Étude des propriétés de transport du béton projeté - Bolduc, Louis-Samuel (Université Laval, 2009)
La durabilité des infrastructures de béton est un sujet qui suscite aujourd'hui un intérêt grandissant en Amérique du Nord. L'entretien et la réfection de ces structures exigent une part croissante des fonds publics puisque plusieurs ouvrages arrivent à la fin de leur vie utile. Les propriétaires et gestionnaires d'ouvrages demandent donc des réparations durables pour prolonger la durée de vie de leurs infrastructures. Pour qu'une réparation soit efficace et durable, plusieurs aspects sont à considérer: une préparation de surface adéquate, le choix du bon matériau de réparation, et le choix d'une méthode de mise en place appropriée. Le béton projeté s'avère être une technique de mise en place privilégiée pour la réparation des infrastructures en béton car ce procédé est rapide et ne nécessite pas de système de coffrage complexe. Lorsqu'un béton projeté est préconisé dans un devis, que ce soit pour une réparation ou une structure neuve, l'ingénieur doit généralement spécifier une valeur de résistance à la compression minimale (ASTM C1604), et une valeur d'absorption maximale (ASTM C642). L'absorption est un paramètre souvent spécifié afin de s'assurer que le béton projeté rencontre des critères de durabilité suffisants. Contrairement à ce qui apparaît souvent dans la documentation scientifique, il n'y a pas de relation directe entre la résistance en compression d'un béton et son absorption. Les paramètres qui influencent l'absorption d'un béton projeté sont mal compris. Ainsi, pour respecter le critère d'absorption maximale spécifié dans les devis, les concepteurs de mélanges maîtrisent mal les paramètres à modifier et il en résulte un processus de conception qui peut être itératif et peu économique. L'état actuel des connaissances concernant la durabilité du béton projeté est limité. Des critères qualitatifs ont été suggérés, permettant de relier la qualité générale d'un béton projeté à son absorption. Toutefois, ces critères sont basés sur l'expérience, et manquent malheureusement de fondements scientifiques. Bien qu'il soit simple et pratique, ce système de classification n'offre pas d'explication sur la relation entre l'absorption d'un béton projeté et sa durabilité face aux agents agressifs. L'essai d'absorption donne une idée générale du volume des vides capillaires d'un béton, alors qu'il est généralement reconnu que la pénétration d'agents agressifs suit un processus diffusionnel. Ce projet de recherche comporte deux objectifs principaux. D' abord, il s' agit de déterminer l'influence des différents paramètres de projection et des caractéristiques des mélanges sur l'absorption du béton projeté. Ceci permettra l'optimisation de la formulation des mélanges puisque les principes de conception actuels sont essentiellement fondés sur la résistance mécanique et sur le rebond. La seconde partie du travail a comme objectif d' établir un critère d'acceptation des bétons projetés en matière de durabilité. Cette étude tentera d'identifier clairement la relation entre l'absorption d'un béton projeté et ses propriétés de transport. Pour atteindre ces objectifs, le programme expérimental qui a été mis sur pied consiste à produire et caractériser plusieurs mélanges de bétons, tant projetés que mis en place de façon gravitaire. Les résultats démontrent que les principaux paramètres qui influencent l'absorption du béton projeté sont le rapport EIL et le volume de pâte de ciment hydraté. Ce dernier paramètre est toutefois fonction de la granulométrie initiale du mélange. Finalement, il est démontré que l'essai d'absorption n'est pas un paramètre fiable pour prédire la pénétration des ions chlorures dans les matrices cimentaires. Les résultats de cet essai sont faiblement corrélés avec le coefficient de diffusion, qui constitue une propriété de transport fondamentale à l'égard de la durabilité.