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beton

Tijdschrift van het Prefab-beton Revue du Béton préfabriqué N. 43 DECEMBRE

1977

DECEMBER

Administration - Rédaction - Publicité : 33. Les Tribunes du Stade Olympique de Bruges.

De Tribunes van het Olympia-Stadion te Brugge.

40. Notre Visite d’Usine : La Firme Scheys à Lubbeek Ons Fabrieksbezoek : De Fa Scheys te Lubbeek

Fédération de l’Industrie du Béton Bd. Aug. Reyers 207-209, 1040 Bruxelles T. 02/735.80.15 - C.C.P. n° 000-0028008-72 T.V.A. n° 407.408.809 Administratie - Redactie - Publiciteit :

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Affilié à l'Association des Journalistes Périodiques Belges et Etrangers • Union Professionnelle Reconnue

Photo de Couverture : Le Montage du Stade Olympique de (voir article en p. 33).

Bruges

Aangesloten bij het Verbond van Belgische en Buitenlandse Journa­ listen der Periodieke Pers - Erkende Beroepsvereniging

COMITE DE REDACTION — REDACTIECOMITE : MM. J. Helten - J. Schmidt

Foto op Titelblad : De Montage van het Olympia-Stadion te Brugge (zie artikel op biz. 33).

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LES TRIBUNES DU STADE OLYMPIQUE A BRUGES

DE TRIBUNES VAN MET OLYMPIA-STADION TE BRUGGE

Bien qu’étant en fonction depuis quelques temps, nous avons voulu consacrer quelques pages au Stade Olympique de Bruges, où notamment les deux équipes de football brugeoises de 7®''® Division opèrent» maintenant. On ne construit pas tous les ans pareil stade !

Alhoewel reeds een paar jaar in gebruik hebben wij toch nog een paar bladzijden willen wijden aan het Olympiastadion, waar beide Brugse 1 ®'® Divisie-voetbalploegen ondergebracht zijn. Tenslotte wordt niet elk jaar dergelijk stadion gebouwd !

Photo 1

Foto 1

Vue d'ensemble d'une des tribunes, avec la dernière phase du

Zicht van het geheel van één van de tribunes en laatste fase van

montage d'une des poutres de toiture. A quelques mètres de

de montage van één van de dakliggers. Een voorlopige verbin­

l'extrémité libre de ces poutres, une liaison provisoire assure le

ding van de dakliggers op enkele meters van hun vrij uiteinde

contreventement jusqu'au moment de la mise en place de la

levert het windverband tot het ogenblik waarop het eigenlijke

toiture.

dak geplaatst is.

33

Photo 2.

Foto 2

Au premier plan, une des poutres-gradins, pourvue de deux

Op de voorgrond wacht een gradin-ligger, voorzien van twee

barres Dywidag, attend encore la poutre de toiture. A la travée

Dywidag-staven, op de dakligger. In het volgende vak is de

suivante, la poutre de toiture est placée et ancrée à l'aide de

dakligger reeds geplaatst en aan de Dywidag-staven verankerd

plaques de répartition à ces barres Dywidag.

bij middel van verdeelplaten.

Sur chaque côté long du terrain de sport, se

Aan de lengtezijden van het voetbalterrein bevin­

trouve une tribune de 110 m de long sur 25,65 m de large. (Photos 1 et 2).

den zich tribunes, ieder 110 m lang bij 25,65 m breed (Foto 1 en 2).

L'infrastructure et les gradins furent réalisés en béton armé par l’entrepreneur général, tandis que celui-ci faisait appel à notre industrie pour les élé­ ments préfabriqués en béton précontraint des toi­ tures. Ces dernières consistent chacune, essen­ tiellement, en 23 poutres à grand encorbellement en béton précontraint, portant des éléments se­ condaires en béton précontraint léger et des corni­

De infrastruktuur en de gradins werden uitge­ voerd in gewapend beton door de algemene aan­

ches (Photo 2).

34

nemer, die voor de geprefabriceerde dakelementen in voorgespannen beton een beroep deed op onze industrie. Elk dak bestaat uit 23 uitkragende hoofd­ liggers in voorgespannen beton, welke de sekundaire elementen in voorgespannen licht beton en de dakgoten dragen (Foto 2).

openingen voor 2 dywidagstaven 0 36 mm ouverture pour 2 barres dywidag 0 36 mm

openingen voor het vastleggen aan de steunkolom ouvertures pour ancrage à ta colonne support

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30

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hotte gevutd met blokken in polystireen creux réalisé avec blocs en polystiréne

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1.80 5.1 S

2050

fig. : 1

Les grandes poutres sont libres à partir de leur

De grote liggers hebben een uitkragend gedeelte

extrémité côté terrain, sur une longueur de 20,50 m

van 20,50 m lengte, gemeten vanaf hun uiteinde

(Fig. 1). De la colonne-support, se trouvant à cet

langs de zijde van het terrein tot aan de steunko­

endroit, jusqu'à l’autre extrémité où un élément vertical en béton précontraint forme tirant, il y a

lom (Fig. 1). Vanaf deze laatste tot aan het andere uiteinde, waar een vertikaal element in voorge­

5,15 m. La hauteur varie de 0,70 m à l’extrémité

spannen

côté libre à 1,70 m sur I' appui, à 1,375 m au tirant (Fig. 2 et 3). La largeur varie de 0,40 m aux extré­

beton

de trekker vormt,

bedraagt

de

lengte 5,15 m. De hoogte varieert van 0,70 m aan het vrije uiteinde tot 1,70 m aan de steun en tot 1,375 m aan de trekker (Fig. 2 en 3). De breedte

mités à 0,65 m au-dessus de l’appui.

varieert van 0,40 m aan de uitersten tot 0,65 m boven het steunpunt.

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4fig. : 4

fig.; 2

fig. : 3

La section est partout rectangulaire, mais en de­ hors des extrémités et de la zone de l’appui, elle est creuse pour diminuer le poids propre (Fig. 4). Cela a été réalisé à l’aide de polystiréne, bien fixé au coffrage, aussi bien latéralement que verticale­ ment. Poids de la poutre : 26.714 kg.

De doorsnede is overal rechthoekig en hol, be­ halve aan de uiteinden en ter plaatse van de steun, dit om het eigengewicht te verminderen (Fig. 4). Dit werd verwezenlijkt bij middel van polystireen, dat zowel horizontaal als vertikaal goed aan de bekis­ ting was bevestigd. Gewicht van de ligger : 26.714 kg.

35

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SI

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2x18 torons O 1/2" 2x18 strengen O 1/2"

4.

18 strengen 0 1/2" 18 torons 0 1/2'

“T 18 strengen 0 1/2' 18 torons 0 1/2"

fig. : 5

L’axe de la précontrainte est droit et les 36 torons de 0 1/2” ont en élévation un tracé rectiligne (Fig.5).

Ils sont logés dans les parois laté­ rales des poutres et suivent les faces extérieures de celles-ci.

Une construction métallique les garde écartés au-dessus de l'appui (Fig. 6).

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5.

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De as van de voorspanning is recht en de 36 strengen 0 1/2” heb­ ben in opstand een rechtlijnig ver­ loop (Fig. 5). Ze zijn ondergebracht in de zijwanden van de liggers en volgen het tracé van de buitenzijden van deze laatste.

Boven het steunpunt worden ze door een me­ talen konstruktie op afstand ge­ houden (Fig. 6).

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W

De fabrikatie van de liggers ge­ schiedde zo dat de as van de voor­ spanning horizontaal was (Foto 3).

De verbinding van de ligger met de trekker werd verwezenlijkt door 2 Dywidagstaven met 36 mm diame­ ter, elk met een breuksterkte van ± 107 ton (Foto 2 en Fig. 1).

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35

15 Photo 3

►

A

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La fabrication des poutres se fait avec l’axe de la précontrainte suivant une horizontale (Photo 3).

La liaison de la poutre avec le tirant est assurée à l'aide de 2 barres Dywidag de diamètre 36 mm, ayant un effort de rupture de ± 107 tonnes chacune (Photo 2 et Fig. 1).

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15

fig. : 6

Lors de la fabrication, l'axe de la précontrainte est non seule­

Foto 3

De as van de voorspanning is tijdens de fabrikatie niet alleen

ment rectiligne, mais également horizontal. La disposition du

rechtlijnig maar ook horizontaal. De bekisting is dan ook ean

coffrage est adaptée à cette exigence.

deze eis aangepast.

Photo 4

Foto 4

A intervals réguliers, des ouvertures provisoires furent laissées

Met regelmatige tussenafstanden werden voorlopige openingen

dans l’ossature pour permettre le passage des poutres à placer

gelaten in het skelet teneinde de aanvoer en de plaatsing van de

dans ces environs.

liggers in hun omtrek toe te laten.

Le montage des poutres est effectué à l’aide de 2

De liggers werden gemonteerd bij middel van 2

grues de grande capacité, en ménageant à diffé­ rents endroits, provisoirement, les passages à tra­

kranen met grote kapaciteit, welke gebruik maak­

vers l’ossature (Photos 4 et 5).

Les poutres principales sont placées à 5 m en axe et portent en dehors de la corniche une série de poutres rectangulaires de 20 cm de haut sur 15 cm de large, en béton léger précontraint et dont l’entre-distance est de l’ordre de 2 m.

ten van voorlopige doorgangen, die op verschil­ lende plaatsen van het skelet waren opengelaten (Foto’s 4 en 5).

De hoofdliggers zijn geplaatst met een afstand van 5 m as op as en dragen, benevens de dakgoot, een reeks rechthoekige balken, in voorgespannen licht beton, van 20 cm hoogte op 15 cm breedte, welke een tussenafstand van ongeveer 2 m bezit­ ten.

A certains endroits, des éléments métalliques complètent la structure pour assurer le contreven-

Op sommige plaatsen werden metalen elementen als windverband toegevoegd.

tement.

La couverture proprement dite est constituée partiellement en aciéroïd et partiellement en plasti­ que ondulé non transparent.

De dakbedekking zelf bestaat gedeeltelijk uit staalfolie en gedeeltelijk uit ondoorschijnende golfplaten in plastic.

37

T«''.' -

Photo 5

Foto 5

Fin de la mise en place de la poutre de toiture et réglage des

Einde van de plaatsing van een dakligger en regeling van de

appuis.

steunen.

Maître de l’ouvrage : Ville de Bruges

Bouwheer : Stad Brugge

Auteur de projet et étude de stabilité :

Ontwerp en stabiliteitsstudie :

ir. A. Jonckheere - Bruges

ir. A. Jonckheere - Brugge

Entrepreneur du gros-oeuvre :

Aannemer van ruwbouw :

S.A. Brugse Algemene Bouwonderneming - Bruges

N.V. Brugse Algemene Bouwonderneming - Brugge

Béton précontraint préfabriqué ;

Voorgespannen prefab-beton :

S.A. Structo - Bruges

N.V. Structo - Brugge

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LE 9^ CONGRES DU B.I.B.M. VIENNE 8 - 13 OCTOBRE 1978

HET 9^ B.I.B.M.-KONGRES WENEN 8 - 13 OKTOBER 1978

Le 9® Congrès Inter­ national de l’Industrie du Béton aura lieu dans Ie Centre de Congrès «Hofburg» à Vienne du dimanche 8 octobre 1978 au vendredi 13 octobre 1978 inclus.

Het 9' Internationaal Kongres van de Beton­ industrie gaat door in het «Hofburg»-kongrescentrum te Wenen van zondag 8 tot vrijdag 13 oktober 1978 inbegre­

Au cours d’une demidouzaine de séances de travail les thèmes sui­ vants doivent être prin­ cipalement traités ;

Tijdens een half dozijn werkzittingen zullen hoofdzakelijk volgende thema’s behandeld wor­ den :

— technologie briqué ;

et

production

pen.

du

béton

préfa­

— aspects médicaux, biologiques et sociologiques des immeubles modernes ; — développement des produits et mise en oeuvre ;

— technologie en produktie van het prefabbeton ; — medische, biologische en sociologische pekten van de moderne gebouwen ;

as­

— ontwikkelingen van de Produkten en hun plaat­ sing ;

— économie, marketing, relations publiques.

— ekonomie, marketing en P.R.

Participation

Deelname

Si vous désirez avoir plus d’informations concernant ce Congrès vous pouvez obtenir un dépliant promo­ tionnel auprès de la FeBe (tél. : 02/735.80.15).

Indien U meer inlichtingen aangaande dit Kongres wenst kunt U een promotie-folder verkrijgen bij de FeBe (tel. : 02/735.80.15).

En renvoyant celui-ci aux organisateurs vous rece­ vrez directement toutes les informations correspon­ dantes publiées désormais à ce sujet.

Wanneer U deze inzendt bij de organisatoren, ont­ vangt U rechtstreeks alle toekomstige informaties over het Kongres.

39

Wij bezochten voor U

Nous avons visité pour Vous

de firma

La firme

SCHEYS Lubbeek

La firme Scheys appartient à la série des entrepri­ ses de moyenne importance de l'industrie du bé­ ton, qui se sont judicieusement rationalisées ces dernières années et qui se sont spécialisées dans quelques produits déterminés à l'aspect et à la fini­ tion soignés. Après avoir introduit, en Belgique, il y a quelques années, le système de planchers pré­ fabriqués "Katzenberger", l'usine a marqué récemment un nouveau pas en avant : la fabrication de bloes en béton, l'autre spécialité de l'usine, a été résolument modernisée par l'acquisition d'une installation américaine complète «Columbia». La direction partage l'avis de quelques-uns de ses confrères - à tort ou à raison - qu'un bloc de béton avec finition parfaite et aux dimensions exactes ne peut être obtenu qu'à partir de matériel américain.

De firma Scheys behoort tot de reeks mid­ delgrote bedrijven uit de betonindustrie, die de laatste jaren op oordeelkundige manier «geratio­ naliseerd» en zich gespecialiseerd hebben in een paar welbepaalde Produkten, die met uiterste zorg en afwerking op de markt gebracht worden. Na het «Katzenberger»-prefabvloerensisteem vóór enkele jaren in België geïntroduceerd te hebben, werd vorig jaar een nieuwe stap gezet : de fabrikage van betonblokken, de andere specialiteit van de firma werd resoluut gemoderniseerd door de aanschaf Columbia»-invan een volledige Amerikaanse stallatie. Zoals enkele anderen gelooft de direktie van de firma - te recht of ten onrechte - dat een perfekt afgewerkt, maatzuiver betonblok, enkel met Amerikaans materieel kan bekomen worden.

Les blues au "millimètre près" : la motivation récente de la firme Scheys.

"Millimetcr-precieze” blokken : de recente nieuwe drijfveer van de Lirma Scheys.

A. HISTORIQUE

A. HISTORIEK De firma werd gesticht vóór de tweede wereld­

La firme a été créée avant la seconde guerre mondiale. A cette époque, elle était également ac­ tive dans le négoce de matériaux de construction.

oorlog.

Après la guerre, la production s’élargit en ajoutant à son programme la fabrication de hourdis

Na de oorlog nam de produktie uitbreiding door toevoeging aan het programma van traditionele

creux traditionnels et celle de blocs de béton.

holle welfsels en betonblokken.

Dans une seconde phase, l’usine mit fin à son activité de négoce. Peu de temps après, elle décida

In een volgende fase werd besloten de bouwma­ terialenhandel te stoppen. Kort daarop besloot zij zich ook te beperken tot de fabrikage van beton­ blokken en prefab-vloeren, Produkten die de laatste jaren snel evolueerden.

également de se limiter à la fabrication de blocs en béton et de planchers préfabriqués, produits qui évoluèrent rapidement au cours de ces dernières

Zij

was

toen

eveneens

aktief

in

de

bouwmaterialenhandel.

années.

B. PROGRAMME DE FABRICATION

B. PRODUKTIEPROGRAMMA

1. Eléments de planchers préfabriqués

1. Prefab-vloerelementen

Quatre

types

sont

actuellement

fabriqués

et

commercialisés :

en gekommercialiseerd :

a) les prédalles, d’une largeur maximale de 2,40 m, présentant

une

Op dit ogenblik worden vier types geproduceerd

face

inférieure

lisse

ou

ru­

gueuse ;

.a) breedplaatvioerelementen

met

een

maximale

breedte van 2,40 m en met gladde of ruwe on­ derzijde ;

b) les dalles de planchers d’une largeur standard de 40 cm, présentant également une face infé­ rieure lisse ou rugueuse ;

b) vloerplaten met standaardbreedte van 40 cm, en eveneens met ruwe of gladde onderzijde ;

c) les poutrelles portantes avec entrevous en béton

c) dragende

léger ;

balkjes

met

tussenelementeri

(vul-

potten) in licht beton ;

d) les éléments de plancher en béton nervuré,

d) ribbenbeton-vloerelementen bestaande uit dra­

composés de poutres portantes avec coffrage

gende balken met verloren of herwinbare bekis­

perdu ou récupérable.

ting.

Pour les coffrages récupérables, l’usine utilise le

Voor de herwinbare bekisting wordt het Wenzel-sisteem toegepast ; dit zijn elementen in

système Wenzel qui consiste en des éléments en P.V.C., faciles à poser et très aisés à démouler.

Tous ces systèmes comportent une armature principale et sont recouverts, après mise en oeuvre sur le chantier, d’une couche de béton de remplis­ sage, afin d’obtenir un monolithisme le plus parfait possible.

P.V.C. die gemakkelijk te plaatsen zijn en zeer eenvoudig te ontkisten.

Al deze sistemen bevatten de hoofdwapening en worden, na plaatsing op de werf, vervolledigd met vul- en dekbeton, teneinde een zo groot mogelijk monolitisme te bekomen.

2. Blocs de construction

2. Bouwblokken

Ces dernières années, l’attention fut plus par­ ticulièrement portée sur la production des blocs de

De laatste jaren werd veel aandacht aan de blokkenproduktie gewijd.

béton.

41

Plus que jamais, les blocs doivent répondre ac­ tuellement à des exigences très sévères concernant les dimensions et la finition irréprochable. Le bloc

Meer dan ooit wordt een blok geproduceerd dat beantwoord aan strenge eisen op het gebied van de maatvastheid en de onberispelijke afwerking.

«au millimètre près» respecte parfaitement les exigences architectoniques posées à la maçon­ nerie apparente intérieure et extérieure.

Het «millimeter»-blok respekteert ten volle de ar­ chitektonische vereisten, gesteld aan zichtbaar blij­

Le programme de fabrication comporte des blocs en béton lourd, mi-lourd et léger. Les demi-blocs sont également fabriqués et ceci pour toutes les épaisseurs de mur. Les blocs teintés dans la masse font également partie de la fabrication.

vend metselwerk en buitenmetselwerk.

Het programma omvat zware half-zware en lichte bouwblokken. Ook halve blokken worden vervaardigd in alle muurdikten. In de massa-gekleurde blokken maken eveneens deel uit van het programma.

C. INSTALLATIONS DE FABRICATION

C. PRODUKTIEMIDDELEN

a) Les bancs de production pour les prédalles ont

a) De produktiebanen voor breedplaatelementen

chacun une longueur de 50 m et une largeur

hebben

maximale de 2,50 m.

maximale breedte van 2,50 m.

ieder een

lengte van 50 m en een

Le processus de durcissement est accéléré à l’aide de systèmes de chauffage incorporés qui

Ingebouwde verwarmingssistemen versnellen het verhardingsproces en laten toe de produk-

améliorent sensiblement la capacité de produc­

tiekapaciteit gevoelig te verhogen.

tion.

Une installation combinée de distribution de

Het geheel wordt bevoorraad door een gekom-

béton et d’appareillage de vibration dessert les différents bancs de fabrication à l’aide d’un système de voies ferrées ;

tuur, welke via een spoorwisselaar de afzon­

b) La machine à bloes entièrement automatique

b) De volautomatische blokkenmachine Columbia

Columbia est la dernière acquisition. Elle per­ met une mise au point très précise.

bineerde

installatie

betonverdeler-trilappara-

derlijke banen bedient.

is de laatste aanwinst. Zij nauwkeurige afstelling toe.

laat

een

zeer

Les blocs sont compactés et vibrés sur des pla­

De blokken worden geperst en getrild op stalen

ques en acier. Un nombre limité de blocs est

platen. Een beperkt aantal blokken worden per

fabriqué par opération. C’est l’une des raisons

operatie geproduceerd. Vandaar ook de grote nauwkeurigheid van het blok. Het zeer snelle

de la grande précision des blocs. La cadence de fabrication très élevée de la machine permet ce­

ritme van de machine laat echter een normale

pendant une capacité de production normale.

produktiekapaciteit toe.

Le

In het gesloten circuit zijn droogkamers inge-

circuit

fermé

comprend

également

des

chambres d’étuvage. c) Les deux principaux postes de fabrication dispo­ sent chacun d'une centrale à béton.

bouwd. c) De twee voornaamste produktiepunten beschik­ ken ieder over een menginstallatie.

Chaque malaxeur est approvisionné séparément

Iedere mengelaar afzonderlijk wordt bevoorraad

par une bande transporteuse qui, elle-même, est alimentée par des silos séparés (70 m^) pourvus d’un appareil de dosage. L’installation complète est entièrement automatisée.

door een verzamelband die op zijn beurt gevoed wordt door afzonderlijke silo’s (70 m^) met doseerapparatuur. De gehele installatie werkt vol­ automatisch.

d) Le problème du transport du béton vers les dif­ férents postes de production des éléments de

d) Het probleem gesteld door het betontransport naar de verschillende produktiepunten van de prefab-vloerelementen, werd opgelost door een

planchers a été résolu par un système de wa­ gonnet aérien à double rail.

42

opgehangen dubbel-spoortransportwagen.

La preparation des armatures.

De voorbereiding van de wapeningen.

La fabrication de dalles classiques dâ&#x20AC;&#x2122;une largeur standard de 40 cm (en haut) et des poutrelles portantes du système lâ&#x20AC;&#x2122;2 (en bas).

De fabrikage van klassieke vloerplaten van 40 cm standaardbreedte (bovenaan) en van de dragende balkjes voor het sisteem P2 (onder-

La mise en place des armatures et la préparation du banc de béton­ nage pour les prédalles.

Het aanbrengen van de wapeningen en het klaarmaken van de betoncerbanen voor de breedplaatvioerelementen.

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Les deux photos montrent la voie suivie (automatiquement), au départ de l”'ascenseur” vers les chambres d'étuvage.

Zo worden de verse blokken automatisch van het laadsisteem naar de droogkamers gebracht.

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De l’autre côté des chambres d’étuvage, les blocs sont emmenés auto­ matiquement vers le système de déchargement. A gauche, vous remar­ quez l’enlèvement des blocs empaquetés par un lifttruck.

Aan de andere kant van de droogkamers worden de blokken automa­ tisch naar het ontlaadsisteem gebracht. Links ziet U ook hoe een lifttruck de ingepakte blokken wegbrengt.

D. PERSONNEL

D. PERSONEEL

L’entreprise occupe actuellement 35 ouvriers et 9 employés.

Un service technique, chargé du calcul de stabi­ lité et des conseils techniques est dirigé par un Ingénieur Civil en Construction, secondé par une équipe de dessinateurs techniques.

50

Met bedrijf stelt op dit ogenblik 35 werklieden en 9 bedienden te werk.

Een technische dienst, belast met de stabiliteitsberekeningen en technisch advies, wordt ge­ leid door een Burgerlijk Bouwkundig Ingenieur, bijgestaan door een ploeg bouwkundige tekenaars.

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51

La corrosion chimique du béton par des eaux et des sols contenant des matières agressives

ir. F. Almey

De chemische aantasting van beton door water en door grond die agressieve stoffen bevatten

La résistance du béton aux sollicitations mécaniques est tellement importante que la qualité du béton se traduit généralement en termes de résistance mécanique.

Cette caractéristique ne constitue cependant pas le seul critère de qualité du béton, la durabilité en étant un autre qu’il ne faut pas perdre de vue. En effet, bien que généralement excellente, la durabilité du matériau béton peut, dans certains cas, être influencée par le milieu dans lequel il se trouve. Une série de phénomènes exerçant une action nocive sur le béton relèvent de ce que l’on peut nommer la corrosion physique. Un exemple de ce genre de phénomène est l’effet du gel et du dégel alterné, l.e béton peut d’autre part subir une corrosion chimique par les matières agressives contenues dans l’environ­ nement, que ce soit l’eau, l’atmosphère ou le sol, en contact desquels se trouve le béton. La distinction entre corrosion physique et chimique est parfois difficile à établir et à long terme, l’on peut dire que les deux actions jouent généralement un rôle.

11 n’y a pas si longtemps, la résistance du béton aux agents physiques et chimiques ne posait pratiquement jamais de graves problèmes. L’industrialisation crois­ sante a toutefois entraîné une pollution accrue de l’air et des eaux. Par conséquent, la corrosion chimique du béton est devenue un problème dont il faut tenir compte, surtout pour certaines applications, tels tuyaux d’égouts, installations d’épuration d’eau . . . Des con­ sidérations économiques entrent également en ligne de compte : en effet, le remplacement d’un produit non satisfaisant devient de plus en plus onéreux. A la de­ mande de la sous-commission «Tuyaux» de la commission Produits en béton», une étude vient d’être en­ tamée au sein de l’Institut Belge de Normalisation, de­ vant permettre de chiffrer le degré d’agression du béton par les milieux agressifs et d’en déduire les mesures à prendre en vue d’assurer la durabilité des constructions en béton. A cette occasion, l’on peut approfondir da­ vantage les phénomènes de la corrosion chimique du béton.

52

De weerstand van beton tegen mechanische belasting is zo belangrijk dat de kwaliteit van beton vrijwel altijd wordt vertaald als een mechanische sterkte. Betonkwaliteit houdt echter meer in dan louter mechanische sterkte. Er zijn immers allerlei andere invloeden die op het materiaal beton een ongunstige uitwerking kunnen hebben. Deze invloeden gaan voornamelijk uit van het milieu waarin het beton verkeert. Een aantal verschijn­ selen dat een schadelijke werking op beton uitoefent kan worden samengevat onder de benaming fysische aantas­ ting. Een voorbeeld hiervan is het afwisselend bevriezen en ontdooien. Daarnaast is er de chemische aantasting van beton, waarbij het materiaal wordt aangetast door agressieve stoffen die aanwezig zijn in het omringende water, in de atmosfeer of in de bepaalde omgeving waarin het beton zich bevindt. Het onderscheid tussen fysische en chemische aantasting is praktisch soms moeilijk te maken en bij de aantasting van beton over lange termijn spelen meestal beide een rol.

Het is nog niet zolang geleden dat de fysische en chemische bestandheid van beton weinig zorgen baarde.

Door de voortgaande industrialisering nemen de water­ en luchtverontreiniging echter immer toe, waardoor de chemische aantasting van beton dan ook wat meer aan­ dacht verdient dan voorheen, vooral voor toepassingen zoals in rioolbuizen, waterzuiveringsinstallaties . .. On­ getwijfeld dragen ook ekonomische overwegingen daartoe bij ; de vervanging van een produkt dat niet voldoet wordt immers steeds duurder. Onlangs is op aanvraag van de subcommissie «Buizen» van de com­ missie «Betonprodukten» in de schoot van het Belgisch Instituut voor Normalisatie een aanvang gemaakt met het cijfermatig vastleggen van de graad van aantasting van beton door agressieve milieus en met het aangeven van de nodige maatregelen om de duurzaamheid van betonconstructies te verzekeren. Dit vormt een geschikte gelegenheid om wat dieper in te gaan op de chemische aantasting van beton.

Corrosion chimique du béton

Chemische aantasting van beton

La corrosion chimique du béton peut être la con­

De chemische aantasting van beton kan het gevolg

séquence d’un processus de dissolution, par lequel cer­ taines matières exercent une action dissolvante à la sur­

zijn van oplosprocessen, waarbij sommige stoffen op het oppervlak van het beton een oplossende werking uit­

face du béton, ou d’un processus d’expansion, par le­ quel certaines matières, qui s’introduisent à l’intérieur du béton, y font naître par transformations chimiques des produits qui, en raison de leur volume important, exercent une action expansive, ou d’une combinaison des deux phénomènes. Les processus de dissolution sont probablement les plus courants, tandis que parmi les processus d’expansion, l’attaque du béton par les sulfates est la plus

oefenen, van uitzettingsprocessen, waarbij sommige stoffen die in het inwendige van het beton zijn gedron­ gen door chemische omzettingen produkten doen ont­ staan die omwille van hun groot volume een uitzettende werking uitoefenen, of van een combinatie van beide.

De oplossende werking is wellicht de meest voorko­ mende, terwijl van de uitzettende werking de sulfaataantasting van beton de meest belangrijke is.

importante.

Processus de dissolution

Oplosprocessen

Normalement, la pâte de ciment durcie est le composé du béton le plus faible sur le plan chimique. Les granulats couramment utilisés dans le béton sont, à quelques exceptions près, tel le calcaire, très résistants à presque tous les agents chimiques, si bien qu’ils peuvent être considérés comme non dégradables sur ce plan. Il s’agit donc d’analyser le comportement de la pâte de ciment durcie face aux agents agressifs.

Normaal is de cementsteen, dit is het hydratatieprodukt van cement, chemisch het zwakste bestanddeel van beton. De gebruikelijke toeslagmaterialen voor beton zijn, op enkele uitzonderingen zoals kalksteengranulaten na, immers zo goed bestand tegen vrijwel elke chemi­ sche aantasting dat ze praktisch als volledig chemisch resistent mogen worden beschouwd. Het komt er dus op aan het gedrag van cementsteen ten overstaan van che­ mische agentia na te gaan.

La pâte de ciment durcie se forme à partir de la réaction chimique entre le ciment et l’eau. Lors de cette réaction, il se forme de l’hydroxyde de calcium Ca(OH)2, appelé également chaux libre. Etant donné que l’hydroxyde de calcium est, dans une certaine mesure, soluble dans l’eau, toute l’eau se trouvant dans les pores

Aan de basis van cementsteen ligt de scheikundige reactie tussen cement en water. Bij deze reactie wordt Calciumhydroxyde Ca(OH)2, ook wel vrije kalk ge­

capillaires du béton est constamment saturée par cette chaux non combinée. C’est la raison pour laquelle la pâte de ciment durcie constitue un milieu très alcalin.

L’alcalinité est caractérisée par la valeur du pH. Vu que ce symbole est abondamment utilisé pour caractériser les eaux agressives, il est opportun de rappeler à quoi cor­ respond cette valeur. L’échelle usuelle des valeurs du pH va de 0 à 14. Un pH = 0 correspond à une solution aqueuse très acide, un pH = 14 à une solution aqueuse très alcaline, tandis qu’une eau pure et strictement neutre correspond à un pH = 7. A titre d’exemple, une eau saturée en chaux présente un pH d’environ 12,5 et est par conséquent très alcaline. Les matières ayant un pH iden­ tique ne réagissent pas entre elles, mais plus l’écart entre les valeurs du pH est important, plus les matières réagiront entre elles. Tout acide réagit donc volontiers avec un matériau alcalin.

noemd, gevormd. Aangezien Calciumhydroxyde eniger­ mate oplosbaar is in water, is alle water in de capillaire poriën van beton steeds verzadigd met deze vrije kalk.

Cementsteen is daardoor sterk alkalisch. De alkaliteit wordt aangeduid door de pH-waarde. Daar deze aan­ duiding veel wordt gebruikt als karakterisering van voor beton schadelijk water, verdient het aanbeveling deze waarde kort toe te lichten. De gebruikelijke schaal van de pH-waarden loopt van 0 tot 14. Een pH = 0 komt overeen met zeer sterk zure, een pH = 14 met zeer sterk alkalische waterige oplossingen, terwijl zuiver en vol­ ledig neutraal water een pH = 7 heeft. Zo heeft verza­ digd kalkwater bij voorbeeld een pH van ongeveer 12,5 en is dus sterk alkalisch. Materialen met eenzelfde pH reageren niet met elkaar, maar naarmate materialen verder uit elkaar liggende pH-waarden bezitten zullen zij des te gretiger met elkaar reageren. Aldus treedt elk zuur graag in reactie met een alkalisch materiaal.

53

Vu le caractère alcalin de la pâte de ciment durcie, les acides constituent donc une première catégorie d’agents

Door het alkalisch karakter van cementsteen ligt hier dus een eerste mogelijkheid voor aantasting van beton.

agressifs pour le béton. En principe, tout acide attaque le béton. Les acides entrant le plus souvent en ligne de compte, forment des sels avec les composants de la pâte de ciment durcie, sels qui sont facilement solubles dans l’eau.

La corrosivité d’un acide est proportionnelle à son degré d’acidité et à sa concentration. Si les acides ou les eaux acides qui risquent d’entrer en contact avec le béton sont le plus souvent engendrés par les processus industriels, il convient également de tenir compte des eaux naturel­ lement acides. Leur acidité est due le plus souvent à l’acide humique, produit de décomposition de végétaux. L’eau souterraine peut parfois également, dans des cas heureusement exceptionnels, contenir de l’acide sulfuri­ que, lorsque le sulfure de fer présent dans le sol s’oxyde en entrant en contact avec l’air et l’humidité.

In principe is elk zuur agressief voor beton. De meeste praktisch in aanmerking komende zuren vormen met de bestanddelen van de cementsteen zouten, die betrekke­ lijk gemakkelijk in water oplossen. De corrosiviteit van een zuur is des te groter naarmate het een sterker zuur is en naarmate het zuur meer geconcentreerd is. Naast de aantasting van beton door zuren of door zuur water,

L’agression par les eaux acides naturelles est due,

De aantasting door zuur grondwater is echter in de meeste gevallen te wijten aan de aanwezigheid van

ontstaan als gevolg van industriële processen, dient ook te worden gewezen op deze teweeg gebracht door na­ tuurlijk zuur water. Als oorzaak van het ontstaan daar­ van komt meestal humuszuur in aanmerking, dit is een afbraakprodukt van plantaardige stoffen. Verder kan, gelukkig maar in uitzonderingsgevallen, zwavelzuur in grondwater voorkomen, wanneer namelijk in de bodem aanwezig zwavelijzer door toetreding van lucht en vocht is geoxydeerd.

dans la plupart des cas, à la présence d’acide carbonique agressif. Chacun sait que le gaz carbonique CO2, qui

agressief koolzuur. Zoals bekend reageert koolzuurgas

est toujours présent dans l’air en quantité réduite, réagit avec l’hydroxyde de calcium contenu dans le béton.

CO2, dat altijd in geringe hoeveelheid in de lucht aan­ wezig is, met de vrije kalk in beton.

Ca(OH)2 -f CO2 ^ CaCOs -I- H2O

Vu la formation du carbonate de calcium CaCOj, prati­ quement insoluble dans l’eau, l’effet corrosif sur le béton du gaz carbonique dissous dans l’eau n’est pas si évident.

Par contre, le carbonate de calcium est transformé par le gaz carbonique dissous dans l’eau en bicarbonate de calcium Ca(HCO.i)2, facilement soluble, qui n’est d’ailleurs stable que dans des solutions aqueuses.

Aangezien door deze reactie het in water vrijwel onop­ losbare calciumcarbonaat CaCOs wordt gevormd, lijkt de oplossende werking van koolzuurhoudend water op beton niet zo vanzelfsprekend. Calciumcarbonaat wordt door koolzuurhoudend water echter omgezet in het be­ trekkelijk gemakkelijk oplosbare calciumbicarbonaat Ca(HC03)2, dat overigens slechts in waterige oplossing bestendig is.

CaCOj -h CO2 -I- H2O ^

II est alors d’une grande importance de savoir si le gaz carbonique contenu dans l’eau est fixé dans le bicar­ bonate, ou s’il est libre. Dans le premier cas, il n’est pas agressif, et favorise même l’étanchéité du béton lorsqu’il entre en contact avec Phydroxyde de calcium contenu dans la pâte de ciment durcie. 11 transforme non seulement celui-ci en carbonate, mais permet en outre un dépôt égal de carbonate de calcium au dépens du bicarbonate présent dans l’eau.

Ca(HC0.3)2 54

Ca(HC03)2

Nu maakt het een groot verschil of het in water aanwe­ zige koolzuur gebonden is in de vorm van bicarbonaat, of dat het in vrije toestand aanwezig is. In het eerste geval is het onschadelijk, zelfs nuttig voor de dichtheid van het beton, omdat het, als het in aanraking komt met het Calciumhydroxyde uit de cementsteen, niet alleen het Calciumhydroxyde carbonateert maar daarbij bovendien evenveel calciumcarbonaat uit het water laat neerslaan.

Ca(OH)2 ^ ICaCO.i -(- 2H2O

Une quantité de gaz carbonique en léger excès par rap­ port à l’équilibre du bicarbonate n’est pas néfaste pour le béton. Cet excès est même nécessaire pour maintenir le bicarbonate en solution et n’attaquera donc pas la chaux du béton. Ce gaz carbonique équilibrant croît en fonction de la quantité de bicarbonate dissoute. Ce n’est que lorsque la teneur en CO2 contenu dans l’eau dé­ passe la somme du CO2 du bicarbonate et du CO2 équilibrant que le gaz carbonique attaque la chaux ou est agressif. C’est la raison pour laquelle de petites quantités de gaz carbonique dissous dans l’eau peuvent être très agressives, tandis que des quantités plus im­ portantes peuvent être inoffensives, lorsque la solution contient suffisamment de chaux.

Ook een zekere overmaat aan koolzuur, boven het gehalte aan bicarbonaatkoolzuur, is niet schadelijk voor beton. Deze overmaat is namelijk noodzakelijk om het bicarbonaat in oplossing te houden en kan daardoor geen verdere kalk in oplossing brengen. Dit zogenaamd begeleidend koolzuur neemt sterk toe met de opgeloste hoeveelheid bicarbonaat. Pas wanneer het gehalte aan koolzuur in het water uitgaat boven de som van bicar­ bonaatkoolzuur en begeleidend koolzuur wordt het koolzuur kalkoplossend of agressief. Zo wordt het duidelijk dat kleine hoeveelheden in water opgelost koolzuurgas sterk agressief werken, terwijl grote hoeveelheden onschuldig kunnen zijn, wanneer er maar genoeg kalk in de oplossing aanwezig is.

Outre les acides courants, l’eau pure fait également partie des matières pouvant exercer une action dissol­ vante sur la pâte de ciment durcie. L’eau pure peut réellement attaquer le béton en raison de la dissolubilité dans l’eau de l’hydroxyde de calcium. 11 est bien en­ tendu qu’il s’agit en ce cas d’eau douce, pauvre en calcaire, parce que l’hydroxyde de calcium se dissout beaucoup moins dans l’eau dure, qui est déjà calcaire.

En outre, l’action de l’eau pure ne se limite pas à la chaux libre du béton. La chaux fixée dans les autres produits d’hydratation du ciment se dissout à la longue sous l’action de l’eau pure, surtout par l’apport continuel d’eau douce nouvelle. De plus, la capacité de dissolution de l’eau pure est très souvent considérablement accrue par la présence de gaz carbonique provenant de l’air, ce qui confère à l’eau un caractère nettement acide.

Tot de stoffen die een oplossende werking op cementsteen uitoefenen behoort naast de meeste zuren ook zuiver water. Immers, door de oplosbaarheid van Cal­ ciumhydroxyde in water, is de mogelijkheid van uitlo­ gen van beton door zuiver water reëel. Hier moet met nadruk worden gesproken van kalkarm zacht water, omdat Calciumhydroxyde in hard water, dat uiteraard al kalkhoudend is, veel minder oplost. Overigens is de inwerking van zuiver water niet beperkt tot de vrije kalk in beton. Ook de in andere hydratatieprodukten van cement gebonden kalk gaat bij langdurige inwerking van zuiver water in oplossing, vooral bij voortgaande toevoer van vers zacht water. Het oplossend vermogen van zuiver water wordt bovendien meestal aanzienlijk verhoogd door de aanwezigheid van uit de lucht opge­ nomen koolzuur, waardoor het water een duidelijk zuur karakter verkrijgt.

Une autre possibilité d’agression existe lorsque le béton entre en contact avec des matières qui entraînent des réactions chimiques dans le béton produisant des com­ binaisons facilement solubles. Ces réactions sont provo­

Een andere mogelijkheid voor aantasting is dat het beton in aanraking komt met stoffen die leiden tot che­ mische omzettingen in het beton, waarbij gemakkelijk oplosbare verbindingen worden gevormd. Zulke reacties

quées par la plupart des sels d’ammonium et de mag­ nésium. Ces sels transforment en effet la chaux libre de

worden opgewekt door de meeste ammonium- en magnesiumzouten. Deze zouten zetten immers de vrije kalk

la pâte de ciment durcie en sels de calcium solubles, ce qui est par exemple le cas dans l’action du sulfate de magnésium MgS04, qui est présent en quantité assez importante dans l’eau de mer.

in de cementsteen om in oplosbare calciumzouten, zoals dit bij voorbeeld gebeurt bij de inwerking van magnesiumsulfaat MgS04, dat in duidelijke hoeveelheden voorkomt in zeewater.

MgS04 -I- Ca(OH)2 ^ CaS04 -F Mg(OH)2

L’appauvrissement en chaux de la solution, causée par cette transformation, entraîne la poursuite de la disso­ lution de l’hydroxyde de calcium contenu dans la pâte de ciment durcie qui à son tour est à nouveau transformé.

Le processus de décomposition est comparable à l’hy­ drolyse par l’eau pure et ne s’arrête qu’à l’épuisement, soit des sels d’ammonium ou de magnésium soit de l’hydroxyde de calcium de la pâte.

De door de omzettingen veroorzaakte kalkverarming van de oplossing leidt dan tot afgifte van gebonden Calciumhydroxyde uit de cementsteen, dat dan op zijn beurt weer wordt omgezet. Het uitloogproces is verge­ lijkbaar met de hydrolyse door zuiver water en komt pas tot stilstand als geen ammonium- of magnesiumzouten of geen Calciumhydroxyde meer beschik­ baar zijn.

55

Processus d’expansion

Uitzettingsprocessen

La corrosion chimique du béton la plus dangereuse est celle due à la formation de produits à l’intérieur du béton qui sont difficilement solubles, mais qui, en raison de leur volume important, provoquent une expansion qui peut aboutir à une destruction du béton. Comme il a

De gevaarlijkste chemische aantasting van beton is die v\'aarbij in het inwendige van het beton produkten ont­ staan, die weliswaar slecht oplosbaar zijn, maar die ten gevolge van hun groot volume een uitzetting veroorza­ ken die ten slotte tot vernieling van het beton kan leiden. Zoals eerder aangegeven is de aantasting door

été mentionné ci-dessus, l’agression par les sulfates est de loin le plus important des processus d’expansion, non seulement en raison de la gravité de l’agression, mais aussi parce qu’il existe de nombreux milieux dans lesquels le béton risque d’être mis en contact avec des sulfates. L’eau de mer par exemple, contient une grande concentration de sulfates. Les eaux souterraines, surtout dans un sol séléniteux, contiennent également souvent des sulfates dans une concentration telle qu’une agression par les sulfates est à craindre. Une forme importante de pollution at­ mosphérique réside dans la présence de gaz sulfureux, issu de la combustion du charbon et de l’huile présentant une certaine teneur en soufre ; ceci rend possible la formation de sulfates dans certaines conditions. Dans les tuyaux d’égout enfin, des sulfates peuvent finalement se former à partir de combinaisons sulfureuses. L’agression débute généralement par la formation d’hydrogène sulfuré, con­ séquence d’un processus de putréfaction de matières organiques. Lorsque l’hydrogène sulfuré se diffuse dans une paroi quelque peu poreuse de la canalisation, des bactéries aérobes peuvent développer un processus d’oxydation du soufre. Les oxydes de soufre, se diluant dans l’eau, donnent ensuite lieu à la formation d’acide sulfureux et sulfurique qui, par réaction avec la chaux libre du béton, donnent lieu à la formation de sulfate de calcium ou gypse. Ces phénomènes bactériologiques se développent par des réactions en phase gazeuse, et donc pas dans la partie qui est directement en contact avec l’eau résiduaire.

Afin de mieux saisir le mécanisme propre de l’agres­ sion par les sulfates, il convient de se rappeler la com­ position des ciments normaux. Les constituants chimi­ ques principaux de tous les ciments normaux sont des silicates de calcium hydrauliques. Le clinker Portland comprend en outre, en quantités limitées, d’autres con­ stituants. L’un de ces constituants est une combinaison de chaux CaO et d’alumine AhO.i, l’aluminate tricalcique 3Ca0.Ah03, en abrégé C3A, qui présente également des propriétés hydrauliques, comme les silicates de calcium nommés ci-dessus. C.iA réagit en outre généra­ lement violemment avec l’eau. C’est pourquoi, dans le but de régulariser la prise, l’on ajoute, pendant la mouture des ciments à base de clinker Portland, c.à.d. tant des ciments Portland que de haut-fourneau, quel­ ques pourcents de sulfate de calcium sous forme de gypse naturel ou d’anhydrite CaS04, qui régularise la 56

sulfaten veruit de belangrijkste verschijningsvorm van uitzettingsprocessen, niet alleen vanwege de ernst van de aantasting, maar ook omdat de kans dat beton zich in een milieu bevindt dat de mogelijkheid van sulfaataantasting biedt groot is. Zo bevat zeewater een aan­ zienlijke concentratie aan sulfaten. Grondwater, vooral in gipshoudende bodem, bevat ook dikwijls sulfaten in zodanige concentratie dat sulfaataantasting moet wor­ den gevreesd. Een belangrijke vorm van luchtverontrei­ niging IS de aanwezigheid van zwaveldioxyde, als verbrandingsprodukt van zwavelhoudende steenkool en olie, waaruit onder bepaalde omstandigheden weer sul­ faat kan worden gevormd. Tenslotte kunnen in riool­ buizen, bij aanwezigheid van zwavelhoudende verbin­ dingen, eveneens sulfaten worden gevormd. Vaak wordt de aantasting ingeleid door het ontstaan van zwavel­ waterstof als gevolg van rottingsprocessen van or­ ganisch materiaal. Wanneer de gasvormige zwavel­ waterstof in een enigszins poreuze buiswand dif­ fundeert, kunnen aërobe bacteriën een proces op gang brengen waardoor de zwavel wordt geoxydeerd. De zwaveloxyden geven dan bij oplossing in water aan­ leiding tot de vorming van zwaveligzuur en zwavelzuur, die op hun beurt met de vrije kalk van het beton cal­ ciumsulfaat of gips doen ontstaan. Omdat de genoemde bacteriologische processen zich via gasvormige verbin­ dingen afspelen, vindt de aantasting hoofdzakelijk plaats in het gasgedeelte van de buizen, dus niet in dat gedeelte dat in contact is met het eigenlijke afvalwater.

Orn het eigenlijke mechanisme van de sulfaataantas­ ting beter te doorzien dient vooraf de samenstelling van normale cementen bondig te worden toegelicht. Hoofd­ bestanddelen van alle normale cementen zijn hy­ draulische calciumsilicaten. Portlandcementklinker be­ vat daarnaast, zij het in kleinere hoeveelheden, nog en­ kele andere bestanddelen. Een daarvan is een verbinding tussen kalk CaO en aluminiumoxyde AI2O3, het tricalciumaluminaat 3Ca0.Ah03 met afgekorte schrijfwijze C3A, dat evenals de genoemde calciumsilicaten hydrauli­ sche eigenschappen bezit. C3A heeft overigens de neiging tot een onstuimige reactie met water. Daarom wordt tijdens het malen van cementen op basis van portlandce­ mentklinker, dus portlandcement zowel als hoogovencement, enkele procenten sulfaat in de vorm van natuur­ lijk gips of anhydriet CaS04 toegevoegd. Uiteindelijk wordt in de cementsteen, zoals dit ook bij de andere

prise. Comme c’est le cas pour tous les autres con­ stituants, se forme en dernière phase de la réaction avec l’eau l’hydrate de CsA, le 3CaO.Al2O3.6H2O. Cet hydrate de C3A a néanmoins toujours la possibilité de réagir avec le sulfate.

3CaO.Al2O3.6H2O

bestanddelen gebeurt, het hydraat 3CaO.Al2O3.6H2O van C3A gevormd als eindfase van de reactie met water.

Dit CrA-hydraat heeft echter nog steeds de mogelijkheid om met sulfaat te reageren.

3CaS04 -H 25H2O ^ 3Ca0.Ah03.3CaS04.31H20

En effet, la combinaison relativement complexe ainsi formée, le sulfo-aluminate de calcium hydraté ou ettringite, contient dans son réseau cristallin, outre du C3A et du sulfate, un grand nombre de molécules d’eau.

Lors de la formation de ces volumineuses molécules chargées d’eau, un phénomène d’expansion se produit.

Ce processus s’accompagne de telles forces internes que le béton se désintègre. Dans le passé, on parlait de sel de Candlot, l’on utilise plus volontiers aujourd’hui le terme exact : agression par formation d’ettringite ou attaque par les sulfates.

Daarbij wordt een nogal ingewikkelde chemische ver­ binding gevormd, het calciumsulfaataluminaat of ettringiet, dat naast C3A en sulfaat een groot aantal mole­ culen water in zijn kristalrooster bevat. Tijdens de vor­ ming van deze volumineuze waterrijke moleculen treedt daardoor een uitzettende werking op. Dit gaat gepaard met zulke enorme inwendige krachten dat het beton er letterlijk, van binnen uit, door kapot wordt gedrukt.

Vroeger werd wel van cemcntbacil gesproken, tegen­ woordig wordt vaker de juiste term gebruikt : aantas­ ting door ettringiet-vorming ofwel sulfaataantasting.

Deux conditions doivent être remplies pour conduire à la formation d’ettringite en quantités nocives. Primo, si l’on élimine le cas d’un ciment surdosé en gypse au cours de la fabrication ou celui de granulats contenant du gypse, un apport extérieur de sulfate dans le béton est nécessaire. Cet apport se produit lorsqu’une solution de sulfates entre en contact avec le béton et peut donc pénétrer dans le béton par les pores capillaires. Outre la concentration de la solution de sulfates avec laquelle le béton est en contact, la porosité du béton joue un rôle prépondérant. Secundo, la présence d’hydrate de C3A dans la pâte de ciment durcie est nécessaire. De ce qui précède, l’on comprendra aisément que, toutes autres choses étant égales, l’action nocive augmente propor­ tionnellement avec la teneur en C3A du ciment. De manière générale, la résistance d’un ciment aux sulfates est inversément proportionnelle à sa teneur en C3A.

Tenslotte kan worden gesteld dat voor de vorming van ettringiet in schadelijke hoeveelheden aan twee voor­ waarden moet worden voldaan. Vooreerst is, afgezien van de mogelijkheden dat bij de fabricatie van cement een ontoelaatbaar grote dosis gips is toegevoegd of gips in de toeslagstoffen aanwezig is, de aanvoer van sulfaat in het beton van buitenaf nodig. De mogelijkheid daartoe is aanwezig als een sulfaatoplossing in contact is met beton en hierin via het capillaire poriënsysteem kan binnendrin­ gen. Behalve de concentratie van de sulfaatoplossing waarmee het beton in contact is, speelt de porositeit van het beton een doorslaggevende rol. Verder is de aanwezig­ heid van CsA-hydraat in de verharde cementsteen vereist.

Het ligt daarbij voor de hand om aan te nemen dat, onder overigens gelijke omstandigheden, de schadelijke werking toeneemt naarmate het C3A-gehalte hoger is. In het algemeen geldt dan ook dat de bestandheid van cement tegen sulfaataantasting omgekeerd evenredig is met zijn gehalte aan C3A.

57

Degré d’agressivité

Graad van aantasting

De ce qui précède, il apparaît que l’examen du milieu dans lequel se trouve le béton doit principalement porter sur la valeur du pH, sur la présence d’acide carbonique agressif, de sels d’ammonium et de magnésium et finale­ ment de sulfates.

Uit het voorgaande blijkt dat het onderzoek van me­ dia naar voor het beton gevaarlijke bestanddelen zich principieel dient uit te strekken tot de pH-waarde, agressief koolzuur, ammonium- en magnesiumzouten en tenslotte ook tot sulfaten.

Pour déterminer le degré d’agressivité des agents no­ cifs précités, des essais de latoratoire, mais essentielle­ ment des essais pratiques in situ sont préconisés. Les essais dans des conditions réelles sont néanmoins oné­ reux en raison du nombre important d’échantillons nécessaires de différentes compositions de béton. Il s’agit en outre d’étudier le comportement du béton sur une longue et meme très longue durée. De plus, dans la réalité, l’agression du béton par un seul agent est ex­ ceptionnelle, plusieurs agents agressifs secondaires venant généralement compliquer les phénomènes réels. L’on peut prendre comme exemple l’action de l’eau de mer sur le béton. L’influence de la teneur élevée en chlorures de l’eau de mer est telle que l’agressivité par les sulfates est moins importante que l’on ne pourrait s’y attendre eu égard à leur teneur. A partir des données expéri­ mentales rassemblées sur la résistance chimique du bé­ ton, ainsi que sur base des expériences pratiques réali­ sées à grande échelle et sur une longue durée, divers tableaux de classification des degrés d’agressivité ont été élaborés. La classification allemande reprise dans la norme DIN 40.^0, qui compte certainement parmi l’une des plus connues, définit trois degrés d’agressivité : faible, fort et très fort. L’Association Européenne du Ciment «Cembureau» a mis au point un schéma d’éva­ luation de l’agressivité des eaux et des sols envers le béton, largement inspiré de la classification allemande dont question ci-dessus. Ce schéma a servi de base à l’élaboration d’un avant-projet de norme belge, dont l’on traite ci-après plus en détail.

Ter beoordeling van de graad van aantasting door de geciteerde schadelijke invloeden zijn laboratori­ umproeven, maar vooral praktijkproeven aangewezen.

Beproevingen onder praktijkomstandigheden zijn echter kostbaar, door de grote omvang van proefstukken van verschillende betonsamenstelling, en daarenboven tijd­ rovend omdat het nu eenmaal gaat om het gedrag van beton op lange en zelfs zeer lange termijn. Bovendien is in de werkelijkheid de aantasting door een enkele stof vrijwel nooit voorkomend, maar spelen allerlei neven­ bestanddelen eveneens een rol. Als voorbeeld kan de inwerking van zeewater op beton worden aangehaald.

De invloed van het hoog chloridcgehalte van zeewater is daarbij zodanig dat de sulfaataantasting minder is dan verwacht zou worden uit het sulfaatgehalte. Uit de in­ middels verzamelde experimentele gegevens over de chemische bestandheid van beton, ook van prak­ tijkproeven op grote schaal en op lange termijn, werden reeds meerdere beoordelingsschema’s voor de graad van aantasting van beton afgeleid. Tot de best bekende schema’s behoren ongetwijfeld deze uit de Westduitse norm DIN 40,30, waarin wordt uitgegaan van drie aantastingsgraden ; zwak, sterk en zeer sterk. Uit de werkzaamheden van de Europese Cementvereniging «Cembureau» resulteerde een evaluatiepatroon voor de agressiviteit van water en van grond ten overstaan van beton, dat in grote mate is geïnspireerd door de ver­ melde Westduitse norm. Het patroon diende als basis voor het opstellen van een voorontwerp van Belgische norm, waarop nu even wordt ingegaan.

Degré d’agressivité par les eaux

Graad van aantasting door water

Le degré d’agression chimique du béton par des eaux contenant des matières agressives est déterminé à l’aide du tableau 1.

De graad van de chemische aantasting van beton door water dat agressieve stoffen bevat wordt begroot met behulp van tabel 1.

58

Tableau 1.

Tabel 1.

Agression chimique du béton par des eaux contenant des matières agressives — Degrés d’agressivité Chemische aantasting van beton door water dat agressieve stoffen bevat — Aantastingsgraden Degré d’agressivité — Aantastingsgraad

Matière agressive Agressieve stof

Acide - Valeur pH Zuur - pH waarde

Agressivité nulle Geen aantasting

Agressivité très faible Zeer zwakke aantasting

Agressivité faible Zwakke aantasting

> 6,5

6,5 ® 6,0

6,0 ^ 5,5

tot

tot

Agressivité modérée Matige aantasting

Agressivité 'forte Sterke aantasting

Agressivité très forte Zeer sterke aantasting

a 4,5 tot

4,5 ^ 4,0

< 4,0

5,5

tot

Acide carbonique agressif Agressief koolzuur CO

en mg/l 2 in

Ammonium + en NH 4 m mg/1 ^ Magnesium 2+ en mg/l Mg in Sulfate - Sulfaat SO^mg/l 4 in ^

< 15

15

a 20 tot

20 “ 30

30 ^ 60

tot

tot

< 15

15

a 20 tot

20 ^ 30

30

a 300 tot

300

200 ^ 400

400 ^ 600

600

tot

tot

<

100

100

<

200

a 200 tot

tot

200

a 60 tot

a 1500 tot

® 3000 tot

60

® 100

> 100

tot

60

^ 100

> 100

tot

1500

a 3000 tot

3000 ^ 6000 tot

> 3000

> 6000

Ce schéma d’évaluation est établi pour des eaux stag­ nantes ou à faible courant, comportant essentiellement des éléments naturels, supposés en quantité suffisante pour que l’agression ne soit pas affaiblie par la réaction avec le béton. Le tableau 1 s’applique par exemple aux constructions en béton qui sont directement en contact avec des eaux résiduaires ou souterraines. Les con­ structions servant au stockage de produits chimiques sont bien sûr exclues de son domaine d’application. Le tableau ne tient pas compte d’une aggravation éven­ tuelle de l’agression par des actions mécaniques ou phy­ siques exercées sur le béton par son environnement.

Het beoordelingsschema geldt voor stilstaand of weinig stromend water van overwegend natuurlijke samen­ stelling, dat wordt geacht in voldoende hoeveelheid aanwezig te zijn opdat de aantasting niet zou worden afgezwakt door de reactie met het beton. Zo is de tabel 1 bij voorbeeld van toepassing op betonconstructies die zijn blootgesteld aan de inwerking van afvalwater of grondwater, maar vallen bouwwerken die dienen voor het opslaan van scheikundige produkten daarentegen duidelijk buiten het beoogde toepassingsgebied. Verder houdt het schema geen rekening met een eventuele ver­ sterking van de aantasting door mechanische of fysische invloeden die het milieu op het beton uitoefent.

L’application pratique du schéma d’évaluation pour une eau, sur laquelle reposent des présomptions d’agres­ sivité envers le béton en raison par exemple de son origine, ou son apparence (odeur et coloration), néces­ site une analyse chimique d’un nombre suffisant d’échantillons représentatifs. La comparaison des résul­ tats d’analyse avec les valeurs du tableau 1 donne, pour chacune des matières agressives y mentionnées, un cer­ tain degré d’agressivité, dont seule la valeur la plus élevée est déterminante, même si elle n’est atteinte que pour une seule matière. Le degré d’agressivité ainsi obtenu passe à l’échelon immédiatement supérieur dans le cas où deux ou plusieurs valeurs d’une même colonne du tableau 1, se situent dans le quart supérieur de l’intervalle de la classe (pour la valeur du pH, dans le quart inférieur).

De praktische toepassing van het aangegeven beoor­ delingsschema voor water, waarop bij voorbeeld op grond van zijn herkomst of van zijn uiterlijke ken­ merken zoals kleur en reuk vermoedens van agressiviteit ten aanzien van beton rusten, noodzaakt een chemische analyse van een aantal representatieve monsters. De vergelijking van de analyseresultaten met de cijferwaarden van tabel 1 levert dan voor iedere van de erin opgenomen agressieve stoffen een graad van aantasting op, waarvan enkel de hoogste maatgevend is, ook al treedt hij slechts voor een agens op. Tenslotte moet de aldus bekomen aantastingsgraad door de onmiddellijk erop volgende worden vervangen indien twee of meer­ dere waarden zich in een zelfde kolom van tabel 1 situeren in het bovenste vierde van het interval (in het onderste vierde van het interval voor de pH-waarde).

59

Degré d’agressivité par les sols

Graad van aantasting door grond

Le degré d’agressivité chimique d’un sol, dont il n’est pas possible d’extraire un échantillon d’eau mais dont on suppose qu’il contient des matières agressives pour le béton en raison de sa nature géologique ou de ses ca­ ractéristiques externes, est déterminé à l’aide du tableau

De graad van de chemische aantasting van beton in grond, waarin de aanwezigheid van agressieve stoffen kan worden verwacht op basis van zijn geologische lig­ ging of van zijn uiterlijke kenmerken en waarvoor de monsterneming van grondwater onmogelijk is, wordt beoordeeld volgens het schema van tabel 2.

2.

Tableau 2.

Tabel 2.

Agression chimique du béton par des sols contenant des matières agressives — Degrés d’agressivité Chemische aantasting van beton door grond die agressieve stoffen bevat — Aantastingsgraden Degré d’agressivité - Aantastingsgraad

Matière agressive Agressieve stof

Acide - Zuur Degré d’acidité selon Zuurgraad volgens Baumann-Gully Sulfate - Sulfaat __2- en SO , mg/kg 4

in

Agressivité nulle Geen aantasting

Agressivité très faible Zeer zwakke aantasting

<20

<2000

Agressivité faible Zwakke aantasting

Agressivité modérée Matige aantasting

Agressivité forte Sterke aantasting

>20

2000

a 4000 tot

4000 ® 6000 tot

6000

a 12000 tot

>12000

de sol sec à l’air luchtdroge grond

Le degré d’agressivité dont il faudra tenir compte peut être déduit directement du tableau 2 après analyse des échantillons représentatifs du sol.

60

Na een onderzoek aan representatieve bodemmonsters is de aan te houden aantastingsgraad rechtstreeks af te leiden uit de tabel 2.

Mesures à prendre en présence d’agents agressifs

Maatregelen bij chemische aantasting

Quoiqu’elles diffèrent légèrement selon que l’agres­ sion chimique est exercée par des matières à action dissolvante ou expansive, toutes les mesures de protec­ tion des constructions de béton reposent sur le principe que la pénétration des matières agressives doit être com­ battue dans toute la mesure du possible. En ce qui concerne le matériau béton, cela signifie qu’il faut veiller à lui conférer la plus grande compacité possible. Généra­ lement, une compacité élevée va de pair avec une résis­ tance à la compression élevée, ce qui toutefois ne signifie pas qu’un béton à haute résistance est nécessairement pratiquement étanche. Vu l’importance de la question, il convient d’examiner d’un peu plus près, avant d’en arriver aux mesures à prendre, tout ce qui a trait à l’étanchéité du

Alhoewel enigszins verschillend naargelang de chemi­ sche aantasting gebeurt door stoffen met oplossende werking dan wel door stoffen met uitzettende werking, berust elke maatregel ter bescherming van beton­ constructies op het principe dat het binnendringen van agressieve stoffen zoveel mogelijk dient te worden tegengegaan. Voor het materiaal beton betekent dit dat moet worden gezorgd voor een zo groot mogelijke dichtheid. Nu loopt een grote dichtheid vaak parallel met een hoge druksterkte, het is evenwel niet zo dat beton van hoge druksterkte als vanzelfsprekend zeer dicht is. Gezien het groot belang wordt, alvorens tot de eigenlijke maatregelen te komen, de dichtheid van beton en wat ermee samenhangt iets nader belicht.

béton.

L’étanchéité du béton

Dichtheid van beton

Un béton ordinaire étant constitué de granulats im­ perméables et de pâte de ciment durcie plus ou moins poreuse, l’étanchéité du béton sera donc déterminée par la qualité de la pâte de ciment durcie et par son adhérence aux granulats. Il n’est pas question ici de la perméabilité macroscopique, due par exemple à la présence de fissures dans le béton. Quoique l’adhérence dont question ci-avant paraît être supérieure avec des granulats de calcaire qu’avec des granulats siliceux, l’étanchéité d’un béton correctement compacté dépend essentiellement de la po­ rosité de la pâte de ciment durcie.

Normaal beton is opgebouwd uit ondoorlaatbaar toeslagmatefiaa! en uit de min of meer poreuze cementsteen, en heeft een dichtheid die wordt bepaald door de kwaliteit van de cementsteen en van de hechting tussen cementsteen en toeslagmateriaal. Hierbij is macroscopi­ sche ondichtheid, bij voorbeeld te wijten aan scheuren in het beton, buiten beschouwing gelaten. Ofschoon ge­ noemde hechting vollediger schijnt te zijn bij kalk­ steentoeslag dan bij kwartshoudend materiaal hangt de dichtheid van met zorg verdicht beton voornamelijk af van de porositeit van de cementsteen.

Immédiatement après le malaxage et le compactage, la pâte formée par l’eau et le ciment consiste en une masse de grains dispersés, dans laquelle les espaces vides sont en liaison les uns avec les autres et remplis d’eau.

Au fur et à mesure que la réaction entre l’eau et le ciment progresse, de plus en plus de produits d’hydrata­ tion se forment, qui viennent remplir les espaces précé­ demment remplis d’eau et de ciment. A hydratation complète, le ciment peut fixer chimiquement environ 25% de son poids en eau, ce qui correspond à un facteur eau/ciment de 0,25. Outre l’eau combinée chimi­ quement, le ciment peut encore fixer environ 15% de son poids en eau. L’eau ainsi fixée physiquement, qui ne peut être éliminée que par chauffage forcé, n’est pas en mesure de réagir avec le ciment non encore hydraté. Le total de l’eau fixée chimiquement et physiquement comporte en­ viron 40% du poids du ciment, ce qui correspond à un coefficient eau/ciment de 0,40. Pour que l’hydratation complète du ciment soit atteinte, avec remplacement de toute la phase aqueuse par les produits d’hydratation, un coefficient eau/ciment de 0,40 est donc nécessaire.

Onmiddellijk na het aanmaken en verdichten bestaat de door cement en water gevormde pasta uit een losse massa korrels, waarbij de holle ruimten met elkaar in verbinding staan en met water zijn gevuld. Naarmate de reactie tussen cement en water voortschrijdt, worden steeds meer hydratatieprodukten gevormd, die de plaats innemen van de oorspronkelijk met cement en water gevulde ruimten. Nu kan cement tot aan de volledige hydratatie ongeveer 25% van zijn gewicht aan water chemisch binden, waarmee dus een water-cementfactor van 0,25 overeenkomt. Naast het chemisch gebonden water bindt cement in losse vorm nog ongeveer 15% van zijn gewicht aan water. Dit fysisch gebonden water, dat alleen door geforceerde droging kan worden verdre­ ven, is niet in staat om met het nog niet gebonden cement te reageren. De som van chemisch en fysisch gebonden water bedraagt dus ongeveer 40%, overeenko­ mend met een water-cementfactor van 0,40. Voor vol­ ledige hydratatie van cement, waarbij de gehele water­ ruimte met hydratatieprodukten wordt gevuld, is daarom een water-cementfactor van 0,40 vereist.

61

Waterdoorlaatbaarheid Perméabilité à Peau

Hydratatiegraad Degré d’hydratation

100

80 60 40 Capillaire poriën in volumeprocenten Pores capillaires en pourcentage de volume

Water-cementfactor Facteur eau/ciment

Si Ie facteur eau/ciment est inférieur à 0,40 il n’y a pas suffisamment d’eau pour transformer tout le ciment en pâte durcie et l’hydratation n’est pas complète. Le résultat donne un béton très compact, dont les grains de ciment ne sont pas complètement hydratés. Si le coeffi­ cient eau-ciment est supérieur à 0,40 il y a excès d’eau.

Toute l’eau excédentaire n’est pas un constituant inté­ grant du béton et peut, dans des conditions normales, s’évaporer du béton, en laissant de la sorte des pores capillaires remplis d’air. La quantité, le diamètre et les interconnections entre ces pores sont directement propor­ tionnels à l’importance du coefficient eau/ciment. Etant 62

Als de water-cementfactor kleiner is dan 0,40 is er niet voldoende water om alle cement in cementsteen om te zetten en is de hydratatie niet volledig. Het resultaat is een zeer dicht beton, waarbij de kern van de oor­ spronkelijke cementkorrels niet is gehydrateerd. Als de water-cementfactor groter is dan 0,40 is er een over­ schot aan water. Al het overtollige water vormt geen echt bestanddeel van het beton en kan onder normale omstandigheden uit het beton verdampen, daarbij met lucht gevulde capillaire poriën in het beton achterlatend.

De hoeveelheid, de doorsnede en de onderlinge verbon­ denheid van deze poriën zijn daarbij des te groter naar-

donné que les capillaires finement ramifiés ne sont habi­ tuellement pas continus lorsque le coefficient eau/ciment est peu élevé, il n’est pas nécessaire pour obtenir un béton étanche de limiter le coefficient eau/ciment à sa valeur théorique de 0,40. Dans certains cas, il peut s’avérer nécessaire que le coefficient eau/ciment ne dépasse pas 0,45, mais il est généralement admis qu’un béton cor­ rectement compacté a une étanchéité relativement bonne si le coefficient eau/ciment ne dépasse pas 0,55. Ceci est explicité par la figure donnant la relation entre la perméa­ bilité à l’eau et le pourcentage de pores capillaires de la pâte de ciment durcie. La perméabilité à l’eau est ici exprimée en profondeur de pénétration par unité de temps, représentée en échelle linéaire. La figure mentionne également l’influence du coefficient eau/ciment et du degré d’hydratation. L’examen de cette figure montre aisément que pour un coefficient eau/ciment de 0,45, et une hyd­ ratation complète, l’on obtient un béton très étanche et que pour tout coefficient eau/ciment supérieur, la per­ méabilité augmente rapidement. L’on remarque également l’importance du degré d’hydratation. Lorsque le ciment n’a pas suffisamment l’occasion de réagir avec l’eau, comme c’est le cas par exemple pour le béton jeune qui n’est pas encore suffisamment durci ou en cas de séchage prématuré, la porosité capillaire et par conséquent la perméabilité de la pâte de ciment durcie sont beaucoup plus élevées. L’importance de la cure du béton apparaît claire­ ment puisque pour un coefficient eau/ciment de 0,5, un degré d’hydratation de 80% peut facilement tripler la perméabilité par rapport à la perméabilité dans le cas d’une hydratation complète.

mate de water-cementfactor groter is. Omdat deze fijnvertakte capillairen vooral bij lagere water-cementfactor dikwijls zijn onderbroken is het voor waterdicht beton niet nodig de water-cementfactor tot de theoretisch ver­ eiste waarde van 0,40 te beperken. Onder bijzondere omstandigheden kan het nodig zijn een water-cement­ factor te eisen die 0,45 niet overschrijdt, in het algemeen geldt echter dat goed verdicht beton met een water-ce­ mentfactor tot 0,55 redelijk waterdicht is. Een en ander wordt verduidelijkt door de figuur, waarin het verband is gegeven tussen de waterdoorlaatbaarheid en het per­ centage capillaire poriën van cementsteen. Hierbij is de waterdoorlaatbaarheid uitgedrukt als indringingsdiepte per tijdseenheid, gebruikmakend van een lineaire schaalverdeling. Tevens is in de figuur de invloed weer­ gegeven van de water-cementfactor en de hydratatiegraad. Duidelijk is afleesbaar dat bij een water-ce­ mentfactor van 0,45 en volledige hydratatie een zeer dicht beton ontstaat en dat bij hogere water-cementfactoren de doorlaatbaarheid snel toeneemt. Sprekend is ook het enorme belang van de hydratatiegraad. Wanneer het cement ontoereikend de gelegenheid krijgt om be­ hoorlijk met water te reageren, zoals bij jong beton dat onvoldoende verhard is of bij voortijdige uitdroging, is de resterende poriënruimte in de cementsteen en daarmee de doorlaatbaarheid vele malen groter. Hoe belangrijk de nabehandeling van beton wel is moge blijken uit het feit dat bij een water-cementfactor van 0,5 een hydrata­ tiegraad van 80% gemakkelijk leidt tot een verdrievoudi­ ging van de doorlaatbaarheid ten opzichte van de door­ laatbaarheid die bij volledige hydratatie is te verwachten.

Pour obtenir une étanchéité aussi élevée que possible, il est de la plus haute importance, nonobstant un com­ pactage complet, et une protection ultérieure du béton

Voor het verkrijgen van een zo groot mogelijke dicht­ heid is dus, uiteraard bij volledige verdichting en na een

appropriée, de respecter un coefficient eaulciment li­ mité. Un compactage correct et un enrobage parfait de tous les granulats dans le béton ne peuvent être obtenus que lorsque leur granulométrie répond à cer­ taines exigences et qu’une quantité suffisante de maté­ riaux fins est disponible. L’on sait qu’une teneur satis­ faisante en matériaux fins, constitués en plus du ciment par les granulats dont les dimensions ne dépassent pas 0,25 mm, est d’une grande importance pour assurer une bonne rétention d’eau du béton frais compacté et pour freiner le plus longtemps possible le séchage du béton.

Même avec une granulométrie adéquate, une teneur mi­ nimale en ciment de 300 kg/m^ est exigée. L’étanchéité du béton est finalement favorisée par l’amélioration de l’ouvrabilité, ainsi que par toute mesure permettant de diminuer le coefficient eau/ciment. L’on songera ainsi aux poudres minérales plastifiantes, aux rétenteurs d’eau voire même aux entraîneurs d’air.

behoorlijke nabehandeling van het beton, een beperkte water-cementfactor van het allergrootste belang. Nu kan een goede verdichting en omhulling van alle granu­ laten in beton slechts worden bereikt als de korrelopbouw van het toeslagmateriaal aan bepaalde eisen vol­ doet en daarnaast een voldoende hoeveelheid fijn mate­ riaal aanwezig is. Zoals bekend is een toereikend gehalte aan fijn materiaal, tot hetwelk naast het cement ook het toeslagmateriaal met afmetingen tot 0,25 mm wordt ge­ rekend, doeltreffend om het uitzweten van verdicht vers beton te verminderen en het uitdrogen zo lang mogelijk tegen te gaan. Daarom is, zelfs bij gunstige korrelverdeling van de toeslag, 300 kg/m^ als een minimum cementgehalte te beschouwen. De dichtheid van beton wordt tenslotte bevorderd door verbetering van de verwerkbaarheid, alsmede door alle maatregelen die het mogelijk maken de water-cementfactor te verlagen. Daarbij kan worden ge­ dacht aan plastificerende minerale poeders, waterreducerende hulpstoffen en luchtbelvormers.

63

Mesures de protection à prendre

Maatregelen

A la lumière de ce qui précède, les mesures préconi­ sées dans l’avant-projet de norme belge pour la protec­ tion des constructions en béton contre l’agression chi­ mique ne requièrent que peu d’explications com­ plémentaires.

In het licht van het voorgaande vergen de in het voorontwerp van Belgische norm aangegeven maatre­ gelen voor de bescherming van betonconstructies tegen chemische aantasting nog maar weinig toelichting.

Pour toute autre agression chimique que par les sul­ fates, les mesures préventives du tableau 3 sont d’ap­ plication.

Bij aantasting door andere agressieve stoffen dan sul­ faten zijn de voorzorgsmaatregelen van tabel 3 van toe­ passing.

Tableau 3.

Tabel 3.

Agression chimique du béton par des matières autres que les sulfates — Mesures à prendre Chemische aantasting van beton bij afwezigheid van sulfaten — Maatregelen

Degré d’agressivité Aantastingsgraad

très faible zeer zwak

faible zwak

modéré matig

fort sterk

très fort zeer sterk

300

300

340

400

400

0,55

0,55

0,50

0,45

0,45

Teneur minimale en ciment Minimaal cementgehalte en kg/m' in Cioefficient eau/ciment max.

Maximale water-cementfactor Protection supplémentaire du béton Bijkomende bescherming van het beton

Pour chaque degré d’agressivité tel que défini précé­ demment, le tableau 3 donne les teneurs minimales en ciment ainsi que les coefficients eau/ciment maxima qu’il faut respecter. Etant donné que, toutes autres cho­ ses étant égales, l’influence de la composition chimique du ciment sur la résistance chimique du béton semble être insignifiante, le tableau 3 ne donne pas de spécifi­ cations concernant la nature du ciment à utiliser. Il convient toutefois de préciser que dans le cas d’agres­ sion par des matières exerçant une action dissolvante, l’utilisation de granulats de calcaire peut présenter quel­ que avantage, parce que l’effet est alors mieux réparti entre granulats et pâte de ciment et s’exerce moins en profondeur.

pas necessaire niet noodzakelijk

indispensable noodzakelijk

Voor iedere eerder gedefinieerde graad van aantasting geeft tabel 3 de in acht te nemen minimale cementgehalten en maximale water-cementfactoren voor het beton. Aangezien, onder overigens gelijke omstandighe­ den, de invloed van de scheikundige samenstelling van het cement op de chemische bestandheid van beton onbeteke­ nend blijkt te zijn, bevat tabel 3 geen specificaties aan­ gaande de aard van het te gebruiken cement. Wel kan terloops worden aangestipt dat bij aantasting door stoffen met oplossende werking het gebruik van kalksteentoeslag enig voordeel biedt, omdat de inwerking dan meer ge­ spreid en minder diep gebeurt.

Dans la grande majorité d’applications, le tuyau moderne en béton n’a aucun besoin de protection supplémentaire . . .

Bij de overgrote meerderheid van toepassingen vergt de moderne betonbuis geen bijkomende bescherming . . .

Lorsque l’on est en présence d’agression par les sul­

Indien ook met sulfaataantasting moet worden reke­ ning gehouden zijn de voorzorgsmaatregelen van tabel 4 van kracht.

fates, il faut tenir compte des mesures préventives reprises dans le tableau 4.

Tableau 4.

Tabel 4.

Agression chimique du béton en présence de sulfates — Mesures à prendre Chemische aantasting van beton bij aanwezigheid van sulfaten — Maatregelen

Degré d’agressivité Aantastingsgraad Type de ciment ( cmentt) pe

faible zwak

trés faible zeer zwak tout ciment elk cernent

tout ciment elk cernent

300

340

0,55

0,50

modéré matig

fort sterk

trés fort zeer sterk

ciment HSR

ciment HSR

ciment HSR

HSR-cement

HSR-cement

HSR-cement

300

440

400

400

0,55

0,50

0,45

0,45

ciment

HSRcernent

Teneur minimale en ciment Minimaal cementgehalte

en kg/m 3

I

m Coefficient eau/ciment max.

Maximale water-cementfactor Protection supplémentaire du béton Bijkomende bescherming van het beton

pas necessaire niet noodzakelijk

indispensable noodzakelijk

65

Le tableau 4, dont les spécifications relatives à la teneur en ciment et au facteur eau/ciment correspondent à cel­ les du tableau 3, donne en outre des indications quant à la nature du ciment à utiliser. Etant donné que l’agres­ sion par les sulfates se caractérise par la formation du sel de Candlot volumineux, par réaction avec l’aluminate tricalcique CsA, la composition chimique du ci­ ment joue certes un rôle. Etant donné qu’un béton très compact offre par lui-même une certaine résistance aux sulfates, tout ciment portland - qui sera souvent retenu en raison des exigences du rythme de la production peut être utilisé conformément au tableau 4 pour des degrés d’agressivité pouvant être considérés comme «très faibles» ou «faibles». Par contre, pour un degré d’agressi­

Zoals blijkt geeft tabel 4, waarvan de specificaties in­ zake cementgehalte en water-cementfactor van het beton gelijklopend zijn met die van tabel 3, wel aanduidingen nopens de aard van het te gebruiken cement. Daar de sulfaataantasting, die leidt tot de vorming van de volu­ mineuze cementbacil, in de eerste plaats het tricalciumaluminaat CsA aangrijpt, speelt de scheikundige samen­ stelling van het cement hier wel degelijk een rol. Door­ dat beton met grote dichtheid ook redelijk sulfaatbestand is kan gewoon portlandcement, dat meestal terwille van de produktiesnelheid te verkiezen is, vol­ gens tabel 4 worden aangewend bij een aantastingsgraad die als «zeer zwak» of «zwak» te bestempelen is. Daar­ entegen is bij hogere graad van aantasting het gebruik

vité plus élevé, l’utilisation de ciment à haute résistance aux sulfates est obligatoire.

van cement met hoge weerstand tegen sulfaten opgelegd.

Les ciments à haute résistance aux sulfates, en abrégé ciments HSR, font également l’objet d’un avant-projet de norme belge. Parmi les ciments actuellement fabriqués dans notre pays, le ciment de haut-fourneau (HL) pré­ sentant un rapport lai tier/lai tier+clincker Portland d’une valeur minimum de 70% (en masse), le ciment permétallurgique (LK) et le ciment sursulfaté (S) sont considérés comme tels. L’unanimité n’est pas encore atteinte sur la question de savoir si le ciment Portland (P) pauvre en CsA peut être considéré comme résistant aux sulfates, au même titre qu’un ciment Portland à 0% de C3A. Dans d’autres pays, des ciments Portland sont considérés comme résistants aux sulfates, lorsque leur teneur en C3A ne dépasse pas : 3% aux Pays-Bas et en Allemagne Fédérale, 3,5% en Grande Bretagne et 5% en France et aux Etats-Unis.

Het genoemde cement met hoge weerstand tegen sul­ faten, afgekort als HSR-cement aangeduid, maakt even­ eens het voorwerp uit van een voorontwerp van Belgische norm. Van de momenteel in ons land vervaardigde ce­ menten zijn hoogovencement (HL) met een massaverhou­ ding slak/slak-l-portlandklinker van minstens 70%, permetaalcement (LK) en overgesulfateerd cement (S) als dus­ danig te beschouwen. Over het antwoord op de vraag of C3A-arm dan wel C3A-vrij portlandcement (P) ook als sulfaatbestendig kan worden aanvaard bestaat echter nog steeds onenigheid. In andere landen zijn toelaatbare gehalten aan C3A in als sulfaatbestand geldend portlandcement onder meer : 3% in Nederland en West-Duitsland, 3,5% in het Verenigd Koninkrijk en 5% in Frankrijk en de Verenigde

II existe néanmoins toujours des cas où ni l’utilisation de ciments spéciaux, ni des précautions d’ordre tech­ nologique ne sont suffisantes pour prévenir l’agression.

Dans de tels cas, lorsqu’il s’agit selon les tableaux 3 et 4 d’agressivité «très forte», une protection complémen­ taire du béton s’avère nécessaire. L’on peut penser dans ces cas à l’imprégnation des surfaces de béton, par exemple par des produits à base de fluosilicates qui, réagissant avec la chaux libre du béton, forment des composés très résistants, ou par des produits à haute ré­ sistance chimique tels que les polyesters. Une autre pos­ sibilité consiste dans l’application d’une couche protec­ trice entièrement étanche à base de goudron, de bitume ou de résines synthétiques. Il reste néanmoins un para­ doxe. Une bonne protection n’adhère correctement que sur une surface parfaite et étanche, conditions de qualité du béton qui peuvent précisément remettre en question la nécessité même de la couche de protection

Er blijven altijd gevallen over, waarbij noch het ge­ bruik van speciale cementsoorten, noch maatregelen op het gebied van de betontechnologie voldoende zijn om aantasting te voorkomen. In zulke gevallen, volgens de tabellen 3 en 4 bij «zeer sterke» aantasting, is een bij­ komende bescherming van het beton noodzakelijk. Daar­ bij kan worden gedacht aan het impregneren van het betonoppervlak, bij voorbeeld met fluaten, dat zijn fluorverbindingen die met de vrije kalk uit het beton zeer resistente verbindingen vormen, of met chemicaliënbestendige kunststoffen zoals polyesters. Een andere moge­ lijkheid is uiteraard het aanbrengen van een geheel af­ dichtende deklaag op basis van bij voorbeeld teerpek, bitumen of kunstharsen. Er blijft evenwel steeds een soort paradox bestaan. Een goede bescherming houdt alleen op een zeer gaaf en dicht oppervlak, en als het beton gaaf en dicht is, is het de vraag of een bescherming nog wel nodig

envisagée.

66

Staten.

IS.

Outre les avants-projets de normes belges introduits auprès de l’Institut Belge de Normalisation ;

Bij het belichten van de bij het Belgisch Instituut voor Normalisatie ingediende voorontwerpen van Belgische norm :

— Document 681845 : «Attaque chimique du béton

par des eaux et des sols contenant des matières agressi­ ves» — Document 68/844 : «Ciments à haute résistance

aux sulfates »

— Document

68/845 : "Chemische aantasting van beton door water en door grond die agressieve stof­ fen bevatten — Document 68/844 : "Cement met boge weerstand tegen sulfaten ii

les ouvrages suivants nous ont également été d’un grand secours pour la rédaction du présent article :

is dankbaar gebruik gemaakt van gegevens uit:

— American Concrete Institute Monograph n°4 : "Du­

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—

rability of Concrete Construction", American Con­ crete Institute, Detroit, 1968 W. Czernin : "Cementchemie voor de bouwwereld".

Verkoop associatie Nederlands Cement, Amsterdam, 1968 Betoniek 1/11: "Waterdicht beton", Nederlandse Cementindustrie, Amsterdam, 1971 Betoniek 3/3 : "Chemische aantasting van beton", Nederlandse Cementindustrie, Amsterdam, 1974 Betoniek 3 /9 : "Sulfaataantasting", Nederlandse Cementindustrie, Amsterdam, 1974 Monographie n° 7 : "Etude de la corrosion des ca­ nalisations en béton". Centre d’Etudes et de Re­ cherches de l’Industrie du Béton manufacturé, Epernon, 1975 Betoniek 3/21 : "De dichtheid van beton”, Neder­ landse Cementindustrie, Amsterdam, 1976.

L’Indice de Révision

De FeBe-

des Prix Febe

Prijsherzieningsindex

Indice de révision des prix utilisé par les fabricants de béton affiliés à la FeBe dans leurs rapports commerciaux. Sur base 1969 100, il s’établit comme suit :

Prijsherzieningsindex gebruikt door de bij de FeBe aangesloten betonfabrikanten in hun handelsbetrek­ kingen. Met 1969 = 100 ziet deze er als volgt uit :

1977

1977

Cijfer A/Chiffre A

Cijfer B/Chiffre B

janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre

221,33 221,33 224,98 224,98 224,98 228,79 228,79 228,79 228,79 232,57 232,57 232,57

januari februari maart april mei juni juli augustus september oktober november december

Le chiffre A est applicable aux contrats conclus après le 31/12/1976.

Le chiffre B est applicable aux contrats conclus avant le 1/1/1977.

janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre Cijfer A gesloten Cijfer B gesloten

225,74 225.74 229,45 235.75 235.75 239.75 239,75 239,75 239,75 243,72 243,72 243,72

januari februari maart april mei juni juli augustus september oktober november december

is van toepassing op de kontrakten die af­ werden na 31/12/1976. is van toepassing op de kontrakten die af­ werden vóór 1/1/1977.

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