Prévenir la corrosion des armatures induite par la présence de chlorures dans le béton 2008/04.12

Prévenir la corrosion des armatures induite par la présence de chlorures dans le bétonIl y a un an environ, le CSTC vous avait informé de l'état des connaissances et des recherches menées jusqu'alors dans le cadre de la prévention contre la corrosion des armatures induite par la carbonatation. Mais outre ce phénomène, la présence de chlorures dans le béton est une cause de corrosion des armatures tout aussi importante. L'article qui suit se penche sur la corrosion causée par les chlorures, et présente quelques mesures préventives.

1. Chlorures et piqûres de corrosion

Piqûres de corrosion dues aux chlorures.
Putcorrosie door chloriden.
Les chlorures en tant que tels sont inoffensifs pour le béton. Cependant, si leur concentration est relativement élevée dans l'eau contenue dans la structure poreuse entourant les armatures, ils peuvent donner lieu à des foyers locaux de corrosion appelés piqûres de corrosion (voir photo) et ce, même dans le béton non carbonaté, où une couche de passivation protège l'armature. Cette corrosion peut être très dangereuse d'un point de vue structurel, d'autant qu'elle génère peu de produits de corrosion et que, contrairement à la corrosion par carbonatation qui se manifeste par des éclats de béton ou des fissures, il n'est pas aisé de détecter le problème. Ce type de corrosion des armatures se manifeste par l'écoulement de produits de corrosion via les pores et les fissures du béton.

Les chlorures peuvent être mélangés au béton (granulats), y être introduits par diffusion (surface saturée d'eau) ou par absorption capillaire suivie de diffusion (surface sèche).

2. Mesures préventives prévues dans les normes

Plusieurs normes formulent quelques prescriptions en vue de prévenir la corrosion induite par les chlorures. La norme NBN EN 206-1 et son supplément belge, la NBN B 15-001, imposent ainsi un dosage minimal en ciment et un facteur E/C maximal. Ces normes fixent un taux maximum autorisé de chlorures dans le béton armé et interdisent l'usage d'adjuvants à base de chlorure. La norme NBN EN 1992-1-1 impose un enrobage minimum des armatures, tandis que le projet de norme prEN 13670 et la norme NBN EN 13369 prévoient une durée de cure minimale. Un revêtement de protection conforme à la norme NBN EN 1504-2 est requis dans certains cas.

3. Facteurs d'influence étudiés

Le CSTC et le CRIC ont étudié l'effet du rapport eau-ciment, de la teneur en ciment, de la cure et du type de ciment sur la résistance du béton et du mortier aux chlorures. Les procédures d'essais utilisées pour caractériser la diffusion étaient basées sur les méthodes NT Build 443 et NT Build 355 (CSTC), et la recommandation CUR-48 (CRIC).

La procédure NT Build 443 et la recommandation CUR-48 prévoient de plonger les échantillons dans une solution de chlorures à concentration connue et d'établir le profil de chlorures après un temps d'exposition défini. Ce profil permet de déterminer le coefficient de diffusion en régime non stationnaire. Lors de la procédure NT Build 355, un champ électrique fait migrer les chlorures à travers l'échantillon. Le coefficient de migration en régime stationnaire peut être calculé en mesurant la vitesse de migration. Les différents coefficients de diffusion et de migration ne peuvent être comparés, mais ils peuvent être étudiés séparément dans le cadre d'une analyse des facteurs d'influence. Le résultat est toujours le même : plus le coefficient est élevé, plus la résistance du béton aux pénétrations de chlorures est faible.

Les constatations suivantes ont été faites au cours de la recherche :
  • la résistance du béton à la pénétration de chlorures faiblit à mesure que le facteur E/C augmente
  • les types de ciment contenant des cendres volantes (CEM II, CEM V) et du laitier de haut fourneau (CEM III) donnent lieu à des coefficients plus faibles que les ciments Portland (CEM I)
  • la cure renforce considérablement la résistance d'un béton ou d'un mortier à la pénétration de chlorures.

4. Conclusion

La recherche évoquée ici a notamment démontré que le type de ciment pouvait être déterminant pour la résistance aux chlorures. Cependant, bien qu'augmentant la résistance aux chlorures, l'usage de ciment contenant des cendres volantes et du laitier de haut fourneau affaiblit la résistance du béton à la carbonatation. Lors du choix du type de béton, il y a donc lieu de considérer l'environnement auquel il sera exposé et, éventuellement, d'adapter la composition du béton, d'appliquer une cure complète de longue durée ainsi qu'un enrobage de béton suffisant. La température lors du bétonnage et le délai de décoffrage pratiqué sont d'autres facteurs devant agir sur le choix du type de ciment.

Article complet


B. Dooms, ir., conseiller technologique (¹), chercheur, laboratoire 'Technologie du béton', CSTC
V. Pollet, ir., conseiller technologique (²), chef adjoint du département 'Matériaux, technologie et enveloppe', CSTC
G. Mosselmans, dr. ir., chef de projet, CRIC (³)

(¹) Guidance technologique 'Nieuwe generatie gelijmde betonwapening', subsidiée par l'IWT.
(²) Guidance technologique 'Réparation du béton', subsidiée par la Région wallonne.
(³) Centre de recherche scientifique et technique pour l'industrie cimentière.