3 Presentation RSI Phenomene Guide 2008-05-22 Cle2a5864

7/24/2019 3 Presentation RSI Phenomene Guide 2008-05-22 Cle2a5864

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LaLa rraction sulfatique interneaction sulfatique interne

(RSI)(RSI) dansdans lesles bbtonstonsPrPrsentation du phsentation du phnomnomnene

etetGuide deGuide de prprventionvention

P.P.DantecDantec -- Club OAClub OAAuvergneAuvergne--LimousinLimousin -- 2222 maimai 20082008(( ddapraprss exposexpos de L.de L.DivetDivet et B.et B.GodartGodart LCPC)LCPC)


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IntroductionIntroduction Les sulfates

un risque majeurdagression chimique pour le btonun phnomne dexpansion en relation avec la formation dettringite

Les sources en sulfates peuvent tre dorigine :

externe (sol, liquide, gaz)

dgradation progressive depuis la surface vers le cur de la pice enbton

interne : RSI (formation diffre de lettringite)

remobilisation des sulfates du ciment

dgradation gnralise de la pice en bton

La principale cause (indispensable mais pas suffisante)

une lvation de la temprature pendant la prise du bton T > 65C

2 types de bton concerns : - btons tuvs

- btons de pices massives (ou critiques)


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Exemple denregistrements destempratures du bton dune pice

massive (4x5x6 m)

ComparaisonComparaisonbton tuv / bton massif

dure de la priode de latence

0 4 h / 10 12 h

dure de maintien haute temp..

4 10 h / plusieurs jours

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LLchauffementchauffement desdes bbtonstons dede grandegrande massemasse


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1987 1er cas identifi en prfabrication

Traverses de chemin de fer

Finlande, Tepponen et Eriksson

1996 1er cas dans les btons couls en place

Fondation de pylnes de lignes lectriquesEtats UnisEtats Unis,,HimeHime

1997 1er cas en FranceChevtre sur pile

Pont dondes, Divet et al.

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HistoriqueHistorique


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Ouvrages atteintsOuvrages atteints


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Ouvrages atteintsOuvrages atteints


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RecommandationsRecommandations (guide 2007)(guide 2007)

Ces recommandations reprennent certains concepts de basequi ont tendance tre ngligs, voire oublis

structures coules en place :

viterdes rythmes de construction soutenus au dtriment de ladurabilit des structures

optimisation multicritres du choix du ciment et de laformulation du bton (viter CEM I 52,5 R dans une pice massive)

viter le coulage de pices massives lors des fortes chaleur siaucune disposition pour limiter lchauffement

structures constitues de produits prfabriqus :

viterdes Tmax leves avec des dures de palier longues


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LesLes principesprincipes desdes recommandationsrecommandations

Ncessit dune dmarche prventive

Viser une durabilit lchelle de 100 ans

viter de bouleverser les pratiques de formulation desbtons

viter de bouleverser les pratiques de construction

En tant que raction de gonflement interne, essayer desuivre une dmarche proche de celle suivie pour lalcali-raction


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LaLa ddmarche prmarche prventiveventive

Les bases de la mthode

Identifier les parties douvrages susceptiblesde dvelopper une RSI Choisir la catgorie dans laquelle se trouvelouvrage (ou la partie)

Caractriser lenvironnement

Implique le niveau de prvention quidtermine alors les prcautions prendre


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Identifier les partiesIdentifier les parties ddouvrageouvrage

Les produits prfabriqus en bton subissant un traitementthermique

Les parties douvrages dfinies comme tant des picescritiques La notion de pice massive nest pas pertinente annexe 3

Semelle de 1,5 m dpaisseur :

C30/37 dos 370 kg/m3 de CEM III/A 42,5 N Tmax = 49CVoile de 0,6 m dpaisseur :

C40/50 dos 400 kg/m3 de CEM I 42,5 R Tmax = 65C

Dfinition dune pice critique : Pice de bton pour laquelle la chaleurdgage ne sera que trs partiellement vacue vers lextrieur et conduira une lvation importante de la temprature du bton (Epaisseur au moins

suprieure 0,25 m)


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CatCatgoriser lgoriser l ouvrage ououvrage ou la pila picece

3 catgories reprsentatives du niveau de risque vis--visde la RSI que lon est prt accepter pour un ouvrage :

Choix dcid par le matre douvrage

Ce choix est fonction :

de la nature de louvrage

de sa destination

des consquences des dsordres sur la scuritsouhaite

de son entretien ultrieur


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-Btiments racteurs des centrales nuclaires et arorfrigrants-Barrages

-Tunnels-Ponts ou viaducs exceptionnels-Monuments ou btiments de prestige-Traverses de chemin de fer

Catgorie IIIConsquences

inacceptables ouquasi inacceptables

-Les lments porteurs de la plupart des btiments et les ouvragesde gnie civil (dont les ponts courants) -La plupart des produits prfabriqus structurels (y compris lescanalisations sous pression)

Catgorie II

consquences peutolrables

-Ouvrages de classe de rsistance infrieure C 16/20-lments non porteurs des btiments

-lments aisment remplaables-Ouvrages provisoires-La plupart des produits prfabriqus non structurels

Catgorie Iconsquences faibles

ou acceptables

Exemples douvrages ou dlments douvrageCatgorie

CatCatgoriser lgoriser l ouvrage ououvrage ou la pila picece


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ClassesClasses ddexpositionexposition

La norme NF EN-206-1 ne dfinit pas de classe dexpositionadapte la RSI

3 classes complmentaires XH1, XH2 et XH3 sont cres prennent en compte le fait que leau ou une hygromtrieambiante leve sont des facteurs ncessaires la RSI

Ces 3 classes viennent en complment des 18 classes dexpositiondfinies dans la norme NF EN 206-1

Elles doivent tre spcifies au CCTP pour chaque partie douvrage


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-Partie douvrage submerge en permanence dans leau-Elments de structures marines-Un grand nombre de fondations-Partie douvrage rgulirement expose des

projections deau

en contact durableavec leau :

-Immersion permanente-stagnation deau la

surface-zone de marnage

XH3

-Partie douvrage situe lintrieur de btiments o letaux dhumidit de lair ambiant est lev

-Partie douvrage non protge par un revtement etsoumis aux intempries, sans stagnation deau lasurface-Partie douvrage non protge par un revtement etsoumise des condensations frquentes

alternancehumidit-schage,

humidit leve

XH2

-Partie douvrage situe lintrieur de btiments o le

taux dhumidit de lair ambiant est faible ou moyen-Partie douvrage situe lextrieur et abrite de lapluie

sec ou humidit

modre

XH1

Exemples informatifs illustrant le choix desclasses dexposition

Description delenvironnement

Classesexposition

ClassesClasses ddexpositionexposition


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Choix du niveauChoix du niveau dede prprventionvention

de la responsabilit du matre douvrage

DsCsAsIII

Risque inacceptable

CsBsAsII

Risque peu tolrable

AsAsAsI

Risque faible ou acceptable

XH3XH2XH1Classe

dexpositionCatgorie douvrage


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Choix du niveauChoix du niveau dede prprventionvention

Exemple dapplication un pont class en catgorie II

Pieux et semelles de fondation : niveau Cs

Piles et tablier : niveau Bs

Chevtre sur pile et sommiers sur cule : niveauBs ou Cs

fonction des dispositions prises pour assurerlvacuation des eaux


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Principe de laPrincipe de la prprventionvention

Le principe de prvention repose essentiellement

sur la limitation de lchauffement du btoncaractris parTmax susceptible dtre atteinte au sein de

louvrage Les recommandations donnent des outils de calcul de

lchauffement du bton

mthode simplif ie permettant destimer si les picessont considres comme critiques outil dalerte

tude plus fine en utilisant un code de calcul auxlments finis qui prend en compte la chaleur dgagepar le bton lors dun essai spcifique


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Pour viter tout dgagement de chaleur excessif nonmatris du bton

ll convient de mettre en uvre les moyenspossibles :

choix de la formulation et des constituants du bton

choix de la priode de btonnage refroidissement du bton frais

dispositions constructives adaptes

Mthode de calcul simplifie dans le guide

Principe de laPrincipe de la prprventionvention


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NiveauNiveau dede prprventionventionAsAs

Soit Tmax < 85C

Soit 85C < Tmax < 90C

et dure (Tmax > 85C) < 4 heuresDans le cas dun traitement thermique matris(en usine de prfabrication ou installations sur chantier)


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Soit Tmax < 75C


Dans ce cas, une des 6 conditions suivantes doit trerespecte :

soit (1) dure < 4 heureset Na2Oquivalent actifs du bton < 3 kg/m3

soit (2) utilisation dun ciment conforme la normeNF P15-319 (ES) avec pour les CEM I et CEM II/A :

Na2Oquivalent actifs du bton < 3

kg/m3

NiveauNiveau dede prprventionvention BsBs


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Suite

Une des 6 conditions suivantes doit tre respecte :

soit (3) utilisation de ciments non conformes la normeNF P15-319 (ES) de type CEM II/B-V, CEM II/B-S, CEM II/B-Q, CEM II/B-M(S-V), CEM III/A ou CEM V

et SO3 du ciment < 3% et C3A du clinker < 8%

soit (4) vrification de la durabilit du bton vis--vis de

la RSI laide de lessai de performance

NiveauNiveau dede prprventionvention Bs (suite)Bs (suite)


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Suite.

Une des 6 conditions suivantes doit tre respecte :

soit (5) utilisation en combinaison avec du CEM I, decendres volantes, de laitiers de haut fourneau et depouzzolanes

et proportion daddition > 20 %

et ciment CEM I : C3A < 8 % et SO3 < 3%

soit (6) pour les lments prfabriqus : 5 conditions de

rfrences demploi

NiveauNiveau dede prprventionvention Bs (suite)Bs (suite)


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NiveauNiveau dede prprventionvention CsCs

Soit Tmax < 70C


Dans ce cas, une des 6 conditions suivantes doit trerespecte :

les conditions sont les mmes que pour le niveau Bs


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NiveauNiveau dede prprventionvention DsDs

Soit Tmax < 65C


et utilisation dun ciment conforme la normeNF P15-319 (ES) avec pour les CEM I et CEM II/A :

Na2Oquivalent actifs du bton < 3

kg/m3

et validation de la formulation du bton par unlaboratoire indpendant expert en RSI

2 prcautions proposes, la premire tant prioritaire

C


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Avec lvolution des matriaux et des techniques deconstruction, les tempratures augmentent dans leslments de structures, et cette pathologie va se

dvelopper si rien nest fait.

Comme pour lalcali-raction, il nexiste pas de

traitement efficace et fiable pour les ouvrages atteintsde la raction sulfatique interne par formation diffredettringite

Pour sen prmunir, une dmarche prventive est doncncessaire

ConclusionsConclusions

Documents

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