Probabilistic approach for durable design of concrete cover: application to carbonation

Abstract

Probabilistic approach is increasingly resorted to in the design of new civil engineering structures and structural analysis of existing constructions. In this article an elementary physical and chemical model able to assess the lifetime of concrete structures subjected to carbonation ingress in natural conditions from results of accelerated tests or results from compressive strength is proposed for a probabilistic utilisation. Calculations performed on several practical applications highlight the importance of the probabilistic approach in the assessment of the reinforced concrete and pre-stressed reinforced concrete lifetimes especially with respect to the Standard context and recommendations in Eurocode 2. Results also allow the homogeneity of Eurocode 2 regarding reliability levels to be discussed and the question of a safety target index to be addressed.

Le recours à l’approche probabiliste est de plus en plus fréquent dans la conception des nouvelles structures de génie civil ou dans les analyses structurelles des constructions existantes. Dans cet article, un modèle physico-chimique élémentaire capable d’estimer la durée de vie de structures en béton armé soumises à la carbonatation naturelle à partir de résultats d’essais accélérés ou de mesures de résistances mécaniques à la compression est proposé en vue d’une utilisation dans un contexte probabiliste. Les calculs effectués sur plusieurs applications pratiques mettent en évidence l’importance de l’approche probabiliste pour l’évaluation de la durée de vie des ouvrages en béton armé au regard du contexte normatif et des recommandations de l’Eurocode 2. Les résultats ouvrent également une discussion sur l’hétérogénéité des niveaux de fiabilité de l’Eurocode 2 et la possibilité d’associer d’autres valeurs à l’indice de fiabilité β.

Keywords:

• durability
• concrete cover
• probabilistic approach
• carbonation
• corrosion
• Mots-clés:
• durabilité
• enrobage
• approche probabiliste
• carbonatation
• corrosion

Acknowledgments

The authors acknowledge ANR for its financial support to the project APPLET.