Leaching effect on concrete – Part II: mechanical behaviour evolution of ITZ during leaching at the local scale

Efectul levigării asupra betonului – partea a ii-a: evoluția comportării mecanice a itz în timpul levigării la scară locală

Andrei Gîrboveanu (1, 2) , Mouad Jebli (1, 3) , Frédéric Jamin (1, 3) , Vincent Huon (4) , Laurent Bonnet (5) , Moulay Saïd El Youssoufi (1, 3) , Dan Paul Georgescu (2)

1 SIGECO - Structures Innovantes, Géomatériaux, ECOconstruction
2 TUCEB - Universitatea Tehnica de Constructii
3 MIST - Laboratoire de micromécanique et intégrité des structures
4 COMPEX - Expérimentation & Calcul Scientifique
5 L2C - Laboratoire Charles Coulomb

Cement paste/aggregate bond influences durability of concrete subjected to leaching, following the existence of a particular, more vulnerable zone in cement paste, adjacent to aggregates-the interfacial transition zone (ITZ). In order to assess the mechanical behaviour of concrete at local scale of cement paste/aggregate bond, tensile tests were carried out on cement paste and cement paste/aggregate composite samples. The relationship between chemical degradation and mechanical properties (Young's modulus and tensile strength) was expressed through the notion of chemical degradation rate. Other aspects discussed, such as the leaching kinetics, chemical dissolution and cracking were used to highlight the origin of the loss of mechanical properties of the cement paste and of the cement paste/aggregate bond. Following an important dissolution within ITZ, a total loss of adhesion between cement paste and aggregate following leaching occurs gradually. Concerning the cement paste, it undergoes a smaller decrease of Young's modulus and tensile strength compared to the composites, being also less affected by cracking. Overall, this study highlights the mechanism by which the mechanical behaviours of cement paste and cement paste/aggregate bond are affected by leaching.

Legătura dintre pasta de ciment și agregat influențează durabilitatea betonului supus levigării, din cauza existenței unei anumite zone mai vulnerabile în pasta de ciment, adiacentă agregatelor-Zona de Tranziție Inter facială (ITZ). Pentru a evalua comportamentul mecanic al betonului la scara locală a legăturii pastă de ciment/agregat, s-au efectuat încercări de întindere pe eșantioane din pastă de ciment și compozite pastă/agregat. Relația dintre degradarea chimică și proprietățile mecanice (modulul lui Young și rezistența la întindere) a fost exprimată prin noțiunea de degradare chimică. Alte aspecte discutate, cum ar fi cinetica de levigare, dizolvarea chimică și fisurarea au fost evocate pentru a evidenția originea pierderii proprietăților mecanice ale pastei de ciment și a legăturii pastă / ciment. În ceea ce privește legătura pastă/agregat, după o dizolvare importantă în cadrul ITZ, se produce treptat o pierdere totală de aderență între pasta de ciment și agregat. În ceea ce privește pasta de ciment, aceasta suferă o scădere mai mică a modulului lui Young și a rezistenței la întindere în comparație cu compozitele, fiind de asemenea mai puțin afectată de fisurare. În general, acest studiu evidențiază mecanismul prin care comportamentele mecanice ale pastei de ciment și ale legăturii de pastă de ciment / agregate sunt afectate de levigare.

Mots clés: Concrete; Leaching; Local Scale; Tensile Tests

Domaines: Matériaux composites et construction

Andrei Gîrboveanu, Mouad Jebli, Frédéric Jamin, Vincent Huon, Laurent Bonnet, et al.. Leaching effect on concrete – Part II: mechanical behaviour evolution of ITZ during leaching at the local scale. Romanian Journal of Materials, 2020. ⟨hal-02953521⟩