The skin of concrete composition and properties

Abstract

Some experimental investigations regarding composition and properties of the surface layer of concrete, indicated as concrete skin, have been executed. On the other hand, from theoretical considerations, an (optimistic) estimate has been made of such skin properties.

Résumé

Tous les ouvrages de bâtiment et de génie civil se situent dans un milieu où ils sont soumis à l'action extérieure d'agents (tout ce qui agit sur un ouvrage ou ses parties). La durabilité par conséquent n'est pas une propriété globale telle que la résistance mais (avec quelques exceptions), d'abord une propriété de la surface déterminée par la composition et les propriétés des couches superficielles qu'on désignera par le terme “peau”.

Cet effet de peau conduit à des variations dans les teneurs de ciment, granulat et eau, ainsi que dans la porosité des différentes couches superficielles, ce qui affecte la durabilité: retrait et gonflement différentiel, hygrique et thermique, résistance et déformabilité différentielles. L'accroissement de la sorption d'eau par une plus grande porosité de la peau du ciment et du mortier accompagné d'une augmentation du rapport E/C peut causer un gonflement accru par gel/dégel et notamment s'il y a eu usage de sels dégivrants. L'accroissement de porosité de la peau détermine une érosion et une usure plus fortes, cependant que des composants agressifs de l'air et/ou de solutions chimiques (naturelles ou non) peuvent pénétrer plus rapidement dans le béton et intensifier les réactions chimiques dont la peau est le siège. Il en résulte souvent donc que la composition et les propriétés de la peau (dont l'épaisseur est à peu de choses près égale à l'épaisseur d'enrobage de l'armature) jouent un rôle déterminant dans les processus d'éclatement superficiel, de microfissuration, d'agression chimique et en général de détérioration de la surface.

On donne un aperçu des résultats d'essai antérieurs relatifs à la composition et aux propriétés de la peau du béton, qui reposent sur des études faites sur des coupes obtenues par sciage et des examens stéréologiques. On trouvera ensuite une estimation (optimiste) de quelques propriétés variant en fonction de la profondeur dans le béton, qui ressort d'une approche plus théorique.