Surface corrosion of steel fibre reinforced concrete

Corrosion of SFRC (Steel Fibre Reinforced Concrete) in an adverse environment, less harmful as compared to corrosion of steel reinforced concrete, is often considered to be of minor importance, however it exists. It can affect the fibres bridging the cracks and then decrease the strength of the concerned structures. As well, it results in the appearance of corrosion spots at exposed surfaces. Then the damaging effect is no longer expressed in terms of resistance, it is only aesthetic. It is especially undesirable in prefabricated structures.The work developed in this paper focuses on this second point: surface corrosion. Fibre reinforced concrete prisms have been subjected to cycles of salt fog (1 week) and drying (1 week). The results obtained demonstrate that with high W/C ratio (0.78), all the fibres which are embedded in concrete less than 1 mm are susceptible to give corrosion spots at the surface. When W/C is reduced to about 0.5, the minimum necessary cover to prevent surface corrosion drops to 1/10 mm or 2/10 mm and further decrease of W/C does not bring extra significant benefit. This result is in agreement with the analysis, by mercury intrusion, of the skin concrete porosity. It confirms a sharp change in the pore diameters when W/C is decreased from 0.78 to 0.48 and a quasi stability when it is varied from 0.48 to 0.36.

RésuméLa corrosion des fibres dans les bétons renforcés de fibres métalliques (BFM), moins sévère que celle des armatures dans le béton armé, est souvent négligée. Cependant elle existe. Elle peut attaquer les fibres pontant les fissures et altérer la résistance des structures concernées. Elle se manifeste aussi par l'apparition de taches de rouille sur les surfaces exposées. Ceci n'affecte pas la résistance mais a une incidence esthétique certaine, particulièrement dans le cas d'éléments, souvent préfabriqués, restant visibles en parement.Le travail présenté dans cet article est centré sur ce second point : la corrosion de surface. Des prismes de BFM ont été soumis à des cycles d'une semaine de brouillard salin alternant avec une semaine de séchage. Il en ressort que dans un béton de rapport E/C élevé (0,78), toutes les fibres enrobées de moins 1 mm sont susceptibles de donner naissance à des taches de rouille en surface. Lorsque E/C est réduit à environ 0,5, l'enrobage minimum nécessaire pour se prémunir de la corrosion de surface chute à 1/10 ou 2/10 mm et toute diminution supplémentaire de E/C n'apporte pas de bénéfice significatif. Ce résultat est en accord avec l'analyse porosimétrique du béton de peau. En effet, celle-ci confirme une chute importante du diamètre des pores lorsque E/C passe de 0,78 à 0,48 et une stabilités lorsqu'il est ensuite diminué jusqu'à 0,36.