Le béton armé d’inox: le choix de la durée

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1 Le béton armé d’inox: le choix de la durée
Conférence Le Pont 2004: Présentation de la solution Cas d’utilisation Nuances recommandées Dispositions constructives Avantages: optimisation des quantités, maintenance réduite durabilité …intérêt écononomique ? 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT

2 Le béton armé d’inox: le choix de la durée
Conférence Le Pont 2005 Les solutions pour prévenir la corrosion Comparaison des procédés Comparaison économique Exemples: pont autoroutier (AREA) et digue au Mexique …et la corrosion galvanique? 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT

3 UGITECH Etude expérimentale en laboratoire du couplage galvanique entre un acier traditionnel et un acier Inox dans le béton. Eric Chauveau Bernard Demelin Ugitech 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT

4 PLAN : Etude expérimentale du couplage galvanique
Qu’est ce que la corrosion galvanique ? Notre méthodologie de laboratoire. Quels sont les paramètres étudiés ? 4. Les résultats: influence de… La composition de la solution agressive, la géométrie de l’assemblage, l’état initial de surface de l’acier C, le nombre de points de contacts acier C / Inox, le rapport de surface acier C / inox. 5. Conclusion. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

5 1. Qu’est ce que le couplage galvanique ?
+ Corrosion de contact = Pile galvanique  le métal le moins noble s’oxyde. Les aciers Inox sont en général plus nobles que les autres métaux (Al;Zn…). Remèdes : isolant électrique ; surface anodique très importante. - Dans le béton, en réparations, la présence d’inox va-t’elle accélérer la corrosion « intrinsèque » de l’acier traditionnel ? 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

6 2. La méthodologie mise en place
Immersion pendant 28 jours d’assemblages Inox 304 / acier traditionnel dans des solutions synthétiques carbonatées et chlorurées, basiques avec des pH de 12 à 8. Mesure de la quantité d’acier traditionnel qui s’est oxydé sur chaque barreau (courbe = moyenne en mg/cm2). 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

7 2. Validation de notre méthodologie
Acier C (en dessous)/ acier galvanisé ; Rapport des surfaces= 1. Solution 1: pH=10 (NaHCO3 + Na2CO g/L de NaCl) Solution 2: pH = 9 (NaHCO3 + Na2CO3+ 35 g/L de NaCl) Solution 3: pH = 8 (CaCl2 + CaCO3) Conclusion: avec notre méthodologie, on mesure bien un phénomène de protection cathodique: Corrosion du Zn > Corrosion de l’acier traditionnel Dans tous les cas. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

8 3. Quels sont les paramètres étudiés ?
Composition de la solution à l’interface Béton / aciers ( 3 solutions ) Configuration géométrique des assemblages (3 types) Etat de surface initial de l’acier Carbone («neuf » ou rouillé) Rapports de surface Inox / acier C ( de 1 à 0,15 ) Nombre de points de contacts Inox / acier C (de 4 à 20 points) 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

9 4.1 / Influence de la composition de la solution
Acier Carbone « neuf » (en dessous) / acier Inox (au dessus). Solution 1: pH=10 (NaHCO3 + Na2CO g/L de NaCl) Solution 2: pH = 9 (NaHCO3 + Na2CO3+ 35 g/L de NaCl) Solution 3: pH = 8 (CaCl2 + CaCO3) Conclusion: Peu de différences entre les 3 solutions. La solution à pH =10 paraît légèrement plus corrosive. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

10 4.2 / Influence de la configuration géométrique
B C Solution pH=8 Rapport des surfaces = 1 Conclusion : Pas d’influence de la géométrie de l’assemblage 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

11 4.3 / Influence de l’état initial de l’acier Carbone
Solution pH = 8 ; rapport de surfaces = 1. Perte de masse en mg/cm2 sur acier Conclusion : la perte de masse est plus importante sur acier corrodé que sur acier traditionnel « neuf ». 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

12 4.4 / Influence des rapports de surface Inox /Acier C
Solution à pH = 8 ; Inox au dessus / acier en dessous. Conclusion : Plus le rapport Inox / Acier C est petit, plus la corrosion de l’acier au Carbone est faible. (surface anodique grande pour diminuer la vitesse de corrosion du couplage) 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

13 4.4 bis / Influence des rapports de surface.
Solution à pH = 9. Inox en dessous / acier au dessus. Accélération due au couplage Conclusion: Par couplage galvanique, il n’y a pas d’accélération de la corrosion de l’acier traditionnel, si le rapport [ surface d’inox / surface d’acier au Carbone ] est inférieur à 15%. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

14 4.4 ter / Influence des rapports de surface.
Solution à pH = 8. Distance = 10 cm R = 1 R=0,23 I moy = 74 µA/cm2 Acier / Acier I moy 14 µA/cm2 I moy = 9,6 µA/cm2 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

15 4.5 / Influence du nombre de points de contacts
Solution à pH=8 ; Rapport surfaces = 0,15. Conclusion : Diminution de la corrosion de l’acier C avec une augmentation du nombre de points de contacts. Recouvrement : 49*diamètre  nombre de points de contacts supérieur à 15  pas d’accélération de la corrosion de l’acier traditionnel par couplage avec l’inox. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

16 4.6 / Influence de la distance Acier / Inox
Solution à pH = 8. Rapport de surfaces = 1. Distance = 10 cm. Distance = 3 cm. I moy = 74 µA/cm2 I moy = 89 µA/cm2 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

17 Couplage galvanique de l’inox et de l’acier au carbone dans le béton:
5. Conclusion Couplage galvanique de l’inox et de l’acier au carbone dans le béton: Pas d’accélération de la corrosion de l’acier traditionnel si le rapport des surfaces [Inox / acier C] reste inférieur à 15%. Pas d’accélération de la corrosion de l’acier traditionnel avec un recouvrement de 49*diamètre, à cause du nombre de points de contacts supérieur à 15. 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH

18 5. Conclusion 17-19 Octobre 2006 CONFERENCES LE PONT UGITECH