The use of ultrasonic pulse velocity to estimate the water permeability of concretes

Contribution à l'estimation de la perméabilité à l'eau des bétons par les vitesses des ultrasons

Laboratoire de Génie Civil et d'Hydraulique, Université 8 mai 1945 Guelma (24000), Algérie

Abstract

In this work we investigated the possibility of estimating the water permeability of concrete from the ultrasonic surface wave velocity (Rayleigh's waves). This is a method for the non-destructive permeability diagnosis of the in situ auscultation of a structure. Four ordinary concrete compositions with different W/C ratios and two self compacting concretes SCC were used. This study showed a decrease in of ultrasonic pulse velocity with the increase in the W/C ratio, this is due to the increase in porosity. Curing in air of the concrete specimens produces greater permeability than curing in water. The increase in the permeability with the increase of W/C ratio is more important for curing in water than for the curing in air. SCC1 has a lower permeability than that of SCC2, this difference is respectively 20% and 10 % for curing in air and in water. The study show that permeability estimation with ultrasonic surface waves is more reliable for curing in water mode than tin curing in air. The correlations obtained between the permeability and the indirect ultrasonic velocity are linear, with an inversely proportional relation.

Résumé

Le présent travail consiste à estimer la perméabilité à l’eau par des mesures des vitesses ultrasonores des ondes de surface (ondes de Rayleigh) pour différentes compositions du béton. Ceci dans le but d'un diagnostic non destructif de l'auscultation in-situ d'ouvrage en se substituant aux carottages nécessaires aux essais traditionnels de perméabilité. Quatre compositions de béton ordinaire de différents rapports E/C et deux bétons autoplaçants avec deux ajouts différents ont été utilisés. Cette étude a montré une diminution de la vitesse de surface quand le rapport E/C augmente, ceci est dû à l’augmentation de la porosité. La vitesse des ultrasons pour le BAP1 (fillers calcaires) est 15% supérieure à celle du BAP2 (laitier de hauts fourneaux). La perméabilité des éprouvettes conservées à l’air libre est plus importante que celles conservées dans l’eau. L’augmentation de la perméabilité avec l’accroissement du rapport E/C est plus importante pour les éprouvettes conservées dans l'eau que pour les éprouvettes conservées à l'air libre. Le BAP1 présente une perméabilité inferieure à celle du BAP2, cette différence est respectivement de 20% et 10 % pour les éprouvettes conservées dans l'eau et à l'air libre. Les relations entre les vitesses ultrasoniques et les perméabilités ont montré que l'estimation de la perméabilité à partir des vitesses des ultrasons est plus fiable pour les éprouvettes conservées dans l'eau que celles à l'air libre. Ces relations sont de type linéaires avec une évolution inversement proportionnelle de la perméabilité en fonction des vitesses des ultrasons.