Le dépôt sec ou humide de SO₄, lié à la pollution atmosphérique urbaine, est extrêmement agressif à l’égard des liants hydrauliques en général. Le principal effet de ce transport de sels est la précipitation de gypse (CaSO₄.2H₂O) à la surface de la maçonnerie. L’apparition de ce gypse peut entraîner des réactions expansives liées à la formation d’ettringite et de thaumasite.

La détérioration des mortiers et des bétons par attaque sulfatique résulte de l’interaction des sulfates (ici le sulfate de sodium) avec l’hydroxyde de calcium (portlandite) libre (1) et l’aluminate de calcium hydraté (2) :

1. Ca(OH)₂ + NaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄.2H₂O + 2NaOH (gypse secondaire)
2. C₃A + 3(CaSO₄.2H₂O) + 26H₂O = C₃A.CaSO₄. 32H₂O (ettringite ou trisulfatealuminate tricalcique hydrate ou encore sel de Candlot).

La cristallisation de ces deux composés s’accompagne d’une augmentation de volume de la phase solide qui exerce dans les mortiers de violentes pressions qui conduisent à sa destruction. Il est à noter qu’en plus de l’expansion, la lixiviation des ions calcium de la portlandite et des C-S-H accroît la porosité du mortier qui permet alors une accélération du transfert des ions agressifs au sein du matériau.
Les sulfates sont plus ou moins agressifs en fonction du cation qui est associé à l’ion SO₄^2- .
Le tableau suivant les recense et mentionne leur agressivité :

Sel	Cation	Provenance	Action
Sulfate de calcium (CaSO4)	(Ca2+)	Sol gypseux, eau souterraine séléniteuse	Agressif
Sulfate de sodium (NaSO4)	(Na+)	Détergents, industrie papetière…	Agressif, formation de gypse et d’ettringite, lixiviation de la chaux
Sulfate de potassium (K2SO4)	(K+)	Engrais
Sulfate de magnésium (MgSO4)	(Mg2+)	Engrais	Grande solubilité. Très agressif, formation de gypse, et de brucite, diminution du pH à dissolution des hydrates
Sulfate d’ammonium SO4(NH4)2	(NH4+)	Engrais	Le plus agressif des sulfates

 

 

 

 

 

 

Voir aussi notre article sur l’ettringite