Causes et préventions des altérations du béton : Réaction sulfatique interne

7 Octobre 2019
 
Pile massive d’un pont atteinte de réaction sulfatique interne. Le béton a subi une température de 80°C durant plus de 200 heures

La Réaction Sulfatique Interne (RSI), appelée également DEF (Delayed Ettringite Formation) est une réaction pouvant se produire dans certaines conditions entre du sulfate contenu dans le béton et les aluminates. La présence d’eau est nécessaire à la réaction.


Ce phénomène nécessite la conjonction de plusieurs paramètres (température élevée de durcissement, durée du pic de température, composition du ciment, présence d’eau à la surface du béton). Ces sulfates en excès proviennent principalement de la décomposition, à haute température, en mono-sulfoaluminate, de l’ettringite primaire (tri-sulfoaluminate), formée au cours de l’hydratation du ciment.


Après durcissement du béton, plusieurs semaines à plusieurs années, si le béton est en présence d’eau, ce sulfate en excès va se combiner avec des aluminates pour reformer de l’ettringite appelée différée. L’ettringite est un composé expansif. L’ ettringite primaire qui se forme durant l’hydratation du ciment a la place pour gonfler, étant donné qu’elle se développe lorsque le matériau n’est pas encore durci.
Par contre, l’ettringite différée se forme lorsque le matériau est durci. Elle n’a donc pas la place de gonfler et son développement s’accompagne d’une expansion et d’une fissuration du béton (fig 4.7.1).


 

Prévention

La meilleure des préventions consiste à limiter la température à cœur du béton à 65°C lors de son durcissement. Eu égard au fait que des températures excessives du béton en cours de durcissement peuvent notamment faire baisser les résistances à long terme, provoquer du retrait thermique et donc des risques de fissuration, cette prévention sera largement bénéfique à la qualité intrinsèque du béton. Des dispositions constructives visant à éviter la stagnation d’eau à la surface de béton sont également un moyen de se prémunir de la formation de DEF.


Moyens pour abaisser la température du béton en cours de durcissement
De nombreux moyens existent pour diminuer la température du béton de pièces massives en cours de durcissement :

  • utilisation de ciments à faible chaleur d’hydratation comme par exemple les ciments au laitier
  • privilégier les coffrages non isolants (mais attention, défavorable pour le retrait thermique)
  • refroidir la température de l’eau ou arroser les granulats en été
  • mettre en œuvre un système de refroidissement actif (par circulation d’eau froide)
  • éviter le bétonnage de pièces massives par temps chaud.