Influence of in situ concrete variability on accelerated carbonation test

Abstract

Probabilistic approaches to design reinforced concrete structures require the knowledge of distribution laws governing the statistical variability of concrete properties used as models inputs. The present work focuses on the variability of carbonation resistance throughout the construction period and inside an existing structure. Accelerated carbonation tests were carried out in a laboratory on more than 120 samples taken from two real building sites. Samples drilled from a bridge crosshead were also investigated. In the case of production-variability, the statistical distribution of the carbonation depths was found to be correctly modelled by a normal statistical distribution, as usually done for compressive strengths. However, these two properties appeared to be little correlated. Inside the structure, the carbonation resistance was shown to be higher with the distance to the surface of the drilled samples. In addition to experimental results, the efficiency of the accelerated carbonation test protocol, especially the preconditioning prior to carbonation, is discussed.

Toute approche probabiliste de la conception des ouvrages en béton armé nécessite la connaissance des lois de distribution statistique des propriétés utilisées comme données d’entrée des modèles. Les travaux présentés ici s’intéressent à la variabilité de la résistance à la carbonatation au cours du temps et dans l’espace. Des échantillons prélevés in situ au cours de deux chantiers réels de plusieurs mois ont été soumis à un essai de carbonatation accélérée. Des échantillons issus du carottage d’un ouvrage réel ont été de même étudiés. Il ressort de cette campagne expérimentale que la variabilité au cours du temps de la résistance à la carbonatation peut être modélisée par une loi normale, comme dans le cas de la résistance à la compression. Ces deux propriétés sont cependant assez peu corrélées. Au sein de l’ouvrage, il a été observé que la résistance à la carbonatation augmente avec la profondeur de carottage des échantillons. En plus des résultats sur la variabilité, le protocole de l’essai de carbonatation accélérée est discuté.

Keywords:

• Carbonation
• accelerated test
• variability
• in situ concrete

Mots-clés:

• Carbonatation
• essai accéléré
• variabilité
• béton in situ

Acknowledgement

This study was performed in the framework of APPLET project which was supported by the French National Research Agency (ANR). The authors would like to acknowledge the LMT Cachan for the results on porosity and Vinci Construction for the results on compressive strength.