DURABILITÉ DES BÉTONS A BASE DE VASE CALCINÉE ENVERS L'ATTAQUE ACIDE ET LA CARBONATATION NATURELLE

Abstract

ت ديمومة الخرسانة المسلحة من أهم الخصائص التي تحدد قدرتها على مقاومة مختلف العوامل العدوانية والمحافظة على أدائها الميكانيكي مع مرور الزمن، حيث تتعرض المنشآت ُع د وت الكربنة من ظواهر الشيخوخة الطبيعية التي تصيب ُ الخرسانية خالل فترة استغاللها إلى عدة ظواهر تؤثر سلبًا على متانتها، من بينها الهجوم الحمضي والكربنة الطبيعية. عتبر جميع أنواع الخرسانة، إذ تؤدي إلى انخفاض قلوية الخرسانة وتحييدها، مما يسمح بتآكل حديد التسليح ويؤثر بالتالي على ديمومة المنشآت الخرسانية وعمرها الخدمي. أما الهجوم الحمضي فيُعد من أخطر التفاعالت الكيميائية التي تسبب تدهور البنية الداخلية للخرسانة نتيجة انحالل نواتج اإلماهة وفقدان الكتلة مع الزمن. سابق من طرف صافر [82]حول الخرسانة المحتوية على الطين المحروق ً يهدف هذا العمل إلى استكمال الدراسات والتجارب المنجزة ا المستخرج من سد الشرفة بمعسكر، وذلك من خالل دراسة سلوك الخرسانة المهتزة بعد مرور عشر. وقد تم التركيز على تقييم مقاومة الخرسانة للهجوم الحمضي والكربنة الطبيعية باستبدال جزء من اإلسمنت بالطين المحروق بنسب 10% و20% و.30% أظهرت نتائج الهجوم الحمضي أن الخرسانة المحتوية على 30% من الطين المحروق (30%BOV (سجلت أفضل مقاومة مقارنة بالخرسانة المرجعية(BOT (، تليها خرسانة 20%BOV ثم10%BOV ، مما يؤكد الدور اإليجابي للطين المحروق في تحسين ديمومة الخرسانة وتقليل التدهور الناتج عن الوسط الحمضي. ويُعزى ذلك إلى انخفاض نفاذية الخرسانة نتيجة التفاعل البوزوالني للطين المحروق. فيما يخص الكربنة الطبيعية، فقد بينت النتائج وجود تزايد ملحوظ في عمق الكربنة مع مرور الزمن بالنسبة لجميع الخلطات الخرسانية، إال أن الخرسانة المرجعية (BOT (أظهرت استقرا ًرا نسبيًا ومقاومة مقارنة بالخرسانات المحتوية الطين المحروق.كما تبين أن الخرسانتين 20%BOVو 30%BOV كانتا أكثر عرضة للكربنة الطبيعية، في حين سجلت سلو ًك قريبًا نسبيًا من الخرسانة المرجعية. وتشير هذه النتائج إلى أن إضافة الطين المحروق تساهم في تحسين مقاومة الخرسانة للهجوم الحمضي، الخرسانة 10%BOV ا لكنها قد تؤثر سلبًا على مقاومتها للكربنة الطبيعية عند نسب االستبدال المرتفعة. الكلمات المفتاحية: ديمومة الخرسانة، الطين المحروق، الهجوم الحمضي، الكربنة الطبيعية، فقدان الكتلة، عمق الكربنة، مقاومة التدهور RESUME La durabilité du béton armé constitue l’une des propriétés essentielles qui déterminent sa capacité à résister aux différentes agressions extérieures tout en conservant ses performances mécaniques au cours du temps. En effet, les structures en béton sont soumises, durant leur période d’exploitation, à plusieurs phénomènes susceptibles d’altérer leur durabilité, parmi lesquels l’attaque acide et la carbonatation naturelle. Cette dernière représente un phénomène naturel de vieillissement affectant tous les types de béton ; elle provoque une diminution de l’alcalinité du matériau et sa neutralisation, favorisant ainsi la corrosion des armatures et compromettant, par conséquent, la durabilité ainsi que la durée de vie des ouvrages en béton armé. Quant à l’attaque acide, elle constitue l’une des réactions chimiques les plus agressives, entraînant la dégradation de la structure interne du béton par dissolution des produits d’hydratation et perte progressive de masse au fil du temps. Le présent travail vise à compléter les études et expérimentations réalisées antérieurement par Safer [82] sur les bétons contenant de l’argile calcinée issue du barrage de Chorfa à Mascara, à travers l’étude du comportement des bétons vibrés après dix années de conservation. L’étude s’est particulièrement concentrée sur l’évaluation de la résistance du béton à l’attaque acide et à la carbonatation naturelle, en substituant une partie du ciment par de l’argile calcinée à des taux de 10 %, 20 % et 30 %. Les résultats de l’attaque acide ont montré que le béton contenant 30 % de vase calcinée (BOV30 %) a présenté la meilleure résistance par rapport au béton de référence (BOT), suivi respectivement par les bétons BOV20 % et BOV10 %. Ces résultats confirment l’effet bénéfique de la vase calcinée sur l’amélioration de la durabilité du béton et la réduction de sa dégradation en milieu acide. Cette amélioration est attribuée à la diminution de la perméabilité du béton grâce à la réaction pouzzolanique de la vase calcinée. Concernant la carbonatation naturelle, les résultats ont révélé une augmentation significative de la profondeur de carbonatation avec le temps pour l’ensemble des formulations étudiées. Toutefois, le béton de référence (BOT) a présenté une meilleure stabilité et une résistance plus importante vis-à-vis de l’avancement du front de carbonatation par rapport aux bétons contenant de l’argile calcinée. Il a également été observé que les bétons BOV20 % et BOV30 % étaient davantage sensibles à la carbonatation naturelle, tandis que le béton BOV10 % a montré un comportement relativement proche de celui du béton de référence. Ces observations indiquent que l’incorporation d’argile calcinée contribue efficacement à l’amélioration de la résistance du béton à l’attaque acide, mais qu’elle peut influencer défavorablement la résistance à la carbonatation naturelle lorsque les taux de substitution deviennent élevés. Mots-clés: Durabilité du béton, vase calcinée, attaque acide, carbonatation naturelle, perte de masse, profondeur de carbonatation, résistance à la dégradation. ABSTRACT The durability of reinforced concrete is one of the essential properties that determine its ability to withstand various external aggressions while maintaining its mechanical performance over time. Indeed, concrete structures are exposed, during their service life, to several phenomena likely to impair their durability, among which acid attack and natural carbonation. The latter is a natural aging process that affects all types of concrete; it causes a reduction of the material’s alkalinity and its neutralization, thereby promoting reinforcement corrosion and consequently compromising the durability and service life of reinforced concrete structures. As for acid attack, it is one of the most aggressive chemical reactions, leading to the degradation of the concrete’s internal structure by dissolution of hydration products and progressive loss of mass over time. The present work aims to complement the studies and experiments previously carried out by Safer on concretes containing calcined clay from the Chorfa dam in Mascara, through the study of the behavior of vibrated concretes after ten years of curing. The study focused particularly on assessing the concrete’s resistance to acid attack and natural carbonation, by replacing part of the cement with calcined clay at rates of 10%, 20% and 30%. The results of the acid attack test showed that the concrete containing 30% calcined sediment (BOV30%) exhibited the highest resistance compared with the reference concrete (BOT), followed by BOV20% and BOV10%, respectively. These results confirm the beneficial effect of calcined sediment on improving concrete durability and reducing its deterioration in acidic environments. This improvement can be attributed to the reduction in concrete permeability resulting from the pozzolanic reaction of the calcined sediment.. Concerning natural carbonation, the results revealed a significant increase in carbonation depth over time for all formulations studied. However, the reference concrete (BOT) showed better stability and greater resistance to the advance of the carbonation front compared with concretes containing calcined clay. It was also observed that BOV20% and BOV30% concretes were more sensitive to natural carbonation, while BOV10% concrete showed behavior relatively close to that of the reference concrete. These observations indicate that incorporation of calcined clay effectively improves concrete resistance to acid attack, but may adversely affect resistance to natural carbonation when substitution rates become high. Keywords: Concrete durability, calcined clay, acid attack, natural carbonation, mass loss, carbonation depth, degradation resistance.