« Imperméabilisation » des Adjuvants pour Béton

Fonctionnement des Adjuvants pour Béton

Il existe de très nombreux adjuvants « imperméabilisants » sur le marché mondial qui peuvent être ajoutés au béton lors du mélange, destinés à obtenir une résistance accrue à la migration de l’eau. Dans toute la gamme de produits, il existe de nombreuses caractéristiques et différences communes. La promotion de ces systèmes à travers les pages de ce journal et ailleurs s’accompagne souvent de revendications attrayantes en termes de performances, de facilité d’utilisation et de « garanties » de sauvegarde.

Bien que les différents produits puissent revendiquer une composition et / ou un mode d’action différents – répulsion de la muqueuse des pores, blocage des pores formant des cristaux, colmatage organique des pores sous pression – la présentation des allégations, le support technique, les garanties ont beaucoup en commun dans la majorité des produits proposés.

Ce document de travail vise à rassembler les principaux enjeux et revendications et présente une certaine évaluation des documents et invite à un débat rigoureux sur les avantages et les attentes.

Il ne s’agit pas d’une approbation ou d’une réfutation spécifique d’allégations individuelles sur des produits individuels spécifiques. Bien qu’il soit fait référence à certains documents techniques britanniques, les matériaux, les revendications et les problèmes sont pertinents dans le monde entier.

Deux idées principales, dérivées ci-dessous, sont que l’utilisation de tels adjuvants à eux seuls est très peu susceptible d’améliorer considérablement la capacité du béton structurel à résister au passage de l’eau liquide et que toute amélioration revendiquée de la résistance à la vapeur d’eau est plus incertaine. Une distinction importante est faite, ici et plus tard dans cet article, entre la pénétration de l’eau à travers le béton structurel et celle à travers une structure construite en béton.

BS 8102:2009 Section 9 – Atteindre une « Protection structurellement intégrale »

Ce document de travail est pertinent pour le Royaume-Uni et d’autres pays utilisant des normes britanniques pour l’étanchéité des structures souterraines. La norme britannique BS 8102(1) a été révisée et republiée. La section 9 de la Norme concerne la sélection des matériaux pour obtenir une « protection structurellement intégrale » – c’est-à-dire que le béton lui-même doit donner le degré de résistance requis pour minimiser la pénétration d’eau.

La clause 9.2.1.3 Du béton contenant des adjuvants imperméabilisants stipule dans un commentaire:

« Il existe une gamme de produits, généralement reconnus comme des adjuvants imperméabilisants, qui cherchent différentes façons d’augmenter la résistance inhérente du béton à l’eau et à la vapeur d’eau. Comme les mécanismes utilisés par chaque produit pour atteindre ces objectifs sont très divers, il n’est pas possible dans cette norme britannique de donner des indications spécifiques sur leur utilisation  »

Il appartient donc à l’individu de juger.

Il conseille également que les adjuvants d’étanchéité soient spécifiés dans la norme BS EN 934(2). Cette norme spécifie les essais selon les normes EN 480-1 et EN 480-5. Cependant, l’exigence d' »absorption capillaire » – la propriété pertinente de celles requises dans la norme en ce qui concerne l’étanchéité – concerne la réduction de l’absorption d’eau par un mortier de référence. Ceci n’est pas très utile pour évaluer les performances probables de pénétration d’eau du béton.

Certification BBA Pour les adjuvants

Une source d’évaluation indépendante des produits en dehors des normes nationales est la certification par Agrément ou d’autres organismes d’approbation technique. Le British Board of Agrément a examiné certains de ces adjuvants imperméabilisants et a délivré des certificats de performance.

Ces certificats indiquent généralement que les bétons contenant l’adjuvant spécial produisent un béton présentant une perméabilité à l’eau inférieure à celle d’un béton de référence. Les certificats sont plus ambivalents quant aux effets de l’adoption de ces bétons modifiés sur l’exclusion globale de l’eau d’une structure souterraine.

Fuites d’eau à travers les fissures et les pénétrations de service

Il est courant, tiré de projets réels, que les fuites d’eau à travers une structure en béton ne se font principalement pas à travers le corps de béton bien compacté, mais plutôt là où le béton n’est pas – aux fissures, aux joints lors des pénétrations de service, etc. Lorsque le béton lui-même est de mauvaise qualité – présentant un faible compactage ou des inclusions – il peut y avoir des fuites d’eau, mais les adjuvants cherchant à « améliorer » la matrice de béton ne peuvent pas être censés apporter des avantages dans de telles circonstances.

Ainsi, bien que le béton contenant l’adjuvant puisse présenter une résistance plus élevée à la pénétration d’eau, cela ne signifie pas que la structure elle-même sera plus résistante. L’argument selon lequel le béton de qualité structurelle présente un degré très élevé d' »imperméabilité » inhérente est soutenu par de nombreux tests dits de « perméabilité » qui ont été effectués (3). Il est extrêmement difficile d’établir une véritable condition d’écoulement lors d’un test en laboratoire pour un béton représentant la masse à faible perméabilité typique du béton structurel.

Plus de succès dans la démonstration de la résistance au passage de l’eau a été obtenu en utilisant des méthodes de pénétration sous pression. Une telle méthode d’essai est décrite dans la norme BS EN 12390-8:2000. Dans cet essai, les échantillons de béton sont soumis à une pression appliquée de 500 kPa (hauteur d’eau d’environ 50 m) pendant une période de 72 heures. Les résultats obtenus pour les bétons structurels vont de 10 à 40 mm de pénétration.

Perméabilité à l’eau

Il existe également un doute quant à savoir si l’amélioration apparente de la propriété de perméabilité à l’eau des bétons testés par les organismes de certification provient en fait de l’ingrédient « actif » et non d’autres changements entre le béton témoin et le béton testé. Le tableau ci-dessous résume les données de certains certificats d’évaluation délivrés. Il montre et contraste les détails de composition et de performance déclarés.

Un premier commentaire à faire est que, selon le guide sur la perméabilité (3), tous les résultats de perméabilité ci–dessus – test et contrôle – seraient classés de béton de faible perméabilité (perméabilité du béton < 10 -12). Il existe un degré supplémentaire d’incertitude quant à la conclusion de ces essais, si les résultats de perméabilité indiqués dans le tableau pour les échantillons témoins théoriquement similaires.

Si nous avons du béton de bonne qualité, c’est assez bon en termes de perméabilité, y a-t-il vraiment un avantage à fabriquer un béton qui est par exemple cinq fois meilleur?

Pour certains des produits ci-dessus, par exemple « δ » ou « ε », les différences de perméabilité pourraient vraisemblablement provenir de la réduction substantielle du rapport w / c entre le témoin et l’essai. Le lien entre le rapport w/c et la perméabilité est bien établi.

D’après les arguments ci-dessus, il semble peu avantageux d’adopter un adjuvant imperméabilisant de formulation spéciale pour obtenir une meilleure résistance à la pénétration d’eau liquide.

Ces arguments sont généralement présentés dans une alternative suggérée par l’entrepreneur à une conception d’imperméabilisation à base de membrane. Mais, si le béton lui-même peut être suffisamment étanche – avec une attention judicieuse aux joints et aux pénétrations – pourquoi opter pour une membrane? Confiance, habitude, contrôle de la vapeur, durabilité ? Les facteurs et les orientations liés à ces questions plus larges sont, à l’heure actuelle, plutôt moins bien définis et les conclusions plus difficiles à tirer.

Considérations relatives à la perméabilité à la vapeur d’eau

Nous concluons instinctivement peut-être que, si le béton peut exclure l’eau liquide, il peut permettre le passage de la vapeur d’eau. Il est vrai que la mesure de la perméabilité à la vapeur d’eau est plus facile à réaliser qu’avec de l’eau liquide. La principale incertitude en ce qui concerne la vapeur d’eau est de décider quel niveau de pénétration de vapeur peut être autorisé. La terminologie utilisée dans certains guides de conception n’aide pas – « sec » ou « totalement sec » – à définir les performances de transmission requises du béton. De plus, la conception du contrôle de l’entrée de vapeur d’eau est davantage influencée par la nature de l’utilisation de l’espace interne et des services mécaniques – déshumidification, ventilation, etc. Cela a été reconnu par la révision de BS 8102 qui a supprimé l’environnement de grade 4 précédent.

Les certificats d’agrément pour certains des adjuvants d’étanchéité ont tenté d’imposer une exigence de performance sur le béton qui répondrait aux besoins de résistance à la vapeur du BS8102 remplacé. Cependant, sur les valeurs indiquées et en tenant compte des sections de construction en béton typiques, il peut être démontré que le béton témoin sans mélange peut répondre aux exigences de transmission de vapeur.

Par conséquent, la conclusion à l’heure actuelle est que les besoins individuels des projets et les risques perçus devront être pris en compte pour décider s’il est avantageux d’adopter l’un de ces adjuvants dans une solution seule en béton ou de concevoir sur la base d’un système de membrane de tanking.

L’utilisation de Membranes de Tanking externes pour les Structures en béton souterraines

Une utilisation importante de membranes de tanking externes pour les structures en béton souterraines dans le monde entier est de fournir une protection contre la détérioration des conditions agressives du sol ou des eaux souterraines. Comme pour la résistance à la pénétration d’eau, les promoteurs de ces adjuvants revendiquent considérablement une performance de durabilité accrue.

Malheureusement, la plupart des projets ont une conception de durabilité basée non pas sur la performance, mais sur des règles normatives pour diverses conditions d’exposition. L’application d’une membrane de tanking robuste peut faire des déclarations très positives sur la modification des conditions d’exposition du béton.

L’adoption d’un adjuvant réducteur de perméabilité à l’eau modifiera, généralement en améliorant, la résistance à la détérioration, mais dans une mesure qui ne peut pas être facilement définie par rapport au code ou à d’autres références utilisées pour la conception. Si nous utilisons le mélange X de combien pourrions-nous réduire la teneur minimale en ciment ou de combien augmenter le rapport w / c maximum sur un site donné. À l’heure actuelle, les orientations sont très limitées. Cela ne doit pas être considéré comme signifiant qu’il n’y a pas de situations dans lesquelles des avantages de durabilité sont utiles. Il y aura de telles situations, où par exemple l’application d’une membrane de tanking sur une structure n’est pas réalisable.

Garanties Pour les adjuvants pour béton

L’offre de garanties du fabricant d’adjuvants a été mentionnée plus haut dans la présente note. Ceux-ci peuvent être attrayants à l’extérieur pour établir la confiance dans l’option d’imperméabilisation. En termes précis, la garantie offrira de superviser les détails de la conception de l’étanchéité, d’apporter une contribution à la pratique du site et de manière significative, de garantir que s’il y a une fuite, ils reviendront et la « répareront ».

Sur les projets pour lesquels nous avons rencontré une garantie en place, l’arrangement semble fonctionner dans une large mesure. Cependant, les documents de garantie typiques présentent des problèmes potentiellement importants. Revenir à « réparer » les fuites ne couvre que l’acte de jointoiement ou de rapiéçage ou tout ce qui est nécessaire. On s’attend normalement à ce que le fournisseur reçoive un accès libre (dans les deux sens) au défaut. Cela peut être difficile et avoir un coût important si la fuite n’apparaît qu’après que l’espace a été équipé d’installations et d’autres équipements. Les fuites peuvent ne pas apparaître avant la fin de la construction. Une autre limite commune est que le coût du « correctif » ne sera couvert que jusqu’au coût du mélange initialement fourni.

Ces garanties peuvent très bien être une contribution positive pour des projets particuliers, mais il est recommandé de revoir vigoureusement les conditions de garantie.

Nous espérons qu’un débat plus large et plus détaillé sera mené sur les questions soulevées dans ce document. Il y aura certainement une propagation des points de vue, des expériences et des attentes.

Discutez!

Newton Waterproofing Systems remercie Bob Cather pour sa soumission de cet article.