Name: concrete durability and water penetration
Uploaded: 2024-11-07T14:48:45.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

La perméabilité fait référence à la facilité avec laquelle les liquides ou les gaz peuvent se déplacer à travers le béton. Cette caractéristique est pertinente pour assurer l’imperméabilité des structures qui retiennent le liquide et résistent à la dégradation chimique.
La perméabilité du béton est évaluée à l’aide d’un test de laboratoire de base, au cours duquel tous les côtés, à l’exception du haut d’un échantillon de béton, sont scellés. De l’eau sous pression est ensuite appliquée sur la surface supérieure.
Lorsqu’il atteint un état stable, ce qui peut prendre une dizaine de jours, le volume d’eau qui s’est infiltré à travers une épaisseur définie du béton pendant une durée déterminée est enregistré.
Pour le béton, qui est constitué d’agrégats standard de poids normal, la perméabilité est déterminée par la porosité de la pâte de ciment.
La perméabilité de la pâte de ciment hydratée n’est pas seulement déterminée par la petite taille des pores à l’intérieur du gel, mais elle est également influencée par la présence de pores capillaires plus grands.
Au fur et à mesure que l’hydratation progresse, la perméabilité de la pâte de ciment diminue car certains des espaces initialement remplis d’eau sont fermés.
À des rapports eau/ciment plus faibles, généralement inférieurs à 0,6, la perméabilité diminue car les capillaires se segmentent ou se brisent, ce qui entrave l’écoulement du fluide.

perméabilité du béton

Permeability of Concrete

Dans le contexte du béton, la perméabilité fait référence à la facilité avec laquelle les liquides ou les gaz peuvent traverser le matériau. Cette qualité est essentielle pour évaluer l'étanchéité et la durabilité des structures en béton et leur résistance aux attaques chimiques. La perméabilité du béton peut être déterminée par des tests comparatifs en laboratoire. Ces tests impliquent généralement de sceller un échantillon de béton par les côtés, d'appliquer une pression d'eau sur la surface supérieure et de mesurer la quantité qui passe à travers, souvent pendant une dizaine de jours, jusqu'à ce qu'un état stable soit atteint.


 La perméabilité du béton n'est pas seulement influencée par le rapport eau/ciment et le degré d'hydratation, mais aussi par la porosité de la pâte de ciment, qui varie en fonction de la distribution de la taille des pores. La porosité capillaire joue un rôle important, car les capillaires segmentés réduisent la perméabilité par rapport aux capillaires interconnectés. Au fur et à mesure que la pâte de ciment continue de s'hydrater, sa perméabilité diminue en raison de la fermeture des vides initialement occupés par l'eau. Pour un béton durable, il est avantageux d'avoir un rapport eau/ciment plus faible, ce qui permet d'obtenir une perméabilité plus faible plus rapidement.


 Il est également à noter que le mélange de béton doit être dense et utiliser des granulats bien calibrés pour réduire la perméabilité. De plus, des facteurs tels que les méthodes de durcissement et la taille des granulats peuvent affecter la perméabilité, le béton durci à la vapeur ayant généralement une perméabilité plus élevée que le béton durci à l'humidité, à moins qu'il ne soit soumis à des conditions de durcissement spécifiques comme le durcissement par brouillard d’eau pour atteindre les niveaux de perméabilité faibles souhaités.

Perméabilité du béton

La perméabilité fait référence à la facilité avec laquelle les liquides ou les gaz peuvent se déplacer à travers le béton. Cette caractéristique est pertinente pour assurer l’imperméabilité ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

concrete durability and water penetration

Concrete durability depends partly on how easily water and gases can move through it. This property, called permeability, is important for judging water-tightness and resistance to chemical attack in concrete structures.

Permeability is measured with comparative lab tests. In a typical test, the sides of a concrete specimen are sealed, water pressure is applied to the top surface, and the amount of water that passes through is measured. The test is often run for about ten days until a steady state is reached.

Several features of the concrete mix affect permeability. The water/cement ratio and the degree of hydration both matter. The porosity of the cement paste also plays a major role. Pore size distribution is important, and capillary porosity can change how easily water moves through the material.

Interconnected capillaries allow more flow than segmented capillaries, which reduce permeability. As cement paste hydrates, its permeability drops because voids that once held water are gradually closed. For more durable concrete, a lower water/cement ratio helps the mix reach low permeability sooner. A dense mix with well-graded aggregate also helps reduce permeability. Curing and aggregate size matter too. Steam-cured concrete usually has higher permeability than moist-cured concrete, although fog curing can be used in some cases to reach low permeability levels.

Concrete Durability and Water Penetration

concrete-durability-and-water-penetration

permeability of concrete

Concrete durability depends partly on how easily water and gases can move through it. This property, called permeability, is important for judging water-tightness and resistance to chemical attack in concrete structures. Permeability is measured with comparative lab tests. In a typical test, the sides of a concrete specimen are sealed, water pressure is applied to the top surface, and the amount of water that passes through is measured. The test is often run for about ten days until a steady...

sulfate attack on concrete

Concrete Damage from Sulfate Exposure

Concrete damage from sulfate exposure starts with a whitish discoloration, often first seen at the edges and corners. As the attack continues, the concrete can crack and spall. This deterioration happens when sulfates react with hardened concrete and create new compounds that take up more space than the materials they replace. Sulfates may enter concrete from soil, groundwater, or industrial effluents. Inside the concrete, they can form calcium sulfate and calcium sulfoaluminate. The reaction...

effect of sea water on concrete

Seawater Damage and Concrete Durability

Seawater can damage concrete by changing its chemistry, increasing porosity, and lowering strength. In marine settings, concrete is exposed to dissolved salts and repeated wetting, so its durability depends on how much water can enter the material. One major form of damage is the breakdown of ettringite and gypsum, two concrete minerals that can dissolve in seawater. As these materials are lost, the concrete becomes more porous. Salt can also crystallize inside pores, especially above the...

acid attack on concrete

Concrete Damage from Low pH Water

Concrete damage from low pH water happens when acids react with the hydrated cement paste. This reaction dissolves the paste, so the concrete becomes softer and weaker. The problem is often seen in chimneys, sewers, and industrial settings. The amount of damage depends on how acidic the water is. When pH falls below 6.5, the attack becomes more severe. A pH below 4.5 can cause major concrete damage. The rate of damage also depends on how fast hydrogen ions move through the cement gel. This...

alkali aggregate reaction in concrete

How Moisture Cracks Alkali-Reactive Concrete

Alkali-aggregate reaction in concrete can weaken a structure when siliceous minerals in the aggregate react with alkaline hydroxides from cement. The reaction makes an alkali-silica gel, which pulls in water and swells. As the gel expands inside the rigid cement paste, it creates pressure that can crack and disrupt the concrete. The damage comes from both osmotic hydraulic pressure and the swelling of the solid reaction products. Particle size also matters. Fine siliceous particles can cause...

corrosion of reinforcement

Why Concrete Can Fail Around Rebar

Steel reinforcement in concrete can corrode when its protective environment changes. Fresh concrete is highly alkaline because of calcium hydroxide, with a pH of about 13. That high pH helps form a passive iron oxide layer on the steel surface, which slows corrosion. Over time, carbonation, chloride ingress, and cracking can weaken this protection. Concrete contains hydrated cement paste with salts, and it acts as an electrolyte. Different areas of the steel then behave as anodic and cathodic...

key terms and concepts

Learn how water moves through concrete, how permeability is tested in the lab, and why mix design and curing affect durability and water-tightness.

Concrete Durability and Water Penetration | JoVE K12

JoVE Core Civil Engineering provides a foundational exploration of essential construction materials in civil engineering, focusing on bricks, stones, steel, wood, and concrete through easy-to-understand animated videos. This collection covers the properties, manufacturing processes, and practical applications of these materials. Additionally, the accompanied science-in-action videos demonstrate the research experiments performed in laboratories.

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Concrete Durability and Water Penetration

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