ACTION DES SULFATES, DE L'EAU DE MER SUR LE BETON

2.4 ACTION DES SULFATES, DE L'EAU DE MER ET ATTAQUE PAR
LES ACIDES
• L'attaque par les sulfates peut détériorer très significativement le béton
dans un laps de temps relativement court (10 à 15 ans).
• L'eau de mer contient des sulfates en solution. On peut aussi les retrouver
en solution dans les eaux souterraines, dans les eaux usées industrielles
et dans certains sous-produits industriels.
• La plupart des sols contiennent des sulfates sous la forme de gypse
(généralement entre 0,01% et 0,05 % (sol sec) exprimés en SO4). Ces
concentrations relativement faibles ne sont généralement pas
agressives pour le béton.
- La solubilité du gypse dans l'eau à température normale est relativement
faible (approx 1400 mg/litre).
• Dans les eaux souterraines, les concentrations plus élevées en sulfates
sont généralement dues à la présence de sulfates de magnésium
(MgSO4) ou de sulfates alcalins (K2SO4 - Na2SO4).
• Les sulfates d'ammonium (NH4)2SO4 se retrouvent fréquemment dans les
sols et les eaux en milieux agraires.
- L'activité agricole peut aussi générer différents types d'acides
organiques (lactique, acétique, etc)

Les effluents des fours utilisant des combustibles riches en souffre et les
effluents des industries chimiques peuvent contenir de l'acide sulfurique.
• La décomposition des matières organiques dans les égouts, les silos ou
dans les réservoirs d'entreposage peut conduire à la formation de H2S (gaz)
qui peut être transformé en acide sulfurique par l'activité bactérienne

2.4.1 Attaque par les sulfates
• Les sulfates peuvent être d'origine naturelle, biologique ou provenir de
pollution domestique et industrielle.
• Dans certaines régions où les sols contiennent du gypse (CaSO4.2H2O) ou
de l'anydrite (CaSO4), on peut rencontrer des concentrations élevées (>
5%).
° Afrique du Nord
° Prairies canadiennes
° Région parisienne
Na2SO4 (58 g/L)
Na2SO4.10H2O (194 g/L)
K2SO4 (111 g/L)
MgSO4.6H2O (440 (g/L)
CaSO4 (2,1 g/L)

Les eaux souterraines en contact avec ces sulfates peuvent se
charger en ions SO4
2-.
• Les sols alluviaux ou argileux peuvent aussi contenir des pyrites qui
s'oxydent en sulfates au contact de l'air et d'humidité avec formation d'acide
sulfurique (voir section ).
• Les sulfates peuvent aussi provenir de la décomposition biologique
aérobie de substances organiques contenant du soufre (engrais, plantes).
• Les sources de sulfates peuvent aussi être internes
° Contamination des granulats par du plâtre
° Granulats gypseux
° Sulfures dans certains granulats

2.4.1.1 Mécanismes de base
• Les sulfates peuvent détériorer le béton selon deux mécanismes physicochimiques:
° Expansion
Université de Sherbrooke GCI 714 - Durabilité et réparations du béton 162
° Perte des propriétés liantes des C-S-H

Les mécanismes de destruction sont fonction de la concentration et de la
source des ions sulfates (le cation qui leur est associé) dans la solution
d'eau externe ou dans la pâte de ciment.
° L'action des sulfates peut prendre la forme d'une expansion du
béton suite à la formation de produits expansifs (Fig 2.86)
- Lorsque le béton se fissure, la perméabilité augmente et
l'eau agressive peut pénétrer plus facilement, ce qui
accélère de rythme de destruction.
- Ces expansions peuvent causer des dommages
structuraux considérables
° L'action des sulfates peut aussi engendrer une perte de
résistance et une perte de masse du béton en surface (Fig
2.87).
- Ces effets sont alors dus à l'altération des propriétés liantes
de certains hydrates.
Fig

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