Problèmes avec les Matériaux en béton / Association de Sécurité des Barrages d’État
Contenu
Erreurs de construction
Désintégration et Entartrage
Fissures
Efflorescence
Érosion
Écaillage et Éboulements
Inspection et surveillance
Ressources
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L’inspection visuelle du béton permettra de détecter les zones en détresse ou détériorées. Les problèmes avec le béton comprennent les erreurs de construction, la désintégration, l’écaillage, la fissuration, l’efflorescence, l’érosion, l’écaillage et les popouts.
Erreurs de construction
Les erreurs commises pendant la construction peuvent inclure l’ajout de quantités inappropriées d’eau au mélange de béton, une consolidation inadéquate et un durcissement incorrect peuvent causer de la détresse et de la détérioration du béton. Une conception, un placement et un durcissement appropriés du béton ainsi qu’un entrepreneur expérimenté sont essentiels pour éviter que des erreurs de construction ne se produisent. Les erreurs de construction peuvent entraîner certains des problèmes discutés plus loin dans cette fiche d’information, tels que l’écaillage et la fissuration. Des nids d’abeilles et des bugholes peuvent être observés après la construction.
Le nid d’abeilles peut être reconnu par des agrégats grossiers exposés à la surface sans aucun mortier recouvrant ou entourant les particules d’agrégats. Le nid d’abeilles peut s’étendre profondément dans le béton. Le nid d’abeilles peut être causé par un mélange de béton mal calibré, par un agrégat grossier trop volumineux ou par des vibrations insuffisantes au moment de la mise en place. Le nid d’abeilles entraînera une détérioration supplémentaire du béton due aux cycles de gel-dégel, car l’humidité peut facilement pénétrer dans les zones alvéolées. Les nids d’abeilles sévères doivent être réparés pour éviter une détérioration supplémentaire de la surface du béton.
Bugholes est un terme utilisé pour décrire de petits trous (de moins d’environ 0,25 pouce de diamètre) visibles à la surface du béton. Les trous sont généralement causés par une trop grande quantité de sable dans le mélange, un mélange trop maigre ou une amplitude de vibration excessive pendant le placement. Les bugholes peuvent causer des problèmes de durabilité avec le béton et doivent être surveillés.
Désintégration et mise à l’échelle
La désintégration peut être décrite comme la détérioration du béton en petits fragments et en agrégats individuels. L’écaillage est une forme de désintégration plus douce où le mortier de surface s’écaille. De grandes zones de béton émietté (pourri), des zones de détérioration de plus de 3 à 4 pouces de profondeur (selon l’épaisseur du mur / de la dalle) et des barres d’armature exposées indiquent une détérioration grave du béton. S’il n’est pas réparé, ce type de détérioration du béton peut entraîner une instabilité structurelle de la structure en béton. Un ingénieur agréé doit préparer des plans et devis pour la réparation d’une détérioration grave du béton. Pour plus d’informations, consultez la fiche technique ” Techniques de réparation du béton “.
La désintégration peut être le résultat de nombreuses causes telles que le gel et le dégel, les attaques chimiques et les mauvaises pratiques de construction. Tout le béton exposé est soumis à des cycles de gel-dégel, mais la résistance du béton aux intempéries est généralement déterminée par le mélange de béton et l’âge du béton. Le béton avec les quantités appropriées d’air, d’eau et de ciment, et un agrégat de bonne taille, sera beaucoup plus durable. De plus, un drainage approprié est essentiel pour prévenir les dommages causés par le gel et le dégel. Lorsque le béton gravement saturé (lorsque 90% de l’espace interstitiel du béton est rempli d’eau) est exposé à des températures de congélation, l’eau dans les espaces interstitiels du béton gèle et se dilate, endommageant le béton. Des cycles répétés de congélation et de décongélation entraîneront une entartrage de la surface et peuvent entraîner la désintégration du béton. Les structures hydrauliques sont particulièrement sensibles aux dommages causés par le gel et le dégel, car elles sont plus susceptibles d’être gravement saturées. Les structures plus anciennes sont également plus susceptibles d’être endommagées par le gel et le dégel, car le béton n’était pas entraîné par l’air. De plus, des substances acides dans le sol et l’eau environnants peuvent provoquer une désintégration de la surface du béton due à une réaction entre l’acide et le ciment hydraté.
Fissures
Les fissures dans le béton peuvent être des fissures structurelles ou de surface. Les fissures de surface ont généralement moins de quelques millimètres de largeur et de profondeur. Celles-ci sont souvent appelées fissures de la racine des cheveux et peuvent consister en des fissures simples et minces ou en des fissures dans un motif de type craze / map. Un petit nombre de fissures de surface ou de retrait est courant et ne pose généralement aucun problème. Les fissures de surface peuvent être causées par des cycles de gel-dégel, de mauvaises pratiques de construction et la réactivité des agrégats alcalins. La réactivité des agrégats alcalins se produit lorsque l’agrégat réagit avec le ciment, provoquant des craquelures ou des fissures cartographiques. Le placement de béton neuf sur l’ancien peut également provoquer le développement de fissures de surface. Cela se produit parce que le nouveau béton va rétrécir à mesure qu’il guérit. Les fissures de surface dans le déversoir doivent être surveillées et devront être réparées si elles se détériorent davantage. Les fissures structurelles dans le béton ont généralement une largeur supérieure à 0,25 pouce. Ils s’étendent plus profondément dans le béton et peuvent s’étendre tout au long d’un mur, d’une dalle ou d’un autre élément structurel. Les fissures structurelles sont souvent causées par le tassement du matériau de remblai supportant la structure en béton ou par la perte du support de remblai due à l’érosion. Les fissures structurelles peuvent s’aggraver en raison des forces d’altération. Un ingénieur professionnel agréé qui connaît la sécurité du barrage devrait enquêter sur la cause des fissures structurelles et préparer des plans et des spécifications pour la réparation de toutes les fissures structurelles.
Efflorescence
Une substance cristallisée blanche, connue sous le nom d’efflorescence, peut parfois être observée sur les surfaces de béton, en particulier les parois latérales des déversoirs. Il est généralement noté près de la racine des cheveux ou de fines fissures. L’efflorescence est formée par l’infiltration d’eau à travers les pores ou de fines fissures dans le béton. Lorsque l’eau s’évapore, elle laisse derrière elle des minéraux qui ont été lessivés du sol, du remblai ou du béton. L’efflorescence n’est généralement pas un problème structurel. L’efflorescence doit être surveillée, car elle peut indiquer la quantité d’infiltration qui se fraye un chemin à travers de fines fissures dans le béton et peut signaler des zones où des problèmes (c.-à-d. un drainage inadéquat derrière le mur ou une détérioration du béton) pourraient se développer. De plus, l’eau qui s’infiltre à travers de fines fissures dans le mur rendra le béton plus susceptible de se détériorer en raison du gel et du dégel de l’eau.
Érosion
L’érosion due à l’abrasion entraîne une surface de béton usée. Elle est causée par le frottement et le broyage d’agrégats ou d’autres débris sur la surface en béton d’un canal de déversoir ou d’un bassin d’immobilisation. L’érosion mineure n’est pas un problème, mais une érosion sévère peut compromettre l’intégrité structurelle du béton. Un ingénieur agréé doit préparer des plans et devis pour la réparation de ce type d’érosion si elle est grave.
L’érosion due à la cavitation entraîne une surface de béton rugueuse et dénoyautée. La cavitation est un processus dans lequel des pressions subatmosphériques, un écoulement turbulent et une énergie d’impact sont créés et endommagent le béton. Si la forme de la courbe supérieure du déversoir ogee n’est pas conçue à proximité de sa forme idéale, une cavitation peut se produire juste en dessous de la courbe supérieure, provoquant une érosion. Un ingénieur professionnel devrait préparer des plans et des spécifications pour la réparation de ce type d’érosion si le béton devient gravement dénoyauté, ce qui pourrait entraîner des dommages structurels ou une défaillance.
Écaillage et débordements
L’écaillage est la perte de morceaux ou de flocons de béton plus gros. Elle est généralement causée par l’impact soudain d’une chute sur le béton ou par une contrainte dans le béton qui dépasse la conception. L’écaillage peut se produire à plus petite échelle, créant des popouts. Des popouts se forment lorsque l’eau des particules d’agrégats grossiers saturés près de la surface gèle, se dilate et repousse le sommet de l’agrégat et du mortier environnant pour créer une dépression conique peu profonde. Les popouts ne sont généralement pas un problème structurel. Toutefois, si un écaillage est important et cause des dommages structurels, un ingénieur agréé doit préparer des plans et devis pour réparer l’écaillage.
Inspection et surveillance
Une inspection et une surveillance régulières sont essentielles pour détecter les problèmes avec les matériaux en béton. Les structures en béton doivent être inspectées au moins une fois par année et après tout événement météorologique important. L’inspecteur devrait également examiner l’état intérieur du conduit de déversoir en béton. Une ventilation appropriée et des précautions dans les espaces confinés doivent être prises en compte lors de l’entrée dans un conduit. Il est important de tenir des registres écrits des dimensions et de l’étendue de l’écaillage, de la désintégration, de l’efflorescence, du nid d’abeilles, de l’érosion, de l’écaillage, des popouts, ainsi que de la longueur et de la largeur des fissures. Les fissures structurelles doivent être surveillées plus fréquemment et réparées si elles menacent la stabilité de la structure ou du barrage. Les photographies fournissent des documents inestimables sur les conditions changeantes.
Un état changeant rapidement peut indiquer un problème très grave, et l’Agence de sécurité des barrages de l’État doit être contactée immédiatement. Tous les registres doivent être conservés dans le manuel d’exploitation, d’entretien et d’inspection du barrage.
Ressources
Ressources ASDSO
Webinaire gratuit
Introduction à l’inspection des Barrages pour les Propriétaires et les Exploitants-2013
Formulaires d’inspection des échantillons I
Formulaires d’inspection des échantillons II
Formulaires d’inspection des échantillons III
Le site Web de l’ASDSO contient des lignes directrices nationales sur les barrages. Aller à :
DamSafety.Org/ManualsandGuidelines
Pour plus d’informations, de vidéos et d’outils pour les propriétaires de barrages, rendez-vous sur:
DamOwner.Org
Surveillez la formation dans votre région parrainée par ASDSO ou votre Bureau de sécurité des barrages d’État. Accédez au programme de sécurité des barrages de votre état en cliquant sur votre état à:
DamSafety.org/States
Ressources DHS/FEMA
Guide de Réhabilitation des Petits Barrages (Site Web développé pour les propriétaires, Financé par une subvention au Montana et au Wyoming par le Programme National de Sécurité des barrages de la FEMA)
Guide de Sécurité de Poche pour les Barrages et les Retenues d’Eau (Programme National de Sécurité des Barrages de la FEMA)
Sécurité des Barrages: Un Manuel d’Orientation des Propriétaires (Programme National de Sécurité des Barrages de la FEMA)
Identification des Lacunes Visuelles en matière de Sécurité des Barrages (Aides à la Formation FEMA pour la Sécurité des Barrages)
Comment organiser un Programme d’Exploitation et de Maintenance (Aides à la Formation FEMA pour la Sécurité des Barrages)
Le Département de la Sécurité Intérieure et la FEMA mettent plusieurs publications et vidéos à disposition sur leurs sites Web. Visitez leurs sites Web ci-dessous et recherchez “sécurité des barrages” pour plus d’informations.
FEMA.gov
DHS.gov
