
•••• valeurs très faibles pour les BHP dans les 2 cas (migration et diffusion NS)➥➥➥➥ Dapp < 3·10-12 m2.s-1
•••• efficacité des CV pour réduire Dapp
•••• Dapp(mig) > Dapp(dif) (conforme à la littérature [Tang & Nilsson, 2001])
54% CV
Bétons ordinaires BHP
Rmoy.28 croissanteRmoy.28 croissante
[Baroghel-Bouny et al., 2007a]
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 34/79
0
5
10
15
20
25
30
35
M25
CFA
B30-OA
B32-SN BO
BO-PB
M50
App. Cl- diffus. coef. (10
-12 m
2 .s-1)
Dif. ["profile method"]Mig. ["NT Build 492" & "time-lag"]
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
B60-SN
B80-S
B80-OA
B80-C
B80-SNApp.Cl- diffus. coef. (10
-12 m
2 .s-1)
Dif. ["profile method"]M ig. ["NT Build 492" & "time-lag"]
2 - COMPARAISON ENTRE Dapp DÉTERMINÉS À PARTIR D'ESSAIS DE DIFFUSION ET DE MIGRATION
✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons âgés de 90 jours après conservation dans l'eau •Bétons ordinaires BHP
➨➨➨➨ Dapp peut aussi bien être déterminé à partir d'essais de diffusion que de migration, mais Dapp(mig) ≠ Dapp(dif)
➨➨➨➨ évaluation de la durabilité "potentielle"➥ classes différentes pour Dapp dans la gamme des faibles coefficients
Rmoy.28 croissanteRmoy.28 croissante
[Baroghel-Bouny et al., 2007a]
18
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 35/79
eau
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 2500
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 250
pente ➙➙➙➙ Deff
time-lag ➙➙➙➙ Dapp
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙
En régime stationnaire :➙➙➙➙ titrage (ou conductivimétrie)
eau ou NaOH
L• flux de diffusion négligé
• titrage dans le comp. aval
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •Équation de Nernst-Planck
⋅∆⋅= CLE
R.TZ.F
effD J Deff ·
∆
éprouvette de béton
amont
aval
Temps tQ
uant
ité c
umul
ée Q
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 36/79
eau
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 2500
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 250
Temps t
Qua
ntité
cum
ulée
Q
pente ➙➙➙➙ Deff
time-lag ➙➙➙➙ Dapp
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙
En régime stationnaire :➙➙➙➙ titrage (ou conductivimétrie)flux J constant
eau ou NaOH
∆t.A∆Q.
E.CL.
Z.FR.TDeff
amont∆=Deff➥➥➥➥
Coef. de dif. effectif des Cl- :
L• flux de diffusion négligé
• pas d'interaction• titrage dans le comp. aval
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •Équation de Nernst-Planck
⋅∆⋅= CLE
R.TZ.F
effD J
(en m2.s-1)
Deff · aval
éprouvette de béton
amont
∆
19
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 37/79
0,01
0,1
1
10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa)
Coef. de diff. effectif des Cl- (10-12 m
2 .s-1)
titrage - av al
titrage - amont
conductiv ité - av al
M
F
E
TE
2 - COEFFICIENT DE DIFFUSION "EFFECTIF" DES IONS Cl- : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats obtenus par essai de migration en régime stationnaire sur des bétonssaturés âgés de 90 jours (après conservation dans l'eau) •
➥➥➥➥ Mêmes [formule + âge + cure] ➙➙➙➙ même classe (quelle que soit méthode mesure)➨➨➨➨ pertinence et validité du système de classes propos é
BHP
3 méthodes
[Baroghel-Bouny, 2007a]
classes
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 38/79
eau
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 2500
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150 200 250
Temps t
Qua
ntité
cum
ulée
Q
pente ➙➙➙➙ Deff
time-lag ➙➙➙➙ Dapp
➙➙➙➙
➙➙➙➙➙➙➙➙
En régime stationnaire :➙➙➙➙ titrage (ou conductivimétrie)
eau ou NaOH
L• titrage dans le comp. aval• pas d'interaction• analyse de la période avantl'établissement du régime stationnaire
2 - COEF. DE DIFF. DES Cl- : MÉTHODES DE DÉTERMINATION EN COND. SAT.✹✹✹✹✹
• Essais de migration sous champ électrique •Méthode du time-lag ∆
lag(dif)
2Lapp t6
D⋅
=
−ν⋅ν⋅=ν
22
coth6
t
t2
lag(dif)
lag(mig)
∆ETRFZ
⋅⋅⋅=ν
[Andrade et al., 2000]Dapp
avec
tlag(mig)
Coef. de dif. apparent des Cl- (en m2.s-1) :
➥➥➥➥
∆
éprouvette de béton
amont
aval
20
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 39/79
Plan1 - Indicateurs de durabilité : définitions et caractéristiques
2 - Coefficients de diffusion (apparent et effectif) des chlorures
☞☞☞☞ 3 - Perméabilité à l'eau liquide
4 - Perméabilité aux gaz
5 - Conclusion générale et remarques finales
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 40/79
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ Loi de Darcy (étendue)gradient de pression
viscosité dynamique du fluide
pS)(kv rl ∇⋅⋅η−= K l
perméabilité relative
➨➨➨➨ K l : indicateur de durabilité général
taux de saturationmoy. de l'épr. de matériau
Vitesse de filtration
perméabilité "intrinsèque" du matériau (saturé)
21
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 41/79
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ Loi de Darcy (étendue)gradient de pression
viscosité dynamique du fluide
perméabilité relative
taux de saturationmoy. de l'épr. de matériau
pS)(kv rl ∇⋅⋅η−=
➥➥➥➥ Formule analytique krl = krl(S)proposée par [van Genuchten, 1980] (pour les sols)
• krl(S) = 1 quand S = 1 (conditions saturées)
➨➨➨➨ K l : indicateur de durabilité général
2m1/m
rl )S(11S(S)k
−−=
K l
perméabilité "intrinsèque" du matériau (saturé)
Vitesse de filtration
m : paramètre dépendant de la structure poreuse du matériau et déterminé à partir de l'isoth. dedésorp. de vapeur d'eau
m - 1-1/mc 1) - (S a(S)p ⋅=
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 42/79
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0Taux de saturation (-)
Per
méa
b. r
elat
ive
(-)
BO
S ≤ 0,40 ➙➙➙➙ krl ≈≈≈≈ 0(phase liquide déconnectée➙ pas de transport liquide)
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : PERTINENCE THÉORIQUE✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ Loi de Darcy (étendue)gradient de pression
viscosité dynamique du fluide
perméabilité relative
taux de saturationmoy. de l'épr. de matériau
pS)(kv rl ∇⋅⋅η−=
➥➥➥➥ Formule analytique krl = krl(S)proposée par [van Genuchten, 1980]
• krl(S) = 1 quand S = 1 (conditions saturées)
➨➨➨➨ K l : indicateur de durabilité général
2m1/m
rl )S(11S(S)k
−−=
application au béton BO[Baroghel-Bouny et al., 1999]
K l
perméabilité "intrinsèque" du matériau (saturé)
Vitesse de filtration
• S > 0,40 ➙➙➙➙ krl ���� ����
Taux de saturation S (-)
Perméab. relative k rl(-)
22
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 43/79
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : MÉTHODES DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
[LCPC, 2003]
1) Cas des matériaux fortement perméables➙ mesure directe aisée
1 saturation sous vide
application d'une pression d'eau
2
mesure du flux sortant
3
attente obtention régime stationnaire ➙➙➙➙ calcul de K l4
éprouvette de béton
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 44/79
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : MÉTHODES DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
[El-Dieb et al., 1994][Hearn et al., 1991]
2) Cas des matériaux faiblement perméables➙ mesure directe difficile, voire impossible →→→→ dispositifs expérimentaux sophistiqués➙ pas de corrélation évidente avec les mesures de perméabilité aux gaz
1) Cas des matériaux fortement perméables➙ mesure directe aisée
[LCPC, 2003]
23
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 45/79
formule de Katz-Thompson
?
[Coussy et al., 2001]
analyse inverse num. à partir de cinétiques de séchage
analyse inverse num. à partir de profils hydriques
d'absorption capillaire[Thiery et al, 2007b]
[Scherer, 1992 - 2007]- beam bending test- thermopermeametry
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : MÉTHODES DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
[El-Dieb et al., 1994][Hearn et al., 1991]
2) Cas des matériaux faiblement perméables➙ mesure directe difficile, voire impossible →→→→ dispositifs expérimentaux sophistiqués➙ pas de corrélation évidente avec les mesures de perméabilité aux gaz
➨➨➨➨ Méthodes indirectes
1) Cas des matériaux fortement perméables➙ mesure directe aisée
[LCPC, 2003]
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 46/79
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : MÉTHODES DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
2) Cas des matériaux faiblement perméables➙ mesure directe difficile, voire impossible →→→→ dispositifs expérimentaux sophistiqués➙ pas de corrélation évidente avec les mesures de perméabilité aux gaz
➨➨➨➨ Méthode (indirecte) fondée sur :
• un modèle de transport hydrique• une expérience de séchage• la détermination d'autres propriétés
1) Cas des matériaux fortement perméables➙ mesure directe aisée
[Coussy et al., 2001]
analyse inverse numérique
24
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 47/79
Sur la base des conclusions fournies par un modèle complet de transport hydrique dansle cas de matériaux faiblement perméables (pour le séchage à moyen et long terme) …
���� Simplification du modèle [Coussy et al., 2001]• transport d'eau liquide selon la loi de Darcy• pas de diffusion de vapeur d'eau• pas d'évaporation au sein de l'éprouvette (de taille finie)• vg ≡ 0• pc = pg - pl avec pg << pl ⇒ pc ≡ pl
➨➨➨➨ équation unique de type diffusion non-linéaire incluant seulement les paramètres relatifs à l'eau liquide
[ ] 0S tS =∇•∇−
∂∂ (S)lD
K l
➙ mêmes résultats (cinétique, profils) qu'avec le modèle complet
(S)krl
3 - MODÉLISATION MACROSCOPIQUE 1-D DU SÉCHAGE ISOTHERME✹✹✹✹✹
isoth. exp. dedésorption
requise
à Pg = cste
[Mainguy, 1999]
leau
c
ηPdS
dp
⋅⋅−
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 48/79
Analyse inverse de la cinétique de séchage
Exp. de séchage en cond.contrôlées (HR & T°)
�0 100 200 300 400
1.5
1
0.5
Modèle+
BO
COKl = 0,3 � 10-20 m2
Kl. = 0,09 � 10-20 m2
����
0
2
3
2.5
����
➨➨➨➨ K l correspond au meilleur "fitting" de la cinétique de séchageprédite par le modèle sur les résultats expérimenta ux
Perte relative de masse (%)
Temps de séchage (jours)➨➨➨➨ méthode indirecte
• combinant expériences et modèle 1D numérique
• fondée sur l'analyse inverse num. d'une cinétique exp. de séchage
[Baroghel-Bouny et al., 2001]
[Mainguy, 1999]
HRi
HRext = 50%
Text. = 20 °C
HRi >HRext
(évaporation)
(évaporation)
protection étanche
3 - MÉTHODE INDIRECTE POUR DÉTERMINER LA PERMEABILITÉ À L'EAU LIQUIDEÀ PARTIR DE CINÉTIQUES DE SÉCHAGE
✹✹✹✹✹
[Thiery et al., 2007a]
25
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 49/79
➨➨➨➨ méthode indirecte • combinant expériences et modèle 1D numérique
• fondée sur l'analyse inverse num. d'une cinétique exp. de séchage
Temps de séchage (jours)
Analyse inverse de la cinétique de séchage
Exp. de séchage en cond.contrôlées (HR & T°)
�Modèle
+
CH
CO
0 100 200 300 400
1.5
1
0.5 BO
CO
0
2
3
2.5
Perte relative de masse (%)
BH[Mainguy, 1999]
➨➨➨➨ le calcul peut être effectué quel que soit l'état initial de l'éprouvette (saturation, conservation dans l'eau ou étanche)
➨➨➨➨ analyse sur une courte période ➙➙➙➙ précision suffisante pour K l
60 jours
30 jours
[Thiery et al., 2007a]
HRi
HRext = 50%
Text. = 20 °C
HRi >HRext
(évaporation)
(évaporation)
protection étanche
3 - MÉTHODE INDIRECTE POUR DÉTERMINER LA PERMEABILITÉ À L'EAU LIQUIDEÀ PARTIR DE CINÉTIQUES DE SÉCHAGE
✹✹✹✹✹���� ����
[Thiery et al., 2007a]
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 50/79
➥➥➥➥ lois de Darcy : distinction entre Kgaz et Kl + formule améliorée pour krg + effet Klinkenberg➥➥➥➥ loi de Fick : formule améliorée pour le facteur de résistance à la diffusion (coef. de diffusion Dv)
���� Extension de la méthode aux matériaux (fortement) perméables
Contribution eau liquide
Effect of assuming Pg=cst
HR (%)
BO
BH
M25
Qliq / Qtotal à Pg ≠≠≠≠ cst
➨➨➨➨ Modèle à pg = constante = p atm incluant les paramètresrelatifs à l'eau liquide et à la vapeur d'eau
• Étude du domaine de validité du modèle simplifié (transport d'eau sous forme liq. )
3 - MÉTHODE INDIRECTE POUR DÉTERMINER LA PERMEABILITÉ À L'EAU LIQUIDEÀ PARTIR DE CINÉTIQUES DE SÉCHAGE
✹✹✹✹✹
RHi = 100%
d'après [Thiery et al. 2007a]
26
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 51/79
0 10 20 30 40 50
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
x (mm)
S (
−)
Taux de saturation S (-)
0 1 2 3 4 5
x 10−4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
x/t1/2 (m.s−1/2)
S (
−)
Taux de saturation S (-)
• essai d'absorption capillaire (eau liquide)
• effets de la gravité négligés devant les effets capillaires
• transport Darcéen 1-D d'eau liquide en milieu homogène semi-infini, à pg = constante
• état hydrique initial homogène (à une HR donnée)
• profils hydriques mesurés par RMN-IRM (résolution 1 mm) [Pel, Kopinga et al., 1996]ou gammadensimétrie (résolution 5 mm) [Perrin, Baroghel-Bouny et al.,1998]
Variable de Boltzmann Equation différentielle classique [Crank, 1975]
3 - MÉTHODE INDIRECTE POUR DÉTERMINER LA PERMEABILITÉ À L'EAU LIQUIDEÀ PARTIR DE PROFILS HYDRIQUES D'ABSORPTION CAPILLAIRE
✹✹✹✹✹
Eprouv. de mortier
➥➥➥➥ transformation de Boltzmann
[Thiery et al., 2007b]
Fonction auto-similaire
temps
➙➙➙➙ courbe unique
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 52/79
3 - MÉTHODE INDIRECTE POUR DÉTERMINER LA PERMEABILITÉ À L'EAU LIQUIDEÀ PARTIR DE PROFILS HYDRIQUES D'ABSORPTION CAPILLAIRE
✹✹✹✹✹
➥➥➥➥ analyse inverse à l'aide d'un modèle detransport hydrique + profil de BoltzmannTa
ux de saturation S (-)
[Thiery et al., 2007b]
[ ] 0S tS =∇•∇−
∂∂ (S)lD
K l
leau
c
ηPdS
dp
⋅⋅− (S)krl
isoth. exp.d'adsorption
requisem - 1-1/m
c 1) - (S a(S)p ⋅=avec (adsorption)2
m1/mrl )S(11S(S)k
−−=
27
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 53/79
• Formule de Katz-Thompson fondée sur la théorie de la percolation •[Thompson et al., 1987]
3 - PERMÉABILITÉ À L'EAU LIQUIDE : MÉTHODES DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
perméabilité à l'eau liquide "intrinsèque" du matér iau saturé (K l)
avec c : constante calculée (c = 1/226)
diamètre de pores critique (dc)(point d'inflexion MIP →→→→ seuil de percolation)
+facteur de formation (F)
Rapport de conductivités élec. σσσσ ou de coef. de diffusion D (eau ou Cl-)
sans milieu poreux
dans le milieu poreux
σ
σ
DD oo =F =
K l = c . dc
2
F [Garboczi, 1990](en m2)
=
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 54/79
Plan1 - Indicateurs de durabilité : définitions et caractéristiques
2 - Coefficients de diffusion (apparent et effectif) des chlorures
3 - Perméabilité à l'eau liquide
☞☞☞☞ 4 - Perméabilité aux gaz
5 - Conclusion générale et remarques finales
28
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 55/79
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
➙➙➙➙ Éprouvette soumise à une pression d'entrée P constante de gaz (après séchage)
➥➥➥➥ Ex. : protocole de séchage [AFPC, 1998]T = 80±5 °C pdt 28 jours, puis T = 105±5 °C jusqu'à "masse constante"➥➥➥➥ Smoy. = 0
• Dispositif à charge constante (CEMBUREAU) - Mode opératoire AFPC-AFREM •
[LPC n° 58, 2002]
[Kollek, 1989][AFPC, 1998]
éprouvette en béton
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 56/79
• Dispositif à charge constante (CEMBUREAU) - Mode opératoire AFPC-AFREM •
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
➙➙➙➙ Éprouvette soumise à une pression d'entrée P constante de gaz (après séchage)➙➙➙➙ Perméabilité aux gaz "apparente" Kapp(gaz) à partir de la mesure du débit de gaz Q
(en m3.s-1) sortant en régime permanent et des caractéristiques de l'épr. et de l'essai :
L : épaisseur de l'éprouvette (m)A : section de l'éprouvette (m2)ηgaz : viscosité dynamique du gaz (Pa.s)Patm : pression atmosphérique (Pa)P : pression d'entrée appliquée (Pa) [par ex. P = 0,2 MPa]
)P(P.AL..P.Q.2 K
atm22
gazatmapp(gaz) −
η=à S = 0 (en m2)
[LPC n° 58, 2002]
éprouvette en béton
29
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 57/79
• Dispositif à charge constante (CEMBUREAU) - Mode opératoire AFPC-AFREM •
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
➙➙➙➙ Éprouvette soumise à une pression d'entrée P constante de gaz (après séchage)➙➙➙➙ Perméabilité aux gaz "apparente" Kapp(gaz) à partir de la mesure du débit de gaz Q
(en m3.s-1) sortant en régime permanent et des caractéristiques de l'épr. et de l'essai :
L : épaisseur de l'éprouvette (m)A : section de l'éprouvette (m2)ηgaz : viscosité dynamique du gaz (Pa.s)Patm : pression atmosphérique (Pa)P : pression d'entrée appliquée (Pa) [par ex. P = 0,2 MPa]
)P(P.AL..P.Q.2 K
atm22
gazatmapp(gaz) −
η= (en m2)à S = 0
[LPC n° 58, 2002]
éprouvette en béton
dépend de Pmoy
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 58/79
10
100
1000
10000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Per
méa
bilit
é ap
pare
nte
aux
gaz
(10-1
8 m2 )
28 jours90 jours
TE
E
M
TF
F
➨➨➨➨ Kapp(gaz) (à S=0) � (de plusieurs ordres de grandeur) des bétons bas de gamme (20-25 MPa) aux BHP avec FS
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ "APPARENTE" : EXEMPLE ✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons après conservation dans l'eau et étuvage à T= 105 ± 5 °C •
BHPâge
Mode opératoire AFPC-AFREMS = 0
classes
[Baroghel-Bouny, 2005]
[AFPC, 1998]
CVM120FS
M75
M25
30
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 59/79
10
100
1000
10000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Per
méa
bilit
é ap
pare
nte
aux
gaz
(10-1
8 m2 )
28 jours90 jours
TE
E
M
TF
F
BHP
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ "APPARENTE" : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons après conservation dans l'eau et étuvage à T= 105 ± 5 °C •
➨➨➨➨ ... mais dispersion des résultats : influence négative sur les BHP de• microfissuration (mais ne semble pas
amplifiée par le préconditionnement)
Mode opératoire AFPC-AFREMS = 0
âge
[Baroghel-Bouny, 2005]
[AFPC, 1998]
durabilité"potentielle" moyenne
M120FS
M75
M25
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 60/79
0,0
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
Témoin 1 Témoin 2 Témoin 3 6 j àT=80°C
26 j àT=80°C
T=105°C
Eprouvettes
Lµµ µµ (
10-2
mm
/mm
2 )
B35
M75
10
100
1000
10000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Per
méa
bilit
é ap
pare
nte
aux
gaz
(10-1
8 m2 )
28 jours90 jours
TE
E
M
TF
F
BHP
durabilité"potentielle" moyenne
➨➨➨➨ ... mais dispersion des résultats : influence négative sur les BHP de• microfissuration (mais ne semble pas
amplifiée par le préconditionnement)
âge
Mode opératoire AFPC-AFREMS = 0
[AFPC, 1998]
[Ammouche et al., 2008]
Densités de microfissuration90 jours
vierges
étuvés
M120FS
M75
M25
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ "APPARENTE" : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons après conservation dans l'eau et étuvage à T= 105 ± 5 °C •
[Baroghel-Bouny, 2005]
31
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 61/79
10
100
1000
10000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Résistance moyenne à la compression à 28 jours (MPa )
Per
méa
bilit
é ap
pare
nte
aux
gaz
(10-1
8 m2 )
28 jours90 jours
TE
E
M
TF
F
0
5
10
15
20
25
30
35
40
10 100 1000 10000 100000 1000000
Rayon des pores (Å)
∆∆ ∆∆V
/ ∆∆ ∆∆lo
g(r)
(mm
3 .Å-1
.g-1
)
B80 avec FS
B80 avec FS et AE
➨➨➨➨ ... mais dispersion des résultats : influence négative sur les BHP de• microfissuration (mais ne semble pas
amplifiée par le préconditionnement)• présence d'AEA ➙➙➙➙
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ "APPARENTE" : EXEMPLE✹✹✹✹✹
• Résultats sur bétons après conservation dans l'eau et étuvage à T= 105 ± 5 °C •
Rayon des pores (Å)
Distributions porales
BHP
28 jours
Mode opératoire AFPC-AFREMS = 0
âge
[AFPC, 1998]
M120FS
M75
M25
[Baroghel-Bouny, 2005]
� connectivité du réseau des vides
AEA durabilité"potentielle" faible
AEA
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Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 62/79
• Dispositif à charge constante (CEMBUREAU) - Mode opératoire AFPC-AFREM •
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
➙➙➙➙ Éprouvette soumise à une pression d'entrée P constante de gaz (après séchage)➙➙➙➙ Perméabilité aux gaz "apparente" Kapp(gaz) à partir de la mesure du débit de gaz Q
(en m3.s-1) sortant en régime permanent et des caractéristiques de l'épr. et de l'essai :
➙➙➙➙ S = 0 + Essais à différentes pressions + Méthode de Klinkenberg [Klinkenberg, 1941]
➥➥➥➥ Perméabilité aux gaz "intrinsèque" Kgaz du materiau sec(caractéristique du réseau des vides)
)P(P.AL..P.Q.2 K
atm22
gazatmapp(gaz) −
η= (en m2)à S = 0
[LPC n° 58, 2002]
indépendante de Pmoy
éprouvette en béton
32
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 63/79
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
• Détermination de Kgaz(S = 0) pour 2 bétons par la méthode de Klinkenberg •
+= ⋅
moygazapp(gaz) P
β1KK
Pour S = 0 (étuvage à T=105±5°C, selon protocole [AFPC, 1998])
2PPP atm
moy+=
2 composantes :• écoulement visqueux
• écoulement de glissement
[Klinkenberg, 1941]
(associée à l'écoulement purement visqueux)perméabilité "intrinsèque"
avec β : constante de Klinkenberg (dépend du matériau et du fluide)
Concept de Klinkenberg
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 64/79
0
2E-17
4E-17
6E-17
8E-17
1E-16
1,2E-16
1,4E-16
1,6E-16
1,8E-16
0E+0 2E-6 4E-6 6E-6 8E-61/Pmoy (Pa-1)
Per
méa
bilit
é K
app(
gaz)
(m
2 )
BO
BH
+= ⋅
moygazapp(gaz) P
β1KK99 � 10-18 m2
16 � 10-18 m2
pente : Kgaz� βPour S = 0 (étuvage à T=105±5°C, selon protocole [AFPC, 1998])
avec β : constante de Klinkenberg
2PPP atm
moy+=
visqueux
2 composantes :• écoulement visqueux
• écoulement de glissement
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
• Détermination de Kgaz(S = 0) pour 2 bétons par la méthode de Klinkenberg •
perméabilité "intrinsèque"
Concept de Klinkenberg
➨➨➨➨ Kgaz est obtenue par extrapolationpour Pmoy → (ordonnée à l'origine)∞
BO
BH
de glissement
(d'après [LPC n° 58, 2002])
[Klinkenberg, 1941]
33
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 65/79
0,0E+00
2,0E-17
4,0E-17
6,0E-17
8,0E-17
1,0E-16
1,2E-16
1,4E-16
1,6E-16
1,8E-16
0E+0 1E-6 2E-6 3E-6 4E-6 5E-6 6E-6 7E-61/Pmoy (Pa-1)
Per
méa
bilit
é K
app(
gaz)
. k
rg (
m²)
4 j à 80°C7 j à 80°C28 j à 80°Cà 105°C
[Villain et al., 2001]
+⋅⋅=⋅
moyrggazrgapp(gaz) P
β1(S)kK(S)kK
Pour différentes valeurs de S (au cours du séchage selon protocole [AFPC, 1998])
BO
99� 10-18 m2
68� 10-18 m2
26 � 10-18 m2
40 � 10-18 m2avec β : constante de Klinkenberg
S = 0
S = 0,38
S = 0,22
S = 0,03
2PPP atm
moy+=
krg : perméabilité relative aux gaz
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
• Détermination expérimentale de krg=krg(S) en utilisant deux procédures de séchage •
➨➨➨➨ Détermination expérimentale de krg = krg(S)
perméabilité "intrinsèque" à S donné
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 66/79
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0Taux de saturation S (-)
Per
méa
b. r
elat
ive
krg
(-) exp. Paliers d'HR
exp. AFPC-AFREMmod. Kint = -22 . ln(s)
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
• Détermination expérimentale de krg=krg(S) en utilisant deux procédures de séchage •
BO
[Baroghel-Bouny et al., 2007a]
(à T = 45°C)
➨➨➨➨ Forte influence du taux de saturation (conforme à la littérature [Jacobs, 1998])
➨➨➨➨ Les données exp. peuvent être correctement décrites par une fonction ln
calcul avec fonction lnd'après [Abbas et al., 1999]
34
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 67/79
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0Taux de saturation moyen (-)
Per
méa
b. r
elat
ive
krg
(-)
exp. Paliers d'HR
exp. AFPC-AFREM
mod. Kint = -22 . ln(s)mod. Monlouis-Bonnaire
mod. Parker et al
4 - PERMÉABILITÉ AUX GAZ : MÉTHODE DE DÉTERMINATION✹✹✹✹✹
• Détermination de krg=krg(S) : comp. entre mesure directe et formules analytiques •
BO
[Parker et al., 1987]
[Monlouis-Bonnaire, 2003]( )2m1/m
rg S1S)1((S)k −⋅−= ξξξξξ = 0,5
ξξξξ = 5,5
(sols) ➙➙➙➙ pas pertinent
[Baroghel-Bouny et al., 2007a]
(à T = 45°C)
Formule analytique krg=krg(S) proposée dans la littérature
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 68/79
Plan1 - Indicateurs de durabilité : définitions et caractéristiques
2 - Coefficients de diffusion (apparent et effectif) des chlorures
3 - Perméabilité à l'eau liquide
4 - Perméabilité aux gaz
☞☞☞☞ 5 - Conclusion générale et remarques finales
35
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 69/79
5 - CONCLUSION GÉNÉRALE ET REMARQUES FINALES✹✹✹✹✹
➨➨➨➨ choix des paramètres (ID) en fonction des agressions potentielles, de l'environnement et du cas pratique étudié
➨➨➨➨ respect des M.O. et des échéances recom. (pour les ID : démarrage essais à 90 jours)
➙➙➙➙ Techniques de laboratoire (destructives) pouvant être pratiquées sur éprouvettes moulées ou sur prélèvements
➙➙➙➙ Certaines techniques nécessitent un traitement préalable (séchage) des échantillons
➙➙➙➙ Techniques complémentaires à choisir en fonction du matériau à tester, des paramètres à mesurer, des dimensions des pores à étudier, …
➙➙➙➙ Paramètres mesurés = propriétés intrinsèques !ces paramètres n'ont de signification que relativement à la méthode de prétraitement et à la technique de mesure utilisées (par ex. : fluide injecté)Ex : • pas de porosité "absolue"
• pas de perméabilité "intrinsèque" identique pour les liquides et les gaz
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 70/79
5 - MÉTHODES DE DÉTERMINATION DES INDICATEURS DE DURABILITÉ✹✹✹✹✹
✸✸✸✸ Modes opératoires AFPC-AFREM➥ porosité (eau), perméabilité aux gaz (CEMBUREAU)
✸✸✸✸ Méthodes d'essai n° 58 - Techniques et Méthodes des LPC (LCPC, 2002)➥ porosité (mercure), teneur en Ca(OH)2 (ATG)➥ Deff (mig. NS), Dapp (dif. NS), isoth. de sorption
✸✸✸✸ Modes opératoires du Projet RGCU "GranDuBé"➥ Deff et Dapp, isoth. d'interaction Cl-/matrice➥ teneur en Ca(OH)2 (ATG), porosité (mercure)
✸✸✸✸ Modes opératoires des LCPC (ERLPC, LCPC)➥ résistivité électrique, Deff (mig. NS), Dapp (mig. NS)➥ coef. de diff. du CO2
✸✸✸✸ Recommandations RILEM, ...➥ résistivité électrique, Deff et Dapp
✸✸✸✸ Document AFGC➥ Synthèse des méthodes disponibles + Recom. pour le choix et la pratique
(Ed. by J.P. Ollivier, LMDC, 1998)
(Ed. by G. Arliguie et H. Hornain, Presses de l'ENPC, 2007)
(AFGC, vf : 2004 & va : 2007)
36
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 71/79
Quelques exemples de références à consulter :
Sur les méthodes d'essai
✸ [AFPC, 1998] Modes opératoires AFPC-AFREM, LMDC, 1998
✸ [NT Build 492, 1999]NT Build 492: Nordtest method, Concrete, mortar and cement-based repair materials: Chloride migration coefficient from non-steady-state migration experiments, Espoo, Finland, 1999
✸ [Coussy et al., 2001] Evolution de la perméabilité à l’eau liquide des bétons à partir de leur perte de masse durant le séchage, RFGC n° spécial, 2001, vol. 5, n 2-3, pp 269-284
✸ [LPC n° 58, 2002] Caractéristiques microstructurales et propriétés relatives à la durabilité des bétons -Méthodes de mesure et d'essais de laboratoire, méthodes d'essai n° 58 - Techniques et Méthodes des LPC,LCPC, 2002, 88 p.
✸ [LCPC, 2003] Plan Qualité Essai de perméabilité à l’eau sous pression, LCPC, mars 2003
✸ [RGCU, 2007]Arliguie G., Hornain H., RGCU-AFGC (ED.) - GranDuBé, Grandeurs associées à la durabilitédes bétons, Presses de l'ENPC, 2007, 440 p.
POUR PLUS D'INFORMATIONS ...✹✹✹✹✹
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 72/79
Quelques exemples de références à consulter :
Sur les exemples présentés
✸ [AFGC, 2004] Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrage, AFGC, 2004, 252 p
✸ [Baroghel-Bouny, 1994] Caractérisation des pâtes de ciment et des bétons - Méthodes, Analyse, Interprétations, LCPC, 1994, 468 p
✸ [Baroghel-Bouny et al., 1999] BAROGHEL BOUNY (V.)/ MAINGUY (M.)/ LASSABATERE (T.)/ COUSSY (O.).- Characterization and identification of equilibrium and transfer moisture properties for ordinary andhigh-performance cementitious materials, Cem. Conc. Res., 1999, vol. 29, n° 8, pp 1225-1238
✸ [Baroghel-Bouny et al., 2000] BAROGHEL BOUNY (V.)/ AMMOUCHE (A.)/ HORNAIN (H.)/ GAWSEWITCH (J.). - Vieillissement des bétons en milieu naturel : une expérimentation pour le XXI ièmesiècle. 2. Caractérisation microstructurale sur éprouvettes de bétons de résistance 25 à 120 Mpa,Bul. Lab. Ponts & Chaus., 2000, n° 228, sept.-oct., pp 71-86
✸ [Baroghel-Bouny & Gawsewitch, 2001]Caractérisation de la structure poreuse des bétons durcis, objectifs etméthodes, In : Actes des Journées "Durabilité« LCPC, 8 et 9 mars 2000, Bordeaux, France, LCPC, 2001,pp 11-20
✸ [Baroghel-Bouny et al., 2001]N° spécial « Transferts dans les bétons et durabilité”, RFGC, 2001, vol. 5,n° 2-3, pp 149-177
POUR PLUS D'INFORMATIONS ...✹✹✹✹✹
37
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 73/79
Quelques exemples de références à consulter :
Sur les exemples présentés (suite)
✸ [Baroghel-Bouny, et al., 2004] Baroghel-Bouny (V.), Gawsewitch (J.), Belin (P.), Ounoughi (K.), Arnaud (S.), Olivier (G.), Bissonnette (B.). - Vieillissement des bétons en milieu naturel : une expérimentation pour leXXI° siècle. IV - Résultats issus des prélèvements effectués sur les corps d'épreuve de différents sites aux premières échéances de mesure, Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n° 249, mars-avril 2004, pp 49-100
✸ [Baroghel-Bouny, 2004] Les spécificités des bétons à hautes performances – Caractéristiquesmicrostructurales et propriétés relatives à la durabilité évaluées en conditions de laboratoire ou en conditionsnaturelles, Études et Recherches des LPC, OA 44 , LCPC, 2004, 76 p
✸ [Baroghel-Bouny, 2005] Nouvelle approche de la durabilité du béton. Indicateurs et méthodes, Techniquesde l'Ingénieur, "Construction", documents C 2-245 & C 2-247, mai 2005, 17 p.
✸ [Baroghel-Bouny et al., 2007a] BAROGHEL BOUNY (V.)/ THIERY (M.)/ BARBERON (F.)/ COUSSY (O.)/ VILLAIN (G.). - Assessment of transport properties of cementitious materials. A major challenge as regardsdurability ?, REGC, 2007, vol. 11, n 6, pp 671- 693
POUR PLUS D'INFORMATIONS ...✹✹✹✹✹
Ecole thématique "matériaux cimentaires" du 21 au 2 6 septembre 2008
Méthodes de détermination des ID - V. Baroghel-Bouny 74/79
Quelques exemples de références à consulter :
Sur les exemples présentés (suite)
✸ [Baroghel-Bouny et al., 2007b]BAROGHEL BOUNY (V.)/ BELIN (P.)/ MAULTZSCH (M.)/ HENRY (D.). -AgNO3 spray tests : advantages, weaknesses, and various applications to quantify chloride ingress into concrete. 1. Non-steady-state diffusion tests and exposure to natural conditions. 2. Non-steady-state migration tests, M&S, 2007, vol. 40, n 8, 759-781, 783-799
✸ [Baroghel-Bouny, 2007a] Proc. Int. RILEM Workshop on Performance based evaluation and indicators forconcrete durability, march 19-21, 2006, Madrid, Spain, RILEM, 2007, PRO 47, pp 3-30
✸ [Baroghel-Bouny, 2007b] Water vapour sorption experiments: essential tool for analysis and prediction of hygral behaviour and its relation to pore structure Cem. Concr. Res., 2007, vol. 37, n° 3, pp 414-437
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✸ [Abbas et al., 1999] Gas permeability of concrete in relation to its degree of saturation, Materials and structures, vol. 32, 1999, pp 3-8
✸ [Ammouche et al., 2008] - Ammouche A., Baroghel-Bouny V., Dégradations généréestraitements préalables aux mesures par intrusion de mercure et de perméabilité aux gaz, In: "Durabilitédu béton armé et de ses constituants : maîtrise et approche performantielle", Partie 2 : Actes deséJournées "Durabilité 2006 : Méthodes d’essais et applications", 15-16 mai 2006, Paris, Etudes etrecherches des LPC, Série Ouvrages d'art, 2008, pp 197-209.
✸ [Andrade et al., 2000] ANDRADE (C.)/ CASTELLOTE (M.)/ ALONSO (C.)/ GONZALEZ (C.) - Non-steady-state chloride diffusion coefficients obtained from migration and natural diffusion tests. 1. Comparisonbetween several methods of calculation, Materials and structures, 2000, vol. 33, n 225, 21-28.
✸ [Barrett et al., 1951] The determination of pore volume and area distributions in porous substances,I -Computations from nitrogen isotherms, J. Amer. Chem. Soc., vol. 73, 1951, pp 373-380
✸ [Beaudoin et al., CCR, 1990] BEAUDOIN (J.J.)/ RAMACHANDRAN (V.S.)/ FELDMAN (R.F.). - Interaction of chloride and C-S-H, Cement and concrete research, 1990, vol. 20, n 6, pp. 875-883
✸ [Birnin-Yauri & Glasser, 1998] BIRNIN YAURI (U.A.)/ GLASSER (F.P.). - Friedel's salt, Ca2Al(OH)6(Cl,OH).2H2O: its solid solutions and their role in chloride binding, Cement and concrete research, 1998, vol. 28, n 12, 1713-1723
✸ [Brunauer et al., 1938] Adsorption of gases in multimolecular layers, J. Amer. Chem. Soc., vol. 60, 1938, p 309
✸ [Crank, 1975]CRANK J. - Les mathématiques de la diffusion. - Oxford : Clarendon Press, 1975, 414 p.
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AUTRES RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES CITÉES✹✹✹✹✹
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✸ [Garboczi, 1990] Permeability, diffusivity and microstructural parameters: a critical review, Cem. Conc. Res., vol. 20, n° 4, 1990, pp 591-601
✸ [Hearn et al., 1991]HEARN (N.)/ MILLS (R.H.). - A simple permeameter for water or gas flow, Cement and concrete research, 1991, vol. 21, n 2-3, pp. 257-261
✸ [Jacobs, 1998] JACOBS (F.). - Permeability to gas of partially saturated concrete, Magazine of concrete research, 1998, vol. 50, n 2, pp. 115-121
✸ [Jones et al., 2003] JONES (M.R.)/ MACPHEE (D.E.)/ CHUDEK (J.A.)/ HUNTER (G.)/ LANNEGRAND (R.)/ TALERO (R.)/ SCRIMGEOUR (S.N.). - Studies using 27Al MAS NMR of AFm and AFt phases and the formation of Friedel's salt, Cement and concrete research, 2003, vol. 33, n 2, pp. 177-182
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✸ [Kollek, 1989] KOLLEK (J.J.). -The determination of the permeability of concrete to oxygen by the Cembureau method. A recommendation, Materials and structures, 1989, vol. 22, n 129, 225-230
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✸ [Perrin, et al., 1998] PERRIN (B.)/ BAROGHEL BOUNY (V.)/ CHEMLOUL (L.). - Méthodes de détermination de la diffusivité hydrique de pâtes de ciment durcies, Materials and structures, 1998, vol. 31, n 208, pp. 235-241
✸ [Regourd & Hornain, 1975] Regourd M., Hornain H.- Applications de la microscopie électronique à balayage, Revue des matériaux de construction, 1975, n 693, pp. 73-87
✸ [Regourd, 1975] Regourd M.- L'action de l'eau de mer sur les ciments, Annales de l'Institut Technique du Bâtiment et des Travaux Publics, 1975, n 329, Série Liants Hydrauliques n 25, pp. 86-102
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✸ [Scherer, 1992-2007]VICHIT VADAKAN (W.)/ SCHERER (G.W.). - Measuring permeability and stress relaxation of young cement paste by beam bending, Cement and concrete research, 2003, vol. 33, n 12,pp.1925-1932
✸ [Scherer, 1992-2007]SCHERER (G.W.). - Characterization of saturated porous bodies, Materials and structures, 2004, vol. 37, n 265, pp. 21-30
✸ [Scherer, 2004] Characterization of saturated porous bodies, CSE, 2004, vol. 37, n 265, pp 21-30
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AUTRES RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES CITÉES✹✹✹✹✹
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✸ [Tang & Nilsson, 1992] Tang L., Nilsson L.O. - Rapid determination of the chloride diffusivity in concrete by applying an electrical field, 1992, ACI Material Journal, vol. 89, n 1, pp. 49-53.
✸ [Tang & Nilsson, 1993] TANG (L.)/ NILSSON (L.O.). - Chloride binding capacity and binding isotherms of OPC pastes, and mortars, Cement and concrete research, 1993, vol. 23, n 2, 247-253
✸ [Tang & Nilsson, 2001] – TANG (L.)/ NILSSON (L.O.). - Ionic Migration and Its Relation,In: Materials Science of Concrete Special Volume: Ion and Mass Transport in Cement-Based Materials, 2001
✸ [Thiery et al., 2007a] THIERY (M.)/ BAROGHEL BOUNY (V.)/ BOURNETON (N.)/ VILLAIN (G.)/ STEFANI (C.). - Modélisation du séchage des bétons. Analyse des différents modes de transfert hydrique, Revue européenne de génie civil, 2007, vol. 11, n 5, 541-577
✸ [Thiery et al., JEMP, 2007b] Suivi de l’imbibition d’eau liquide dans les matériaux cimentaires pargammadensimétrie et IRM, In: JEMP 2007 8èmes Journées d ’Etudes sur les Milieux Poreux, Lyon,24 -25 Octobre 2007
✸ [Thompson et al., 1987] The microgeometry and transport properties of sedimentary rocks, Adv. Phys., 1987, vol. 36, n° 5, pp 625-693
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✸ [van Genuchten, 1980]A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil Science Soc. of Am., 1980, vol. 44, pp 892-898
✸ [Villain et al., 2001] N° spécial « Transferts dans les bétons et durabilité”, RFGC, n° 2-3,pp 251-268