Aspects électrochimiques de l'essai accéléré de perméabilité aux ions chlorures: Fid-Bau Portal

Aspects électrochimiques de l'essai accéléré de perméabilité aux ions chlorures

Prince, W. / Ollivier, J. -P. / Truc, O.

Résumé Cet article décrit les aspects électrochimiques de l'essai accéléré de perméabilité aux chlorures; il souligne le rôle de la tension appliquée à la cellule et celui de la résistance électrique du béton. Ces deux paramètres déterminent les potentiels d'électrodes et conditionnent les réactions électrochimiques qui sont susceptibles de s'y développer. Dans les conditions opératoires classiques de l'essai, l'électrolyse de l'eau constitue la principale réaction qui entretient la migration. Elle donne l'oxygène à l'anode et l'hydrogène à la cathode. Toutefois, lorsque le potentiel anodique est élevé, l'électrolyse de l'eau s'accompagne des réactions d'oxydation des chlorures en hypochlorite ou en chlore. Le potentiel anodique varie tout au long de l'essai même si la tension globale appliquée à la cellule est maintenue constante. Les proportions des espèces chimiques Cl−, ClO− et Cl2 peuvent donc varier au cours de l'essai et il faudra les doser effectivement si on veut établir le bilan des chlorures en migration. Les variations du potentiel anodique sont dues aux modifications de la résistance du béton sous l'effet des ions migrants. L'interprétation convenable de l'essai suppose donc la combinaison de plusieurs techniques de mesure: pH, conductivité, potentiel d'électrode, résistance du béton et teneur en chlorure.

Abstract This paper describes the electrochemical aspects of the accelerated test of chloride permeability. It underlines the role of the voltage and that of the concrete electrical resistance. These two parameters determine the potentials of the electrodes and the electrochemical reactions which are likely to develop during the test. Under the common operating conditions of the test, water electrolysis is the main reaction which supports the migration process. It gives oxygen to the anode and hydrogen to the cathode. However, when the anodic potential is raised, the water electrolysis is accompanied by chloride oxidation and this gives chlorine or hypochlorite. In practice, the anodic potential varies throughout the test even if the voltage applied to the cell is kept constant. It is mainly due to the fact that migrant ions accumulate in the porous solution and cause the modification of the concrete electrical resistance. As a result of this variation and according to the Pourbaix diagram, the chlorine species concentrations (Cl−, ClO− and Cl2) vary during the test and need accurate determination if chloride mass balance is required. Finally, a suitable interpretation of the chloride permeability test supposes the combination of several measurements: pH, conductivity, electrical resistance, potential measurement and chloride content.