La diffusion des ions chlore dans les mortiers

Dans un programme d'etude visant a prevoir la duree de vie des ouvrages en beton utilises pour le stockage en surface des dechets radioactifs, nous nous sommes interesse au theme general des relations entre la microstructure des betons et les proprietes de transfert. Notre programme de recherche visait a etudier l'influence de la microstructure des mortiers sur la diffusivite des ions chlore en faisant varier la composition, la duree de la cure et l'etat de microfissuration, mais aussi a fournir des donnees sur les interactions entre les ions chlore et le materiau. Nous avons mis au point une methode de quantification des interactions entre les ions chlore et des echantillons massifs de mortier. Pour cela nous avons decrit les interactions par un isotherme de freundlich ou de langmuir et par un isotherme lineaire equivalent. A partir de differents essais de diffusion pure realises avec plusieurs valeurs du gradient de concentration nous calculons les parametres des equations de freundlich ou de langmuir. Nous avons montre que l'isotherme de freundlich ainsi determine decrivait mieux le transfert des ions chlore dans le mortier etudie aux concentrations caracteristiques des environnements marins. L'etude de l'influence de la microstructure des mortiers a base de CPA-CEMI i a montre que la microfissuration accroit le coefficient de diffusion et diminue le coefficient de partage equivalent, parametre qui rend compte des interactions. Ce resultat est explique par une diminution de la tortuosite du cheminement des ions chlore entrainee par la microfissuration. Nous avons demontre que le role des aureoles de transition pouvait etre interprete comme celui des microfissures. L'accroissement du volume des aureoles de transition et leur interconnexion a pour effet d'augmenter les capacites de transfert des fractions de pate de ciment contenues dans les mortiers tout en diminuant leur capacite de fixation des ions chlore. Nous avons constate que l'augmentation du rapport e/c entraine un accroissement du coefficient de diffusion en meme temps qu'il engendre de plus fortes interactions. L'allongement de la duree de la cure de un a trois mois ne modifie pas de maniere importante les phenomenes de transfert. Les donnees specifiques que nous avons obtenues sur les interactions entre les ions chlore et la microstructure des mortiers peuvent etre utilisees pour la prevision de la penetration des ions chlore dans les betons d'enrobage et de la corrosion des armatures pour des ouvrages en milieu marin.