Water distribution in beams damaged by alkali-silica reaction: Global weighing and local gammadensitometry

Abstract

Within the framework of an experimental programme developed by the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) and Électricité de France (EDF), in the aim of increasing knowledge on Alkali-Silica Reaction (ASR) and understanding the effect of water on ASR development in structures, two techniques have been designed to measure water content vs. time in large-scale concrete specimens. Global weighing variations are monitored on six 900 kg beams; and the, gammadensitometry measurement allows evaluating water content profiles in the beams. These two complementary measurements serve to validate water content models and correlate the moisture gradient with measured deformations The measurement principle, execution, and qualification are first described. The accuracy of the weighing device is thus evaluated at 10 g, and the uncertainty of the gammadensitometry method is close to 0.4% of relative mass. The paper then presents the results of one-year monitoring conducted on one of these beams and proves the consistency of these methods. At last, it is shown that the square root of time kinetics allows a good representation of the global mass variations of the beams and that the drying depth reaches between 80 and 100 mm after one year exposure.

Résumé

Dans le cadre d'une campagne d'expérimentation cofinancée par le LCPC (Laboratoire Central des Pont et Chaussées) et EDF (Électricité de France), destinée à approfondir les connaissances sur l'alcali-réaction et en particulier les conséquences de la teneur en eau libre sur le développment de cette pathologie dans des structures, deux techniques de suivi de l'évolution hydrique de ce type de corps d'épreuve de grandes dimensions ont été mises au point. La première permet de suivre la masse de six poutres d'environ 900 kg avec une précision de l'ordre de la dizaine de grammes. La seconde est une measure de gammadensimétrie, qui permet l'établissement d'un profil de séchage moyen avec une incertitude de 0,4% de masse relative. L'intérêt de cex deux mesures complémentaires est de pouvoir valider pa modélisation du gradient hydrique et de le relier aux déformations que en découlent. Après avoir exposé le principle, la réalisation et la qualification de ces deux méthodes de mesure, l'article présente près d'un an du suivi d'une de ces poutres. Il montre que l'évolution de sa masse respecte une loi en racine carrée du temps et que le front de séchage atteint une profondeur de 80 à 100 mm.