Aller au contenu
Posté(e)
comment_654

posté par bentafat_rachid

Chlorure de calcium dans le béton

PAR V.S. Ramachandran

L'incorporation au béton de faibles quantités de certains

produits afin de lui donner des propriétés recherchées est

un procédé aussi ancien que l'utilisation du ciment. Les

Romains ajoutaient du sang, de la graisse de porc et du lait aux ciments de

pouzzolane, pour améliorer leur ouvrabilité et leur

durabilité. Il existe aujourd'hui plusieurs centaines de produits

chimiques qui sont censés avoir une ou plusieurs

propriétés avantageuses et qui peuvent être

incorporés au béton. On désigne ces produits sous le nom

d'adjuvants, et on les ajoute à l'eau, au granulat et au ciment

hydraulique immédiatement avant ou pendant le malaxage . La plupart des adjuvants sont connus d'après

leur usage; on a par exemple les réducteurs d'eau, les retardateurs

de prise, les agents accélérateurs-réducteurs d'eau,

les accélérateurs et les hydrofuges.

Un accélérateur, comme le terme le suggère,

accroît la vitesse de développement de certaines

propriétés caractéristiques des ciments et bétons,

mais il n'accélère pas nécessairement le

développement de chacune d'elles. Du point de vue chimique,

l'accélération peut être l'accroissement global de

la vitesse de réaction; du point de vue physique, l'accroissement de

la vitesse de prise; et du point de vue mécanique, l'accroissement

de la vitesse de développement de la résistance mécanique.

En pratique, cela signifie une réduction du temps de cure et de la

durée pendant laquelle le béton doit être

protégé du froid, et que la finition doit être entreprise

plus tôt et que le bâtiment pourra être ouvert plus tôt

au public.

On connaît plusieurs produits chimiques qui servent

d'accélérateurs de prise du béton: le formiate de

calcium, le chlorure d'aluminium, le carbonate de potassium, le chlorure de

sodium et le chlorure de calcium (entre autres). Cependant, le chlorure de

calcium est celui dont l'usage est le plus répandu. Sa

popularité est due au fait qu'on peut se le procurer facilement, que

son coût est peu élevé, que son comportement

caractéristique est prévisible et qu'on l'a

employé avec succès pendant plusieurs décennies.

Le béton doit répondre à de nombreuses exigences de

comportement. L'addition de chlorure de calcium améliore certaines

caractéristiques recherchées des bétons mais peut avoir

une action défavorable sur d'autres. Mais on ne peut prévoir

avec assez de précision le comportement d'un béton contenant

un adjuvant au chlorure de calcium que si les effets à long et à

court terme ont été déterminés. Lorsque ces effets

sont connus on peut alors employer les adjuvants de façon

appropriée. Autrefois, les adjuvants étaient le domaine des

spécialistes, mais avec le progrès de la technologie du

bâtiment et les nouvelles exigences auxquelles doivent répondre le

constructeur l'ingénieur et l'architecte, il est

nécessaire que tous ceux qui s'occupent de construction connaissent

aussi bien les adjuvants et leurs effets que le ciment, les granulats ou

l'eau de gâchage.

Méthodes d'addition du chlorure de

calcium

La quantité de chlorure de calcium à utiliser pour un ouvrage

donné dépend des exigences, bien qu'il soit recommandé

que la quantité de chlorure de calcium ne représente pas plus de

2 pour cent de la masse de ciment. Il convient toutefois de noter que ce

pourcentage s'applique au chlorure de calcium en paillettes, qui est un

hydrate contenant environ 2 molécules d'eau (2 pour cent de chlorure

de calcium en paillettes équivalent à environ 1.5 pour cent de

CaCl2 anhydre).

Le chlorure de calcium se présente sous forme de boulettes, de

granules ou de paillettes, ou en solution. La forme habituelle en paillettes

contient un minimum de 77 pour cent de chlorure de calcium et les boulettes et

autres formes granulaires un minimum de 94 pour cent. Le matériau est

fourni en sacs étanches à l'humidité, dans des

cylindres métalliques étanches à l'air, ou de tout

autre manière appropriée et il doit être soigneusement

conservé à l'abri de l'humidité. S'il se forme

des grumeaux au cours du stockage il faut s'en débarrasser.

Le chlorure de calcium est soluble dans l'eau froide et dans l'eau

chaude. Lorsqu'on le dissout il est préférable de mettre le

sel dans l'eau, parce que si l'on verse de l'eau sur le sel il se

forme une croûte dure, qui rend la dissolution lente. Lorsqu'elle

vient d'être préparée, la solution est chaude et doit

être refroidie avant l'utilisation.

On ne prépare pas de solutions très concentrées de

chlorure de calcium pour éviter que le chlorure en excès ne se

dépose au fond. Il est plus pratique de préparer une solution

contenant par gallon, 4 lb de paillettes (avec un minimum de 77 pour cent de

chlorure de calcium) ou 3¼ lb de boulettes ou de paillettes

concentrées ou d'autres formes granulées (contenant au

minimum 94 pour cent de chlorure de calcium). Ensuite, une méthode

pratique, mais pas exacte, consiste à ajouter 1 pinte de solution

titrée par sac de ciment lorsqu'on spécifie une concentration

de 1 pour cent de chlorure de calcium ou 2 pintes par sac lorsqu'on

spécifie une concentration de 2 pour cent de chlorure de calcium. La

solution est considérée comme une partie de l'eau de

gâchage du béton. Par exemple, pour un mélange

préparé avec 5 sacs par verge cube et exigeant 2 pour cent de

chlorure de calcium et 150 gallons d'eau de gâchage, la solution de

chlorure représenterait 12.5 gallons et l'eau 137.5 gallons

La solution de chlorure de calcium peut être ajoutée à

la main, mais il est préférable d'utiliser un distributeur

automatique. La solution ne devrait pas être mise directement en contact

avec le ciment parce qu'il pourrait y avoir prise instantanée. On

l'ajoute habituellement à l'eau de gâchage ou aux

granules. Lorsque la solution de chlorure de calcium est fournie directement

par le fabricant, on peut évaluer sa concentration en mesurant sa

densité à l'aide d'un hydromètre.

  • Réponses 2
  • Vues 2.7k
  • Créé
  • Dernière réponse

Meilleurs contributeurs dans ce sujet

Invités, quelle réponse a été la plus utile ?

Si l'une de ces réponses répond à votre question, veuillez prendre un moment pour cliquer sur le bouton "Marquer comme solution" sur le message contenant la meilleure réponse.
Marquer les messages comme solution aidera les autres membres de la communauté à trouver rapidement des réponses à leurs questions. Merci pour votre aide!

recommended_posts

comment_655

posté par bentafat_rachid

Effets de chlorure de calcium sur les

propriétés physiques du béton

Le chlorure de calcium réduit considérablement le temps

initial et le temps final de prise de béton. Ceci est

particulièrement utile pour les opérations de bétonnage

exécutées pendant des températures basses ou

tempérées, parce que l'on peut entreprendre plus rapidement

la finition et poser des dalles plus tôt. Des quantités excessives

(par exemple, 4 pour cent) provoquent une prise très rapide et devraient

être évitées. Même de faibles quantités ne

devraient pas être employées par temps chaud parce que la prise

peut se produire si rapidement que la mise en oeuvre et la finition peuvent

devenir très difficiles; la résistance mécanique peut

aussi être réduite. Les normes ACNOR A266.2-1973 et ASTM C494-1971

exigent toutes deux que le début de prise ait lieu au moins 1 h plus

tôt lorsque le béton contient du chlorure de calcium (mais avec au

plus 3 h d'avance d'après la norme ACNOR ou 3½ h

d'avance d'après la norme ASTM) que pour le béton non

traité. La norme ASTM spécifie aussi que la fin de prise doit

avoir lieu au moins 1 h plus tôt pour le béton contenant du

chlorure de calcium. L'influence de différentes quantités de

chlorure de calcium sur le début et la fin de prise d'une pâte

de ciment homogène est indiquée à la figure 1.

Figure 1. Temps initial et final de prise d'une

pâte de ciment contenant diverses quantités de chlorure de

calcium.

Le chlorure de calcium ne réduit pas de façon importante la

quantité d'eau requise pour provoquer un affaissement donné

et par conséquent n'a probablement pas d'effet sensible sur le

renforcement du béton. Comme le chlorure de calcium est un

accélérateur, il peut avoir tendance à provoquer un

début rapide de durcissement et par conséquent à

réduire le ressuage.

Le chlorure de calcium ne produit pas par lui-même un

entraînement d'air dans le béton. Toutefois, lorsqu'on

l'utilise en combinaison avec des entraîneurs d'air, il faut

généralement une quantité moindre d'entraîneur

pour obtenir une teneur donnée en air. Comme le chlorure de calcium

risque d'être incompatible avec certains entraîneurs d'air,

des essais préalables devraient être effectués. S'il y

a des problèmes d'incompatibilité les adjuvants devraient

être ajoutés séparément.

Dans de nombreux cas, le dépôt blanchâtre qui se forme

sur le béton après la cure est fréquemment attribué

à la présence de chlorure de calcium. Toutefois, dans les

conditions habituelles d'exposition, il attire l'eau

(c'est-à-dire qu'il est déliquescent) et il n'a pas

tendance à provoquer des efflorescences comme c'est le cas avec les

autres sels. De plus, une partie du chlorure que l'on a ajouté au

béton s'associe étroitement aux phases hydratées du

béton et se dissout difficilement dans l'eau. Lorsqu'une

efflorescence se produit elle peut être supprimée avec un

traitement à l'acide sulfurique dilué, suivi d'un

rinçage à l'eau.

Le béton contenant du chlorure de calcium durcit vite et devient

rapidement résistant aux effets du gel et du dégel. Ceci peut

être très important si le bétonnage est effectué en

hiver, lorsque le matériau peut être soumis à l'action

de sels de dégivrage. En vieillissant le béton contenant du

chlorure de calcium peut devenir moins résistant aux attaques du

gel.

Les variations de volume qui ont lieu dans le béton contenant du

chlorure de calcium dans diverses conditions de cure et de séchage et

à des degrés d'hydratation comparables ne sont pas bien

connues. On sait que dans la plupart des cas le chlorure de calcium

accroît le retrait dû au séchage, l'importance de ce

retrait étant fonction de la quantité de chlorure de calcium

incorporée au béton, du type de ciment, de la durée de la

cure et des conditions ambiantes. Certains travaux ont indiqué qu'il

est possible de réduire le retrait par l'addition de sulfate de

sodium. Dans les normes ACNOR et ASTM le retrait maximal autorisé pour

du béton contenant des adjuvants chimiques, y compris du chlorure de

calcium, dépasse de 135 pour cent celui du matériau de

référence (lorsque le retrait de l'échantillon

témoin est d'au moins 0.03 pour cent). Cette exigence est satisfaite

avec le dosage usuel recommandé.

Influence du chlorure de calcium sur le

comportement mécanique du béton

L'addition de chlorure de calcium provoque un durcissement

accéléré de tout béton contenant un type quelconque

de ciment portland. C'est pourquoi l'emploi du chlorure de calcium est

très répandu. Le taux maximal de durcissement est atteint en 1

à 3 jours de cure, selon les conditions de cure, la proportion

eau/ciment, le type de ciment, la quantité d'adjuvant, etc. Par

comparaison avec un béton de référence (sans chlorure de

calcium), l'accroissement de résistance mécanique peut varier

entre 30 et 100 pour cent les trois premiers jours, et cette valeur diminue

ultérieurement avec la durée de cure. Les normes tiennent compte

de ce fait. Par exemple, la norme ASTM C-494 exige un accroissement d'au

moins 125 pour cent par rapport au béton témoin au bout de 3

jours, mais au bout de 6 mois à 1 an l'exigence n'est plus que

de 90 pour cent par rapport à l'échantillon témoin.

Les quantités de chlorure de calcium en excès des

quantités tolérées par les normes provoquent un

abaissement de la résistance mécanique. Pour une même

concentration de chlorure de calcium les accroissements de résistance

mécanique sont plus importants pour les mélanges riches.

L'effet du chlorure de calcium sur le taux d'accroissement de la

résistance mécanique est particulièrement important aux

températures basses (figure 2).

La résistance à la flexion n'augmente pas autant que la

résistance à la compression lorsqu'on ajoute du

CaCl2. La norme ASTM C-494 exige que la résistance à

la flexion au bout de trois jours soit au moins égale à 110 pour

cent de celle de l'échantillon témoin, mais l'exigence

correspondante est de 125 pour cent pour la résistance à la

compression. Après de longues périodes de cure, la

résistance à la flexion du béton contenant du chlorure de

calcium peut même être inférieure à celle de

l'échantillon témoin.

Le retrait et le fluage des pâtes de ciment semblent être des

phénomènes liés entre eux. Comme le chlorure de calcium a

tendance à accroître le retrait du béton, il semble

possible qu'il accroisse aussi son fluage.

Effets chimiques sur le béton

Lorsque le béton est exposé à des solutions

sulfatées, il peut se dégrader; les sulfates réagissent

avec les ions calcium et aluminium de la pâte de ciment pour former des

hydrates de sulfate de calcium et de sulfoaluminate de calcium, qui provoquent

la rupture du béton. Lorsque le béton contient du chlorure de

calcium, certains indices montrent que sa résistance aux attaques par

les sulfates est diminuée. Par conséquent, l'emploi de

chlorure de calcium n'est pas recommandé lorsque le béton

peut être attaqué par des sulfates. Dans certains cas on peut

l'employer pour un élément de maçonnerie exposé

à un environnement d'eau de mer, à condition que la fonction

de l'élément et l'importance de l'agression aient

dicté son emploi (norme ACNOR A231-1973).

Certains types de granulats utilisés en combinaison avec des ciments

contenant de fortes quantités d'alcalis peuvent provoquer le

gonflement et la dégradation du béton lorsqu'ils

réagissent avec ces derniers. Des expériences ont

démontré que le chlorure de calcium présent dans le

béton intensifie la réaction entre les alcalis et les granulats.

Si la situation exige l'emploi du chlorure de calcium, la dilatation peut

être contrôlée avec des ciments pauvres en alcalis, de la

pouzzolane ou un granulat neutre.

Non seulement le chlorure de calcium accroît le taux d'hydratation

du ciment, mais il active cette réaction d'hydratation.

L'hydratation du ciment est une réaction exothermique, et parce que

l'hydratation est activée par le chlorure de calcium, il se

dégage davantage de chaleur au début, en particulier pendant les

10 à 12 premières heures. La chaleur totale dégagée

ne varie pas beaucoup, mais l'importance du dégagement au

début peut être intéressante pour le bétonnage en

hiver.

Dans le béton armé bien composé la corrosion de

l'acier se produit rarement parce qu'une pellicule d'oxyde se forme

sur l'acier en milieu alcalin et rend l'acier inerte. Cette pellicule

est stable aussi longtemps que le pH est maintenu à un certain niveau

minimal. Lorsque le béton contient du chlorure de calcium, cette

pellicule stable ne se conserve pas aussi efficacement, il y a donc un risque

de corrosion. C'est pourquoi il faut prendre des précautions

lorsqu'on incorpore du chlorure de calcium à du béton

armé. Il faut que le béton ait un revêtement adéquat

et qu'il soit bien consolidé.

Dans certains pays l'emploi de chlorure de calcium n'est pas

recommandé pour le béton armé. Le danger de corrosion est

considérablement accru lorsqu'il s'agit de bétons

précontraints, parce que la surface totale des câbles est grande

et que les différences de contraintes sont plus prononcées. Par

conséquent il faut proscrire l'emploi de chlorure de calcium avec

les bétons précontraints. L'emploi de chlorure de calcium

n'est pas interdit pour les bétons précontraints par

post-tension, dans lesquels les câbles sont placés dans des

conduits; toutefois, il faut éviter l'emploi de chlorure de calcium

avec du coulis. Il ne faut pas non plus l'employer avec des bétons

dans lesquels divers métaux sont combinés ou dans lesquels

peuvent exister des courants électriques parasites. Il vaut mieux ne pas

utiliser de chlorure de calcium avec les bétons dont la cure est

effectuée à la vapeur, sauf si l'on peut démontrer que

dans un cas particulier il n'y aura pas de corrosion.

On pense généralement que les effets nocifs du chlorure de

calcium sur le béton armé sont dus à la présence de

tout le chlorure qui a été initialement incorporé au

béton au cours du malaxage. Des expériences ont prouvé,

cependant, que seule une partie du chlorure de calcium réagit avec les

composants du ciment et que c'est un adjuvant peu soluble — c'est

pourquoi ses effets corrosifs ne sont pas aussi prononcés qu'on

pourrait s'y attendre.

Conclusion

On a décrit dans le présent digest le rôle du chlorure

de calcium dans le béton, ses effets nocifs et ses effets

bénéfiques, et dans quels cas il fallait l'employer avec

prudence. Il est tout à fait possible qu'à l'avenir

certaines modifications permettent son emploi sans restrictions. Le

considérer comme un antigel est une erreur. Son effet sur la

congélation est négligeable en raison des faibles

quantités de chlorure de calcium utilisées avec le béton;

même si le temps pendant lequel le béton doit être

protégé est réduit, les méthodes courantes de

protection doivent être observées pour le bétonnage par

temps froid.

On aurait tort de considérer le chlorure de calcium comme une

panacée à tous les problèmes des bétons, tout comme

de s'en méfier exagérément. Ce produit peut

améliorer les caractéristiques d'un béton bien fait,

mais ne peut améliorer un béton mal fait. Il ne peut remplacer

une bonne technique, une bonne composition ou des matériaux de bonne

qualité. Son emploi doit être déterminé en fonction

d'une situation particulière. Sinon, il faudra recourir à

d'autres méthodes telles que l'emploi de ciment du type III,

d'une quantité plus grande de ciment, de ciment plus fin ou

l'application d'une méthode de cure ou de protection

différente ou encore plusieurs de ces possibilités à la

fois.

Bien que le mécanisme par lequel le chlorure de calcium agit sur le

ciment ait été étudié en détail, on ne le

connaît pas encore très bien. Les théories sont en

général basées sur les effets chimiques, la morphologie,

la porosité, la solubilité et la surface, ou d'autres

facteurs, mais il est probable que son action est due à la combinaison

de ces effets.

Des recherches sont toujours en cours en vue de trouver un produit capable

de remplacer le chlorure de calcium et n'en possédant pas les

limitations. Les expériences réalisées avec plusieurs sels

minéraux ont démontré, toutefois, que le chlorure de

calcium est toujours l'accélérateur le plus pratique pour le

béton.

Publié à l'origine en

décembre 1975.

bentafat_rachid

Administrateur

  • 7 mois après...

Rejoindre la conversation

Vous pouvez publier maintenant et vous inscrire plus tard. Si vous avez un compte, connectez-vous maintenant pour publier avec votre compte.
Remarque: votre message nécessitera l’approbation d’un modérateur avant de pouvoir être visible.

Invités
Répondre à ce sujet…