Testing methods for concrete durability: Fid-Bau Portal

Testing methods for concrete durability

Gjorv, O. E. / Shah, S. P.

Abstract Experimental techniques for measuring progressive deterioration of concrete were investigated. Specimens of pastes, mortars, and concretes were subjected to alternate wetting and drying in sodium sulfate solutions and plain water as well as freezing and thawing. The methods used to assess the effects included: changes in weight, length, and flexural strength, changes in ultrasonic pulse time, quantitative and qualitative optical microscopy, scanning electron microscopy, and energy dispersive X-ray analysis. The results of the study show that the ultrasonic pulse method can be used to detect local cracking at an early stage of formation. Of the different testing methods employed, the progressive deterioration was best reflected by the measurements of pulse time. Measurements of flexural strength also adequately reflected the state of corrosion. Measurements of weight did not consistently indicate damage, while those of length were not always reliable.

Résumé Le but de cette étude était d'évaluer les performances d'éprouvettes de pâte de ciment Portland, de mortier et de béton, soumises à des cycles répétés d'immersion—dans l'eau pure et dans des solutions de sulfate de sodium—et de séchage, ainsi que de gel et dégel. On a tenté d'élucider le processus de microfissuration dû à ces phénomènes dommageables. L'examen des détériorations s'est fait par: mesure des variations de poids et de longueur des éprouvettes, de la résistance en flexion, du temps de propagation des ultrasons, par microscopie optique quantitative, microscopie électronique et dispersion des rayons X. On a constaté que les mesures du temps de propagation des ultrasons, et de l'importance de la microfissuration rendaient le mieux compte de l'étendue des dommages. Les mesures de longueur n'étaient pas toujours très sûres et les mesures de poids ne traduisaient pas de façon cohérente les dommages d'un type d'éprouvette à l'autre. Les microfissures engendrées dans la pâte de ciment étaient arrêtées par les particules d'agrégat. La fissuration se trouvait retardée par les petits agrégats plus que par les gros, sans doute du fait qu'ils limitent les dimensions du réseau de fissures dans la pâte. On a constaté que la quantité et la dimension des agrégats étaient aussi importantes pour la durabilité du béton que le rapport eau-ciment. La configuration et le développement de la microfissuration sous l'action d'un milieu se sont révélés similaires à ceux produits par fatigue mécanique. La microscopie électronique et l'analyse aux rayons X ont indiqué la présence de cristaux aciculaires d'ettringite et de gypse sur les surfaces de rupture des éprouvettes immergées dans des solutions de sulfate de sodium.