Analyse des réactions alcali-granulat – RAG Méthodes d`essai et

03-Überblich.ppt (deutsch)
Analyse des réactions alcali-granulat – RAG
Méthodes d'essai et application au projet
cemsuisse
Jean-Gabriel Hammerschlag
Dr. sc. nat., géologue - minéralogiste
Direction Suisse romande du Technical Center,
Holcim (Suisse) SA, Eclépens
FachtagungAlkali
AlkaliAggregat
AggregatReaktion
Reaktion
Fachtagung
16.November
November2005
2005
16.
1
1
J.-G. Hammerschlag
Plan de l'exposé
ƒ Aperçu des méthodes d'essai
ƒ Description de l'essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2
ƒ Description de l'essai Performance AFNOR P 18-454
ƒ Projet cemsuisse
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
2
J.-G. Hammerschlag
1
03-Überblich.ppt (deutsch)
Aperçu des méthodes d'essai
Petrographie
Pétrographie
Chemische Schnelltests
Essais chimiques
Mörtelschnelltests
Essais rapides sur mortier
(Micro) Mörtelschnelltests
Essais ultrarapides sur mortier
Betontests (Gesteinskörnung)
Essais sur béton
Betontests (Performance-Test)
Essais de Performance béton
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
3
J.-G. Hammerschlag
Pétrographie
L'examen pétrographique détaillé d'un granulat consiste en:
• la description et la quantification des différents types de roches, lesquelles
incluent l'estimation de la concentration relative en granulats potentiellement
réactifs à la RAG (d'après références et l'expérience).
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
4
J.-G. Hammerschlag
2
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2
Fachtagung
AlkaliReaktion
Aggregat
Fachtagung
AlkaliAggregat
Aggregat
Reaktion Reaktion
Fachtagung
Alkali
16. November
2005
16.November
November
2005
16.
2005
5
5
J.-G. Hammerschlag
Essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2 (1)
Préparation (concassage/broyage)
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
6
J.-G. Hammerschlag
3
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2 (2)
Confection du mortier
d'essai - malaxage
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
Confection des éprouvettes
7
J.-G. Hammerschlag
Essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2 (3)
Cure à la vapeur (4 heures)
Mesure initiale
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
8
J.-G. Hammerschlag
4
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai Microbar AFNOR XP P 18-594/5.2 (4)
Abaissement des températures
des éprouvettes à 20°C en
enceinte de conservation
Nachbehandlung im
alkalischen Milieu im
Autoklaven 6h bei 150 °C
Cure alcaline - 6h en
autoclave à 150 °C
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
Mesure finale de
l'expansion
9
J.-G. Hammerschlag
Essai Performance AFNOR P 18-454
FachtagungAlkali
AlkaliAggregat
AggregatReaktion
Reaktion
Fachtagung
16.November
November2005
2005
16.
10
10
J.-G. Hammerschlag
5
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai de Performance AFNOR NF P 18-454 (1)
Confection des prismes
Confection du béton
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
11
J.-G. Hammerschlag
Essai de Performance AFNOR NF P 18-454 (2)
Conditionnement des prismes
en phase vapeur (5 mois)
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
conditionnement à 20°C
12
J.-G. Hammerschlag
6
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai de Performance AFNOR NF P 18-454 (3)
Mesure de l'expansion
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
13
J.-G. Hammerschlag
Projet cemsuisse
FachtagungAlkali
AlkaliAggregat
AggregatReaktion
Reaktion
Fachtagung
16.November
November2005
2005
16.
14
14
J.-G. Hammerschlag
7
03-Überblich.ppt (deutsch)
Projet cemsuisse
Méthodes d'essai / Constituants des bétons utilisés
Méthodes d'essai
ƒ Essai Microbar AFNOR XP P18-594/5.2
ƒ Essai de Performance AFNOR NF P18-454
Constituants des bétons utilisés
Type de ciment
Notation
Ciment Portland
CEM I
Classe de résistance
42,5 N
Producteur
a
Ciment Portland au
calcaire
CEM II/A-LL
CEM II/A-LL
42,5 N
32,5 R
a
b
Ciment de haut
fourneau
CEM III/B
CEM III/B
32,5 N
42,5 N
a
c
Type de
granulat
Réactivité essai
Microbar
Producteur
Type d'addition
Notation
Producteur
Plateau
Potentiellement
réactif PR
d
Cendre volante
siliceuse
V
g
Préalpes
Potentiellement
réactif PR
e
Fumée de silice
D
f
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
15
J.-G. Hammerschlag
Comparaison: essai Microbar / essai de Performance (1)
Microbar (Granulat)
Autoclavage
T = 150 °C
6 heures
Cure vapeur
T = 100 °C
4 heures
(Prisme mortier 10x10x40 mm)
Performance (Béton)
T = 60 °C
HR = 100%
5 mois
(Prisme béton 70x70x280 mm)
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
16
J.-G. Hammerschlag
8
03-Überblich.ppt (deutsch)
Comparaison: essai Microbar / essai de Performance (2)
Lexp.
1. Microbar
L0
2. Performance
t0
20 semaines
< 7 jours
Expansion (%)
Expansion (%)
Microbar
Performance
0,11 %
5
2
0,02 %
10
ciment/granulat
5 mois
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
17
t
J.-G. Hammerschlag
Détermination de la réactivité potentielle d'un granulat:
Essai Microbar AFNOR XP P18-594/5.2
Expansion [%]
0.4
0.3
PRP
PR
0.2
PRP = potentiellement réactif à effet
de pessimum
PR = potentiellement réactif
0.1
NR = non réactif
NR
0.0
0
2
4
6
8
10
12
Ciment / Granulat
Ciment / Granulat = 2; 5, 10
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
18
J.-G. Hammerschlag
9
03-Überblich.ppt (deutsch)
0.4
0.3
0.3
0.2
AFNOR
Expansion [% ]
0.4
PRP
PR
0.2
0.1
0.1
0.0
0.0
NR
0
2
4
6
8
10
12
0
Ciment / Granulat
2
4
6
8
10
12
Ciment / Granulat
Producteur (e): PR selon AFNOR
AFNOR
Producteur (d): PR selon AFNOR
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
19
J.-G. Hammerschlag
Essai de Performance: influence du ciment
Granulat: Producteur (e)
0.025
0.020
0.015
Expansion [%]
Expansion [%]
Essai Microbar AFNOR XP P18-594/5.2
Résultat d'essai: Producteur (e) et Producteur (d)
CEM I (a)
CEM II/A-LL (a)
CEM II/A-LL (b)
CEM III/B (a)
CEM III/B (c)
0.010
0.005
0.000
-0.005
-0.010
-0.015
250
300
350
400
450
Dosage en ciment [kg/m3]
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
20
J.-G. Hammerschlag
10
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai de Performance: influence du ciment
Granulat: Producteur (d)
0.025
0.020
Expansion [%]
0.015
CEM I (a)
CEM II/A-LL (a)
CEM II/A-LL (b)
CEM III/B (a)
CEM III/B (c)
0.010
0.005
0.000
-0.005
-0.010
-0.015
250
300
350
400
450
Dosage en ciment [kg/m3]
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
21
J.-G. Hammerschlag
0.025
0.025
0.020
0.020
0.015
0.015
Expansion [% ]
Expansion [%]
Essai de Performance ⇔ Essai Microbar
Influence du ciment et du granulat
0.010
0.005
0.000
0.010
0.005
0.000
-0.005
-0.005
-0.010
-0.010
-0.015
-0.015
250
300
350
400
250
450
300
400
450
Dosage en ciment [kg/m ]
0.4
0.4
0.3
0.3
Expansion [%]
Expansion [%]
350
3
Dosage en ciment [kg/m3]
0.2
0.1
0.2
0.1
0.0
0
2
4
6
8
10
0.0
12
0
Ciment / Granulat
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
2
4
6
8
10
12
Ciment / Granulat
22
J.-G. Hammerschlag
11
03-Überblich.ppt (deutsch)
Essai de Performance:
Expansion = f (durée conditionnement), Granulat (e)
0.025
Expansion (%)
0.020
0.015
CEM I (a)
CEM II/A-LL (b)
0.010
CEM I (a) + D
CEM I (a) + V
0.005
CEM III/B (c)
0.000
-0.005
-0.010
0
4
8
12
16
20
Durée (semaines)
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
23
J.-G. Hammerschlag
Essai de Performance:
Expansion = f (Alcalins du béton [kg/m3]), durée: 20 semaines
0.025
Expansion [%]
0.020
CEM
CEM
CEM
CEM
CEM
CEM
0.015
Granulat e
0.010
I (a)
II/A-LL (b)
II/A-LL (a)
I (a)
II/A-LL (b)
II/A-LL (a)
0.005
Granulat d
0.000
2.10
2.35
2.60
2.85
3.10
3.35
3.60
3
Teneur alcaline du béton [kg Na2O-équivalents/m ]
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
24
J.-G. Hammerschlag
12
03-Überblich.ppt (deutsch)
Commentaire relatif aux principaux résultats
ƒ Dans le cas des 2 granulats courants utilisés, on ne constate pas
de corrélation entre la valeur de réactivité potentielle mesurée par
l'essai Microbar et la valeur d'expansion des éprouvettes de béton
mesurée par l'essai de performance.
ƒ Les expansions mesurées par l'essai de performance n'ont que
dans un seul cas dépassé la valeur limite admissible d'expansion,
et ceci seulement pour un dosage en ciment particulièrement élevé.
ƒ On ne constate pas de corrélation entre les valeurs d'expansion et
les teneurs en alcalins des bétons.
ƒ Dans des cas bien définis, des solutions de formulation de béton
mettant en oeuvre des ciments courants, offrent de bonnes
caractéristiques de durabilité vis-à-vis des risques potentiels de
RAG.
Fachtagung Alkali Aggregat Reaktion
16. November 2005
25
J.-G. Hammerschlag
13