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ABSTRACT
We present in this paper a simplified modelling of cementitious material carbonation in unsaturated conditions, constituting an enhanced version of the modelling presented in (Bary et al., 2004). The main improvements consist in the introduction of kinetics for the calcite formation evolving as a function of the degradation state and in the adoption of carbonation mechanisms different for portlandite and the other hydrates. Moreover, the three coupled equations governing the system are now solved with a mixed finite element method in the Cast3m code. Numerical simulations are carried out and compared in terms of carbonation depth with accelerated test data obtained in the workgroup Concrete Engineering Barriers headed by ANDRA. The confrontation between experimental and numerical results is globally satisfactory; however the determination of pH profiles with the modelling remains an open problem when dealing with accelerated experimental procedures.
RÉSUMÉ
On présente dans cet article un modèle simplifié de carbonatation des matériaux cimentaires en conditions insaturées constituant une version améliorée du modèle décrit dans (Bary et al., 2004). Les principales améliorations consistent en la prise en compte d'une cinétique de formation de la calcite évoluant au cours du processus de dégradation et de mécanismes de carbonatation différents pour la portlandite et les autres hydrates. De plus, les trois équations couplées du système sont maintenant résolues à l'aide d'une formulation d'éléments finis mixtes hybrides dans le code de calcul Cast3m. Des simulations numériques sont effectuées et comparées en termes de profondeur de carbonatation aux données expérimentales obtenues sur essais accélérés dans le cadre du groupe de travail Barrières Ouvragées en Béton piloté par l'ANDRA. La confrontation des résultats est relativement satisfaisante; la détermination du profil de pH avec le modèle dans les conditions d'essais accélérés demeure cependant un problème ouvert.