Expertise d’un site industriel`

Tout le bâtiment et de manière plus importante dans le secteur attenant au four. 

Bâtiment ancien de 1969 avec une atmosphère hautement concentrée en résidus particules et CO2 provenant de la fonte du cuivre. L’usine fonctionne 24H / 24.

Bâtiment de plus de 50 années et une exposition favorable au processus de carbonatation sur éléments de béton.

Conséquences : 

• Réduction du PH et donc une perte de la protection passive à la corrosion de l’acier.
• Perte de précontrainte de l’acier par relaxation à long terme.

Protection passive de l’acier et la carbonatation

« L’acier dans le béton est habituellement protégé contre la corrosion par passivation de l’acier, due à l’alcalinité élevée des solutions contenues dans les pores du béton. Une couche d’oxyde stable se forme à la surface de l’acier, ce qui empêche la dissolution anodique du fer. La nécessité de mesures de protection supplémentaires apparaît lorsque cette couche d’oxyde stable devient instable (en cas de dépassivassions) en raison de la pénétration de chlorures à l’interface acier/béton ou de la carbonatation du béton réduisant l’alcalinité de la solution contenue dans les pores à l’interface acier/béton. » (NF EN ISO 12696 – Protection cathodique de l’acier dans le béton)

 « La carbonatation du béton est une réaction chimique, un processus naturel par lequel le CO2 présent dans l’air ambiant pénètre dans le béton et réagit avec les produits d’hydratation dans le béton. L’équation chimique simplifiée peut être formulée de la manière suivante :

Le Ca(OH)2 de la pâte de ciment durcie n’est pas le seul composant à subir une carbonatation ; il s’est avéré que d’autres oxydes hydratés riches en calcium, présents dans le béton, se transformaient progressivement en carbonates en se décomposant d’abord en Ca(OH)2 lorsque la valeur du pH diminue en raison de la carbonatation.

La carbonatation démarre au niveau des surfaces en béton et progresse lentement vers l’intérieur. Le processus réduit le pH de la pâte de ciment. La profondeur de carbonatation dans le béton est traditionnellement mesurée à l’aide de phénolphtaléine, un indicateur qui change de couleur et vire du rouge à l’incolore lorsque le pH diminue à une valeur comprise entre 8 et 9. Cela signifie que la profondeur de carbonatation est définie comme étant la distance entre la surface et l’endroit où le changement de couleur se produit. En conséquence, cette partie située près de la surface est appelée béton carbonaté. » (NF EN 16757 – Contribution des ouvrages de construction au développement durable)

« Lorsque l’armature est en contact avec le béton carbonaté, la passivité a été perdue et la corrosion peut s’amorcer. 

Comme le dioxyde de carbone, d’autres polluants acides en suspension dans l’air, tels que le dioxyde de soufre, peuvent attaquer aussi bien le béton que l’armature aux endroits où la pollution est élevée, par exemple dans les cheminées. » (NF EN 1504-9 -Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton)

Par conséquence, une estimation de la vitesse de carbonatation permettrait de déterminer la vie de la protection passive de l’acier.

 « Cependant, pour estimer l’absorption du CO2, il est nécessaire d’introduire également un autre concept connu sous le nom de degré de carbonatation. Dans un volume spécifique de béton, le degré de carbonatation est défini comme la quantité de CaO dans la pâte de ciment, qui est convertie en CaCO3. Dans un béton carbonaté (indiqué par la décoloration de la phénolphtaléine), le degré de carbonatation peut varier considérablement en fonction principalement des conditions d’exposition, voir Tableau BB.1 ci-dessous.

Le front de carbonatation progresse de la surface vers l’intérieur du béton à une vitesse qui peut être calculée à l’aide de l’équation suivante :

où

d est la profondeur de carbonatation [mm]

k est le facteur k [mm/an0,5]

t est la durée [années]