Réaction alcali-granulat

Réaction alcali-granulat
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Les réactions alcali-granulat (RAG) constituent une famille de réactions dans le béton entre les ions alcalins contenus dans les pores du ciment et les granulats.

Elles conduisent à l'attaque des agrégats et à la formation de gels hydrophiles. Cette attaque se traduit par une diminution des propriétés mécaniques du béton (résistance à la compression, à la flexion, modification du module d'Young) et par un gonflement caractéristique.

Cette réaction ne survient que si trois conditions sont remplies :

  • les granulats sont réactifs (p. ex., présence de silice amorphe ou de dolomie),
  • l'alcalinité (concentration en ions OH–) du ciment est élevée,
  • il y a suffisamment d'eau pour permettre le transport et la réaction des ions et des substances dissoutes réactives.

Sommaire

Types de réactions alcali-granulat

Alcali-silice

Les granulats, composés essentiellement de silice y sont parfois vulnérables : la silice mal cristallisée est la plus altérable et réagit avec les ions alcalins de la solution interstitielle des pores du ciment. La cinétique de l'attaque est gérée par un ensemble de paramètres tel que le pH, l'alcalinité (concentration en ions OH–), la concentration en ions calcium (Ca2+), la qualité de la structure du granulat SiO2, ... .

Les ponts silanols Si-OH de la structure granulaire sont détruits et des siloxanes -Si-O-Na-OH ou -Si-O-K-OH sont créés. Ce nouveau composé est un gel fortement hydrophile qui gonfle en présence d'eau. Les produits que l'on nomme "gels" sont également appelés CKSH et CSH dans le jargon cimentier. Il s'agit de phase hydratée composée de potassium et/ou calcium, silicium.

Alcali-silicate

La réaction alcali-silicate survient lorsque les aggrégats du béton sont contaminés par la présence de minéraux argileux (argile, terre, ...).

Alcali-carbonate

La réaction alcali-carbonate est plutôt mal nommée et se rapporte en fait à la réaction alcali-magnésium. La présence de dolomie ou de magnésite dans les aggrégats peut engendrer une réaction entre le carbonate de magnésium et la chaux qui donne lieu à la cristallisation de brucite, un hydroxide de magnésium dont le gonflement différé peut endommager le béton.

MgCO3 + Ca(OH)2 —> CaCO3 + Mg(OH)2

Voir aussi

Bibliographie

  • Sous la direction de Jean-Pierre Ollivier et Angélique Vichot, La durabilité des bétons. Bases scientifiques pour la formulation des bétons durables dans leur environnement, Presses de l'école nationale des Ponts et Chaussées, Paris, 2008 (ISBN 978-2-85978-434-8)

Liens externes


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