Evaluating the reaction of actual compositions of concrete with respect to alkali-aggregate reactions preliminary testing at 110°C and 150°C

Different curing methods at 110°C and 150°C were tested on concrete prisms of various compositions in order to develop a rapid expansion test to evaluate the risl of AAR in actual concrete compositions. While no significant expansion occurred at 110°C (in water or water vapour), we obtained expansion values in the range 0–0.35% for concrete prisms cured at 150°C in water or in alkaline solution during 3–5 weeks. For both curing methods at 150°C, the highest expansion values are obtained for potentially reactive aggregates and high alkali levels in the concrete, whereas the lowest expansions correspond to the concrete mixes containing only non-reactive aggregates or having a total alkali content of less than 2.5 kg m⁻³. However, alkaline treatment accounts better for the effectiveness of mineral admixtures and, in general, for the reactivity of the concrete compositions, than curing in water. From the correlations obtained with data at 38°C or 60°C and 100% RH after 12 and 4 months, respectively, alkaline curing for 3 weeks at 150°C shows a reasonable potential for predicting accurately the influence of the total alkali content, nature of the aggregates, water/cement ratio and effectiveness of mineral admixtures on concrete expansion.

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Resume La réactivité potentielle des granulats vis à vis des alcalins du béton a fait l'objet de travaux nombreux portant sur des méthodes cccélérées de dépistage des granulats. Cependant, les essais visant à évaleur le risque associé à une composition réelle de béton sont appelés également à connaitre un développement rapide. Des travaux précurseurs ont été menés au Canada, au Royaume Uni, au Japon et en France. Nos travaux ont porté sur des méthodes d'expansion sur prismes de béton 7×7×28 cm de compositions variées. 12 ciments Portland, 19 sables, 20 graviers, ainsi que 11 ajouts pouzzolaniques et divers adjuvants ont été utilisés pour ces combinaisons. Les éprouvettes ont été soumises à des traitements tels que bain de vapeur à 110°C ou 150°C, immersion dans l'eau à 110°C ou 150°C, ou immersion en solution alcaline à 150°C, et cela pendant des durées allant jusqu'à 8 semaines. Parallèlement, des mesures d'expansion après conservation de prismes dans des conditions conventionnelles (38°C et 60°C en milieu saturé d'humidité) étaient réalisées. Les gonflements obtenus après plusieurs semaines de conservation à 110°C se sont révélés faibles quelle que soit la réactivité supposée des compositions de béton (présence de granulats réactifs, niveau élevé d'alcalins dans le béton). Les traitements à 150°C, que ce soit dans l'eau ou en solution alcaline, conduisent à des expansions de 0,00 à 0,35% en trois semaines. Les valeurs mesurées sont liées à la réactivité (ou la non réactivité) suspectée des bétons étudiés: présence de granulats très réactifs (respectivement non réactifs), teneur élevée (respectivement faible) en alcalins totaux dans le béton. Par contre, s'agissant de certains bétons, notamment à ajouts siliceux, le traitement dans l'eau à 150°C ne produit pas les résultats escomptés. En conséquence, les résultats d'expansion provoquée par ont été corrélés aux mesures de gonflement après conservation à 38°C pendant un an et plus d'une part, et à 60°C pendant 4 mois d'autre part. Les corrélations sont jugées satisfaisantes pour la plus grande partie des compositions testées, à, l'exception de certaines formules contenant des fumées de silice ou de la silice micronisée. Toutefois, la méthode proposée rend bien compte de l'influence vis à vis du gonflement de la teneur en alcalins totaux du béton, de la présence de granulats pouvant présenter un effet de pessimum, et des proportions des constituants tels que eau et ciment.