Materials and Structures

, Volume 28, Issue 2, pp 115–124 | Cite as

One-dimensional water transport in covercrete—application of non-destructive methods

  • J. Kaufmann
  • W. Studer
Technical Notes

Summary

One-dimensional water transport in cores of different concrete types with a moulded surface at one end was investigated by the simple measurement of mass changes during suction and by evaporation tests. Non-destructive methods (magnetic resonance imaging (MRI) and x-ray tomography) were applied successfully to the localization of water distribution within the concrete during such tests. Before the suction test was carried out, all samples were stored for 18 months under constant climatic conditions (35% RH, 70% RH, or 90% RH) to avoid inhomogeneous humidity distributions. They were then sealed with aluminium tape (epoxy in the MRI measurement) on all faces except the moulded surface, thus guaranteeing one-dimensional flow.

Keywords

Mould Surface Magnetic Resonance Imaging Measurement Vacuum Saturation Concrete Type Water Front 

Resume

Le transport de l'eau dans le béton d'enrobage est l'un des facteurs agissant le plus sur la durabiliteé des constructions en béton, en raison des effets notables qui en résultent sur la perméabilité au gaz, l'échange gazeux et le transport d'haloïdes et, par voie de conséquence, sur la corrosion de l'armature. Le transport de l'eau peut être quantifié simplement en procédant à des essais classiques d'absorption et d'évaporation. Une série d'essais de ce type ont été réalisés à l'EMPA.

A cet effet, on a utilisé des carottes de petit diamètre (50 mm) et de différentes longueurs, munies à une extrémité d'une face de coffrage et provenant d'éléments de murs âgés de 4 à 5 ans, et qui ont été stockées dans des conditions climatiques constantes, jusqu'à 1 année et demie avant l'essai d'absorption. Le béton pouvait donc être considéré comme totalement hydraté et la réparitition de l'humidité dans les carottes était homogène au moment du démarrage des essais d'absorption. Quatre catégories de béton, différenciées par leur rapport eau/ciment (0,5; 0,6) et la teneur en air (2% vol.; 5% vol.) ont été examinées. La teneur et la granulométrie des granulats (diam. max. des grains: 32 mm) et, par conséquent, la quote-part volumétrique et la structure ‘externe’ de la pierre de ciment étaient identiques pour toutes les catégories de béton essayées.

Il est évident que les essais d'absorption et d'évaporation ne permettent de tirer que des conclusions à caractère global sur le transport de l'eau. Il n'en ressort aucune information sur la répartition géométrique de l'eau pendant les essais; pour cela, il est nécessaire d'avoir recours à des méthodes de mesures tomographiques non destructrices. Pour l'étude en cours, on a utilisé avec succès la radio-tomographie assistée par ordinateur et l'imagerie par résonance magnetique (IRM). En particulier, au moyen de l'IRM au deutérium, il a été possible, lors d'essais d'absorption, de rendre visibles des fronts ascendants; il semble donc raisonnable d'utiliser plus fréquemment cette méthode dans le cadre des recherches sur le transport de l'eau dans le béton d'enrobage.

Les résultats des essais ont permis de tirer quelques conclusions plus précises sur le transport de l'eau. On a pu constater, entre autres, que le béton d'enrobage se distinguait de manière évidente, également dans ce domaine, du béton interne et que les dérives observées quant à l'absorption de l'eau, par rapport à la ‘loi de la racine carrée du temps’, ne semblaient pas être provoquées par une répartition non homogène de l'humidité mais par la structure du système poreux capillaire. La comparaison de mesures IRM au deutérium avec des essais d'absorption classiques a permis de définir un modèle de pénétration d'eau dans un système poreux partiellement rempli.

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Copyright information

© RILEM 1995

Authors and Affiliations

  • J. Kaufmann
  • W. Studer

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