Trainées blanches sur le béton armé

Bonjour à tous.

LES TRAINÉES BLANCHES SUR LES MURS DES BLOCKHAUS QU’EST-CE ???

Je viens de recevoir une question par mail concernant ce sujet. Un ami me sollicite pour avoir des explications. Après lui avoir répondu, je pense utile de partager avec vous ces explications.
Voici donc concernant les trainées blanches sur les murs des blockhaus quelques éclaircissements pour vous permettre de mieux comprendre ce phénomène.
Vous êtes-vous posé la question de savoir ce que cela pouvait être, quelles en sont les causes, comment se forment-elles ?

Ces trainés blanches sont de la calcite.
C’est un minéral composé de carbonate naturel de calcium, de formule chimique CaCO3.

Un préliminaire important :

Il  faut savoir que le béton est un produit fini qui appartient au monde de la chimie minérale. Il est fabriqué à partir de matières minérales naturelles.  

Les composants du béton :

Plusieurs composants (matières premières) entrent dans la fabrication.
·> Le ciment, lui-même un produit transformé extrait de carrière de roches  calcaires,
·> Le sable, généralement extrait de gisements alluvionnaires est largement composé de matières à base de silice,
·> Les cailloux, eux aussi extraits de gisements de roches massives concassées, ou de gisements alluvionnaires.
Selon la nature du sol de la carrière de laquelle la roche calcaire est extraite pour la fabrication du  ciment, on obtiendra une structure chimique différente du ciment :
·> Ciment silicate de calcium mono-calcique (CaSiO3),
·> Ciment silicate de calcium bi-calcique (Ca2SiO4) dits ciments C2S,
·> Ciment silicate de calcium tricalcique : (Ca3SiO5). Dits ciments C3A,
·> Ciment aluminate de calcium mono-calcique (CaOAl2O3).
Les trois premiers ciments appartiennent à la catégorie des ciments portland, le ciment aluminate de calcium n’est pas un ciment portland. Les compositions chimiques de ces ciments  sont différentes les unes des autres.


Le béton :

Le béton est poreux : il n’est pas étanche à 100%.
L’air qu’il contient prend la forme de bulles lors de l’opération de malaxage des différentes matières premières. Cette quantité d’air est variable en fonction du soin apporté lors de la mise en œuvre du béton dans les coffrages, mais aussi de la rigueur mise lors de la conception de la formulation (répartition de la quantité de matières premières entre elles) et lors du choix de la granulométrie des agrégats (agrégats = sable + cailloux). Les normes de notre époque (NF, DIN, EN) admettent, une quantité d’air occlus de 3 à 6%. Techniquement elle n’arrivera pas à être inférieure à 3%. Elle est susceptible d’être plus importante dans plusieurs cas. Plus elle est importante, plus cela est préjudiciable à la qualité du béton et plus cela influe sur la résistance finale ainsi que sur la durabilité du béton.

La cause :

L’eau de pluie joue un grand rôle dans la création de ces trainées sur les murs. C’est elle qui en est, en grande partie, responsable.
Une grande partie de l’eau de pluie tombant sur les ouvrages en béton ruisselle le long des parois, mais une quantité plus faible stagne puis pénètre dans le béton par les microfissures existantes à la surface du béton. Cette eau d’infiltration descend par gravité dans le béton en prenant la place de l’air occlus dans les bulles créées au cœur du béton lors du séchage et du durcissement du béton frais. Cette eau d’infiltration peut être plus ou moins chargée naturellement en oxyde de carbone. Il se produit alors une réaction chimique entre les différentes molécules présentes dans le béton. Ces molécules dans le béton sont celles apportées par le ciment, le sable, les cailloux, et d’autres matières dites parasites, pouvant se créer par interaction entre elles.

"Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme"  disait Lavoisier…

L’eau se charge de sels minéraux au cours de cette attaque. Elle véhicule, tout au long de son chemin en fonction de la compacité du béton, les différents sels qui se sont formés. En cours de route, si l’eau d’infiltration rencontre une zone de béton plus compacte, elle va ressortir sur les parois par tous les interstices qu’elle va rencontrer. Les gouttes chargées en sels minéraux vont, par gravité, couler le long de la paroi et en séchant exposée au vent ou au soleil, vont déposer les sels minéraux qu’elles contenaient.

Ainsi se forment les trainées de calcite.

Voici un exemple frappant de cheminement d’eau d’infiltration dans un blockhaus. Ici Blockhaus d’Eperlecques (62) usine V2 V3 Façade sud.


Cette photo vous présente le dépôt laissé sur le mur de la photo précédente. Pour vous permettre de comprendre l’épaisseur : les fers qui sortent du mur sont ceux qui apparaissent sur la photo précédente. Il s’agit de la trainée en bas la plus à droite. Les fers donnent l’échelle : le diamètre est de 30 millimètres.



La calcite peut se charger en sels d’oxyde de fer dans son périple au contact des fers d’armature ou au plafond des blockhaus sur les « Flachblechen » plaques métalliques situées entre les « U-Träger » poutres en forme de rail de chemin de fer.  Elle prendra alors une couleur brun-marron.

Une stalactite de calcite décrochée du plafond d’une soute à munitions. Va 300.


La même stalactite. La vue en coupe permet de voir le canal de passage de l’eau au centre.




Ici une trainée de calcite contenant des sels d’oxyde de fer. Nz 406. Façade Ouest Cuve de Flack au dessus de l’alvéole 8.


La quantité d’eau d’infiltration ne ressort pas en totalité du béton. Elle participe à la réaction chimique en interne et peut transformer certaines molécules présentes dans le béton en créant différents cristaux des sels. Ces réactions chimiques peuvent alors occasionner des dégâts en interne dans le béton. Il s’agit de pathologies qui entrainent un vieillissement accéléré du béton.

Le gel de l’eau d’infiltration peut créer des désordres irréversibles comme la fissuration et le déplacement de grandes parties du béton, lorsque les quantités d’eau occlus sont importantes.



Les autres pathologies du béton :

Le cas de résurgence d’eau d’infiltration chargée de calcite peut trahir la naissance de différentes réactions chimiques indésirables au cœur du béton. Certaines de ces réactions sont à l’origine de pathologies plus ou moins graves.

Quatre principales pathologies :
·> Les réactions sulfatiques internes,
·> L’apparition de cristaux de trisulfoaluminate de calcium, plus connue sous le nom d’étringite,
·> Les réactions alcali-silice,
·> La carbonatation.
Les trois premières sont générées par l’eau d’infiltration, l’autre aura d’autres causes cumulées.






Façade nord Bunker d’Eperlecques (62) Trainée de calcite avec réaction sulfatique interne contaminant le béton jusqu’à réapparaitre en surface.  Zone colorée située autour et sous la trainée de calcite. Taille environ un mètre de haut.





Calcite contenant de l’oxyde de fer et suspicion de création d’Etringite dans le béton (sel trisulfoaluminate de calcium) gonflement avec fissuration de la peau du béton. Port la Nouvelle (11)



La carbonatation du béton est un processus en rapport avec l’eau d’infiltration mais dont l’eau n’en est pas la seule cause ; Il faut aussi un abaissement du Ph par perte des alcalins pour que le béton passe de basique (Ph élevé 12,5 / 13 au moment de la  fabrication) à un Ph voisin de 8,5 (acide) pour que les armatures commencent à réagir en gonflant sous l’oxyde : ce qui fait épaufrer le béton si l’enrobage est trop faible et/ou que les fers d’armature aient bougé au moment du coulage.



Les pathologies du béton sont une question complexe sur laquelle je reviendrai ultérieurement, si le sujet vous intéresse…

J’espère ici avoir pu vous permettre de mieux appréhender cette affaire de la formation de la calcite.

bonsoir

voila un post de qualité ,mon père travaillant dans le génie civil( centrales ,barrages) je ne comprenais pas tout ce qu'il m'expliquait,mais la c'est

merci beaucoup

oui merci pour ce beau post qui m'a rappelé mon stage chez Lafarge. Juste une petite remarque, à pH 8.5 on est encore basique et pas acide.

Bonjour.

vtt13 a écrit:

à pH 8.5 on est encore basique et pas acide

En théorie Oui ! tu as raison.

En pratique c’est différent. Comment mesure t-on le (Potentiel Hydrogène) pH du béton ?

Dans la théorie, la fin du basique se situe à 7 :c’est à dire juste avant le neutre et le début de acide juste après le neutre. Alors arithmétiquement à 8,0000000000001 et à 6,999999999999 donc le neutre serait entre les deux, à combien de chiffres après la virgule ???

Dans la pratique je préfère mettre la barrière du neutre sur des valeurs plus larges entre Basique et acide de 8 à 6. En gros selon l’illustration suivante


Pour plusieurs raisons : à notre époque nous connaissons les ciments et les granulats avec lesquels nous travaillons, nous savons ce qu’ils valent. Nous savons avec quelle qualité de matériaux nous fabriquons et donc ce qu’il y a exactement dedans. Idem pour l’eau. Il suffit de reprendre les reférenciels normatifs pour voir les contraintes qu’ils (Afnor, din, EN, Iso …) mettent. Les fers d’armature sont traité anticorrosion et les cahiers des Charges et des Clauses Techniques Particuilères (CCTP) imposent des granulats non réactifs dans la fabrication du béton.

A l’époque en question était-ce la même chose ? Je n’en suis pas aussi sûr.

Le sable était-il alluvionnaire ou extrait de roche massives finement concassées, es-tu sûr que ce ne soit pas du sable de plage, pas avec de l’eau de mer dans les quels on trouve quantité de chlorures, et autres ingrédients nocifs ? et les fers d’armature brut non traités laissés à l’air libre sous la pluie des chantiers ?
C’est pour cela que je préfère parler de 8.5 comme « équilibre acide/base du béton » pour dire que avant 8.5 en pratique, ce n’est presque plus basique ce qui en théorie est archi faux, c’est 7. La théorie est une chose, la pratique en est une autre.

Merci de ta remarque.

Le festival continu. Merci beaucoup  

J'étends le débat:

Certains bétons armés français du début 20ième se délitent à vitesse grand V. Ils sont en plus exposés à l'actions des éléments type air marin ou eau de mer mais quand même. On peut voir les technologies primaires d'armature avec des fils tressés et l'effet mille feuilles du béton




par contre, le béton des soutes qui est contemporain est relativement intact.





A Marseille, la plupart du ciment pour les bunkers venait de "la Coloniale" à l'Estaque qui est devenue Lafarge après la guerre. La cimenterie à Cassis était arrêtée. Donc une même carrière et du ciment venant d'une seule source. Par contre, les granulats sont divers et variés incluant des galets.

Bonsoir
Dans les ouvrages sur la période on lit souvent deux méthodes de sabotage destinés à affaiblir le béton:
- L'utilisation d'eau de mer censée favoriser l'oxydation accélérée des fers à béton ,et par là l'éclatement de celui ci.
- Le jet de grains de sucre dans la bétonnière censé affaiblir la résistance du béton en cas d'impact.

Si je peux comprendre la première de ces techniques ,j'ai un peu plus de mal à croire la seconde ne serait ce que parce que les grains de sucre étaient un peu plus rares ;et convoités; en 43/44 que de nos jours ou on met du sucre partout...

Bonjour vtt13

Merci de ces photos.

> Sur le première, on voit bien que la carbonatation du béton est bien avancée, de plus l'enrobage ne parait pas bien réel : il n'y a pas  le minimum de 5 cm entre le coffrage (donc la peau du  béton) et les fers d'armatures dont la répartition est approximative. C'est ferraillé mais pas comme il aurait fallu. Ce sont les différentes nappes de treillis des fers qui donnent cet aspect "mille-feuilles".
> Sur la deuxième, les symptômes de carbonatation ou d'autres pathologies n'apparaissent pas, ce qui n’empêche pas de dire que la maladie couve !
A voir dans le temps... A suivre...
> La troisième ne montre pas un plan assez large mais je pense que la fissure est vraisemblablement due au gel de l'eau d'infiltration. Elle fait bien apparaitre la granulométrie et l'origine marine des granulats.  Le petit cartouche donne une date je lis 1923. Date de coulage ???

Bonjour EKAERGOS.

Le sujet de mon post est de parler des dégâts causés par l'eau d'infiltration dans le béton et du vieillissement de ce béton à vocation militaire, mais pas des actes de sabotage.

Pour ce qui concerne l'utilisation de l'eau de mer comme eau de gâchage du béton, il faut savoir que le potentiel hydrogène (pH) de l'eau de mer se situe à 8 et donc qu'elle est basique et pas acide. L'eau dite de "réseau de ville" a un pH neutre de 7. L'utilisation de l'eau dans les bétons est actuellement sévèrement contrôlée et réglementée dans les centrales actuelles, l'eau issue des forages doit être analysée annuellement.

Le séchage de l'eau d'hydratation du ciment va déposer des molécules de sel qui commenceront à agir en favorisant un démarrage du processus de carbonatation plus rapidement mais pas immédiatement.
L'eau de mer comme eau de gâchage du béton n'aura aucun effet immédiat pour participer à un sabotage, mais influera sur la durabilité du béton.
Donc aussi vain que le sucre...

Sur le sujet des actes de sabotage, je me suis exprimé ici :

http://atlantikwall.superforum.fr/t14537-analyse-du-ciment-et-construction

Si vous n'avez pas l'accès à ce forum, je vous copie cet avis que j'ai formulé sur ce forum :

 Les moyens pour affaiblir la résistance du béton ou plutôt les causes, sont bien connus des professionnels.
Le sucre est une cause réelle de modification de la résistance.
Il faut bien considérer que le rapport des masses entre elles, est un facteur déterminant. Si tu mets un kilo de sucre dans 10 litres de béton, (1/100 de Mètre-cube) tu n'auras pas le même résultat que si tu mets le même kilo de sucre dans 10 ou 100 mètres cubes de béton.
Pour avoir un effet significatif avec du sucre, il aurait fallu en introduire une grande quantité vu le volume de béton à couler dans ce blockhaus. Dans ce cas, l'aspect qu'aurait présenté le béton à l'état liquide aurait été tel que n'importe quel surveillant de chantier aurait vu la modification de cette apparence.
Le volume de béton en cause dans les désordres montrés par la première photo de Chrimo est assez faible pour avoir été recouvert par du béton correct dans les goulottes de déversement entre les malaxeurs et le point d'introduction dans les coffrages.
J'envisage beaucoup plus le cas de goulottes ou de coffrages mal préparés et aussi simultanément que ce volume de béton soit issu de la première gâchée fabriquée après une pause ou en début de journée. C'est bien plus probable qu'un acte de sabotage.
Le sucre aurait pu être remplacé par de la betterave, mais dans cette éventualité la couleur du béton aurait  immédiatement trahi l'acte de sabotage. Difficile à envisager,  suicidaire...

Je n'ai jamais cru en ce genre d'allégation. C'est de la vantardise de mythomanes après guerre...

Et aussi :


Il peut également y avoir là, l'action d'un "sabotage" pour affaiblir ce béton...

Non. Non et non.
Techniquement le résultat d'un sabotage (qui pour moi constitue un acte volontaire de faire en sorte que le béton soit  mis dans un état qui le rende impropre à son utilisation) présenterait un aspect complètement différent.
L'état d'un dysfonctionnement accidentel d'un appareil (une bétonnière en occurrence, une vanne d'eau qui resterait ouverte trop longtemps pour mettre trop d'eau dans le béton) donnerait un aspect complètement différent de ce que j'ai sous les yeux.

De plus cette allégation du sabotage est une idée digne de notre époque qui ne prend pas en compte les impératifs mentionnés dans le

Ce document donne comme contrainte une présence systématique d'un surveillant lors du coulage du béton, avec comme pouvoir celui de tout stopper immédiatement.
Les contraintes techniques sur le matériel sont telles que ces matériels ne doivent donner lieu à aucune possibilité de vidange avant le temps de 1 minute et demie, le dosage en eau doit permettre l'introduction de l'eau régulièrement rapidement avec une marge de +/-  3%
Toutes les opérations sont strictement réglementées.

Voici un exemplaire des pages du texte allemand que je cite quelques lignes au dessus :





Vous pourrez voir que ces textes ne laissent aucune possibilité de commettre un acte de sabotage.

De tous les désordres que j'ai vu sur le bétons des blockhaus visités depuis que je suis sur ce forum, aucun ne me donne l'impression d'un sabotage volontaire. Tout ce que je peux voir est l'aspect d'un béton vieillissant mal et étant malade de sa vieillesse.

Le sabotage reste un mythe tenace dans l'imaginaire populaire. Techniquement, je n'y crois pas ! Je crois beaucoup plus en un événement accidentel occasionnel comme il s'en produit tous les jours sur les machines qui entrent dans la fabrication du béton. Il y a trop de monde sur le chantier pour qu'il passe inaperçu.

Nous sommes bien d'accord sur les actes de sabotage...

merci pour toutes ces infos complémentaires.

Concernant les sabotages, je suis sur la même longueur d'onde. Je pense que comme maintenant le béton devait être testé au frur ét à mesure, et le chantier très surveillé. J'ai par contre vu des cuves sans le ferraillage réglementaire en 10x10x10, mais là, c'est lié à de la pénurie plus qu'à du sabotage.

Pour le béton français fin XIXième, on voit là une technique pas encore totalement maitrisée.

hefemde a écrit:

Bonjour vtt13


> La troisième ne montre pas un plan assez large mais je pense que la fissure est vraisemblablement due au gel de l'eau d'infiltration. Elle fait bien apparaitre la granulométrie et l'origine marine des granulats.  Le petit cartouche donne une date je lis 1923. Date de coulage ???

...

non, c'est surement le nom et l'année de naissance du gars qui a bossé là. C'est du béton sur un ouvrage allemand.

Bonsoir.

vtt13 a écrit:

J'ai vu des cuves sans le ferraillage réglementaire en 10x10x10, mais là, c'est lié à de la pénurie plus qu'à du sabotage.  

Certaines cuves et plus particulièrement les cuves de Flack n’étaient pas ou très légèrement ferraillées même sur l'atlantikwall.
Ce n'est pas une question liée au sabotage ni à la pénurie, c'était prévu par le Regelbau.

Merci pour le cartouche, des inscriptions similaires existent aussi sur l'atlantikwall.

 Hefemde

OK donc pour ces deux moyens de "sabotage" souvent mentionnés ;donc même s'ils ont été réellement utilisés ils étaient donc peu ou pas efficaces et beaucoup moins probables qu'une erreur ou une négligence surtout avec une main d'oeuvre peu...motivés. D'autant qu'en 43/44 la compétence et la quantité de surveillants devaient être sensiblement plus faibles que quelques années auparavant...
La qualité des matériaux utilisés devaient aussi être variable au vu de l'énormité de la demande.
Tu parles des normes en vigueur dans nos centrales,particulièrement élevées.
Quand on pense que dans celles ci les "ferrailles" utilisées n'étaient pas au niveau attendu comme l'a révélé un récent audit* on peut concevoir qu'il y a 75 ans en temps de guerre et de pénurie il y ait eu quelques ..."malfaçons"


* révélé par "Le Canard Enchaîné"

le pire c'est qu'autour de Marseille, ce furent les allemands qui sabotèrent eux mêmes leurs ouvrages quand ils se replièrent sur Marseille en aout 44.