Le béton est le principal matériau de base pour tous types de bâtiments. Il est fabriqué en mélangeant du ciment, du sable, de la pierre, de l'eau et, si nécessaire, des adjuvants et des adjuvants minéraux dans des proportions appropriées, puis en mélangeant, en moulant, en durcissant et en durcissant. Il présente donc un certain degré de densité. Les produits d'hydratation du ciment (tels que le gel CSH) comblent les interstices entre les granulats, ce qui semble théoriquement empêcher la pénétration de l'eau.

Cependant, pendant le processus de séchage et de durcissement du béton ordinaire, en raison de l'évaporation de l'eau et des changements de volume provoqués par l'hydratation du ciment, de minuscules pores capillaires et des pores de gel se forment inévitablement. Ces pores constituent des voies de pénétration de l’eau et d’autres substances nocives.

Diamètres des pores dans le béton (classés grossièrement) :

• Parmi eux, les capillaires inférieurs à 0,1 μm jouent un rôle majeur en termes de résistance et de perméabilité.

• Les capillaires de taille supérieure à 1 μm sont les principaux canaux de migration de l'eau et des ions.

• Pores du gel : < 0,002 μm, présents principalement à l'intérieur des produits d'hydratation du ciment. Les molécules d’eau peuvent pénétrer, mais la pénétration est extrêmement lente.

• Pores capillaires : 0,01 μm à 10 μm . Ce sont les pores clés qui affectent la perméabilité et la résistance du béton.

• Défauts macroscopiques tels que fissures et bulles d'air : > 10 μm, jusqu'au niveau millimétrique.

Microfissures et pores à l'échelle de 5µm

Les nombreux minuscules capillaires et pores inhérents au béton, ainsi qu'un compactage inégal pendant la construction conduisant à des nids d'abeilles et à des vides, permettent à l'humidité de pénétrer naturellement dans la structure et d'être transportée vers l'intérieur.

Pores capillaires : les principaux canaux de pénétration de l'humidité

Des expériences ont montré que les pores d'un diamètre inférieur à 25 nm et les pores fermés ont peu d'impact sur l'imperméabilité du béton. Par conséquent, dans le domaine de la recherche sur l’imperméabilisation et la prévention des infiltrations, nous nous concentrons généralement davantage sur les pores capillaires.

En termes simples : les capillaires constituent le « problème principal », car ils servent de principaux canaux permettant à l'eau et aux ions nocifs (tels que les ions chlorure et sulfate) de pénétrer à l'intérieur du béton.

Sous pression ou par capillarité, l’eau liquide peut migrer relativement librement dans des capillaires interconnectés. Même si la taille (diamètre des pores) des capillaires est petite et leur connectivité (complexité de torsion) est complexe, la migration des ions peut toujours se produire dans le béton dans les conditions réelles du bâtiment. . Les ions chlorure, qui provoquent la corrosion de l'acier, et les ions sulfate, qui provoquent l'érosion du béton, peuvent se dissoudre dans l'eau et être transportés profondément dans le béton à travers ces canaux. Simultanément, le béton est inévitablement confronté à des dommages causés par le gel et le dégel : l'eau qui s'infiltre dans les capillaires augmente de volume lorsqu'elle gèle, générant des contraintes internes, et des cycles répétés conduisent à l'effritement et à la fissuration du béton. En outre, il existe une réaction alcali-agrégat : l’eau peut agir comme un milieu, transportant l’alcali vers les granulats réactifs à travers les canaux, provoquant l’expansion et la fissuration du béton, conduisant finalement à des fissures et à des dommages s’étendant de l’intérieur vers l’extérieur.

Par conséquent, les stratégies de base en matière d’imperméabilisation et de prévention des infiltrations, les matériaux sélectionnés et les solutions système sont étroitement liés aux pores capillaires du béton.

1. Matériau d'étanchéité cristallin pénétrant

L'idée est que les substances actives du matériau pénètrent dans les capillaires avec l'eau, réagissent avec les produits d'hydratation du ciment pour former des cristaux en forme d'aiguilles insolubles dans l'eau, qui remplissent et bloquent continuellement les capillaires et les microfissures.

2. Étanchéité de surface et matériaux hydrophobes

L'approche consiste à utiliser des agents hydrofuges à base de silicone, des revêtements imperméables polymères et des mortiers imperméables pour former un film imperméable ou hydrofuge sur la surface du béton, bloquant l'entrée de l'eau dans le système capillaire. En tant que stratégie de « fermeture », cette stratégie constitue la première ligne de défense contre l'eau pénétrant dans le béton, mais elle ne résout pas les défauts internes existants.

Pores du gel : pores en forme d'éponge qui adsorbent les molécules d'eau

En matière d'imperméabilisation et de colmatage des fuites, les pores du gel peuvent être considérés comme un « problème secondaire ». En raison de leur petite taille, l'eau a beaucoup de difficulté à les traverser, ce qui les rend pratiquement imperméables. Leurs performances de prévention des infiltrations ne peuvent être affectées qu'indirectement en influençant la densité globale de la microstructure et sa tendance au rétrécissement et aux fissures.

Cependant, les pores du gel ont une grande surface interne, qui adsorbe fortement les molécules d’eau . Cette eau ne participe pas à l’écoulement et à la pénétration, mais elle affecte l’état d’humidité du béton. Généralement, le diamètre d'une molécule de vapeur d'eau (H₂O) est d'environ 0,0004 μm (0,4 nanomètres, ou 4 × 10⁻¹⁰ mètres). Par conséquent, lorsqu’il s’agit d’environnements humides tels que les sous-sols, les agents imperméabilisants inorganiques pénétrants (qui traitent l’eau liquide) seuls sont insuffisants.

De plus, lorsque l’environnement est sec, l’eau adsorbée s’échappe des pores du gel, provoquant le retrait de la couche de gel CSH, ce qui à son tour déclenche le retrait global du béton au séchage. Si ce retrait est limité, des microfissures se formeront. Une fois que ces microfissures s’étendent dans le réseau capillaire ou dans l’interconnexion, elles créent de nouveaux canaux d’infiltration plus graves. Il s’agit de l’impact négatif indirect le plus important des pores du gel sur la prévention des infiltrations.

La matrice du béton peut être améliorée au niveau microscopique en ajustant la formule pendant le processus de conception et de production. L'utilisation d'adjuvants minéraux tels que la fumée de silice peut générer un gel CSH plus fin en utilisant « l'effet de cendre volcanique » ou « l'effet micro-agrégat », en affinant et en segmentant les pores capillaires et en optimisant la matrice où se trouvent les pores du gel ; ou le rapport eau-ciment peut être réduit pour diminuer la consommation d'eau initiale à la fin de la production, réduisant ainsi la quantité totale d'évaporation et de perte d'eau dans le futur.

Du point de vue de l'utilisateur, la prévention des infiltrations d'eau causées par les pores du gel nécessite plus d'attention aux stratégies de protection contre l'humidité qu'à la simple imperméabilisation.

Pour les projets à grande échelle tels que les travaux souterrains et les tunnels, nous pouvons installer des membranes imperméables et des panneaux isolants fiables à l’extérieur de la structure. La couche isolante peut réduire les changements de température, réduisant ainsi indirectement les changements d'humidité, tandis que la couche imperméable avec membrane polymère comme matériau de base peut isoler complètement l'eau liquide externe.

À la maison, nous devons adopter une approche plus systématique. Un système complet étanche à l’eau et à l’humidité doit inclure :

1 ， Couche d'étanchéité (telle que la cristallisation pénétrante) : résout le problème de l'intrusion de l'eau liquide (y compris l'eau capillaire) et protège la structure.

2， Pare-vapeur/pare-humidité (mur intérieur) : Un film barrière contre l'humidité continu ou un revêtement barrière contre l'humidité est installé sur une surface de base sèche pour empêcher activement la vapeur d'eau de se diffuser dans la pièce.

3, Contrôle environnemental (déshumidificateur) : Réduit activement l'humidité de l'air intérieur (pression partielle de vapeur d'eau), ce qui est le moyen ultime de prévenir la condensation et la moisissure.

En conclusion, il n’y a pas lieu de trop s’inquiéter des problèmes causés par les pores capillaires ou les pores du gel. Tant que la « qualité » du béton est médiocre, Canlon peut vous apporter des solutions professionnelles. .