Modélisation de la carbonatation atmosphérique des matériaux cimentaires

THIERY, M ; DANGLA, P ; VILLAIN, G ; PLATRET, G ; MASSIEU, E ; DRUON, M ; BAROGHEL BOUNY, V

Résumé :

Les armatures du béton armé sont protégées de la corrosion par le pH élevé du béton d'enrobage. Or, cette forte basicité est détruite par la réaction de carbonatation du CO2 atmosphérique avec la portlandite du béton Ca(OH)2. Deux approches pour modéliser ce phénomène sont présentées. En premier lieu, une modélisation simplifiée fournit des résultats analytiques et permet de vérifier que la cinétique hétérogène de dissolution de Ca(OH)2 joue un rôle primordial. En second lieu, grâce à une description suffisamment fine du mécanisme de carbonatation de Ca(OH)2, un modèle numérique qui prédit la chute du pH de la solution interstitielle est proposé, le pH étant une variable pertinente pour appréhender la corrosion des armatures. La complexité des couplages physico-chimiques et des non-linéarités impose une résolution numérique. La cinétique de dissolution de Ca(OH)2 est calibrée à partir du profil de Ca(OH)2 d'une pâte de ciment carbonatée sous conditions accélérées. Le modèle est ensuite confronté avec les résultats expérimentaux obtenus sur un béton.

Mots clés :

Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées n°252 - 253, 2004, pp 153-187