Béton (matériaux, fabrication & usage)

Le béton est un terme générique qui désigne un matériau fabriqué à partir de trois composants principaux: du sable et des gravillons agglomérés par un liant.

Le béton est un mélange dosé de ciment, de granulats, d’eau et d’adjuvants qui peuvent varier en fonction de son utilisation.

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Toupie de béton

Qu’est ce que le béton ?

Le béton est un terme générique qui désigne un matériau fabriqué à partir de trois composants principaux:

  • du sable
  • des gravillons
  • le tout aggloméré par un liant

Le mélange sable et liant est appelé mortier. Le coulis est un mortier très fluide.

Dans le langage courant, ce liant est un ciment qui fait prise par hydratation, c’est un liant hydraulique.

La réaction chimique qui permet au béton de ciment de faire prise est lente : à peine 50% de la résistance finale au bout de 7 jours.

La valeur prise comme référence dans les calculs est celle obtenue à 28 jours (80% de la résistance finale).

Il est possible d’améliorer la rapidité de prise du béton ou au contraire de la retarder grâce à des adjuvants (additifs). Il en existe de nombreux autres, par exemple pour augmenter la fluidité du béton et faciliter sa mise en place (plastifiants).

Ces “améliorations” sont généralement obtenues au détriment de la résistance finale.

Qu’est ce que le ciment ?

Le ciment joue le rôle de liant du béton hydraulique.

Le ciment est composé d’un mélange en poudre de chaux et de calcaire argileux qui durcit avec l’eau.

Pour faire du béton ou du mortier, on utilise du ciment gris ordinaire dit de Portland.

Il se vend généralement en sac de 25, 35 voire 50 kg.

Les différents composants

Sable ou Granulat

On utilise généralement du sable de rivière ou de carrière débarrassé des impuretés, jamais de sable marin ou de sable de remblai. Ces derniers contiennent des éléments néfastes pour la qualité du béton et du mortier.

Les dosages sont donnés la plupart du temps en volume de sable sec.

Eau

Tout comme les autres composants du mélange, l’eau doit être propre.

Le dosage doit faire preuve d’une attention particulière : trop d’eau dans le béton entraîne la naissance de fissures et une perte de résistance au moment du séchage.

Gravier

Le gravier est composé de particules rocheuses lisses quand elles sont issues d’une rivière (c’est le gravier le plus recherché) ou concassées quand elles proviennent d’une carrière.

Il faut impérativement que le gravier soit débarrassé de la boue et des saletés qu’il pourrait contenir avant de fabriquer le béton. Il existe différents calibres de gravier. Les plus gros calibres sont utilisés en général pour les fondations et le gros œuvre.

La résistance du béton sera d’autant plus grande que vous mélangerez différents calibres de graviers.

Adjuvants

Les adjuvants (additifs) sont incorporés au béton en faible quantité (moins de 10 kg/m3).

Les superplastifiants ou fluidifiants ont des propriétés similaires à celles de réducteurs d’eau, mais avec une efficacité beaucoup plus importante. Ils permettent des fluidités extrêmes, utiles pour produire des bétons autoplaçants, ou autonivelants (chape liquide…).

D’autres adjuvants permettent de modifier la prise et le durcissement comme les accélérateurs de prise qui permettent de décoffrer rapidement, ou au contraire des retardateurs, utilisés pour maintenir l’ouvrabilité du béton.

Les hydrofuges de masse rendent les bétons imperméables aux liquides, les entraîneurs d’air vont quant à eux les rendre insensibles au gel et aux produits dégivrants.

L’association ciment-eau génère des réactions extrêmement complexes, silicates et aluminates se développent pendant la phase d’hydratation, ils forment alors un gel cristallin qui marque le début du phénomène de “prise“.

Au cours de la phase de durcissement, qui peut durer plusieurs mois, la multiplication des micro-cristaux augmentent les résistances mécaniques : le béton se transforme alors en une véritable roche composite.

Comment faire du béton ?

Les proportions du mélange (selon prescription ou DTU). Pour un sac de 25 kg de ciment :

  • 40 litres de sable soit 50 kg.
  • 50 litres de gravier soit 75 kg.
  • 10 litres d’eau environ.
  1. Mettez votre bétonnière en marche.
  2. Versez à l’intérieur le gravier, la moitié du sable et environ la moitié de la quantité d’eau nécessaire.
  3. Lorsque le gravier et le sable sont uniformément mouillés et mélangés, additionnez le ciment.
  4. Ajoutez après quelques instants le reste du sable.
  5. Versez progressivement de l’eau en veillant bien à ne pas en ajouter plus que prévu.
  6. Laissez la bétonnière tourner encore quelques instants, le béton doit avoir une consistance onctueuse, humide en surface et un peu huileuse.
  7. Versez enfin le béton dans une brouette, des seaux ou directement sur votre ouvrage et utilisez-le rapidement.
  8. Orientez la cuve de la bétonnière vers le bas pour la vider complètement de son contenu et la laver à grande eau.

Commander du béton de centrale

La consistance du béton devra être précisée à la commande pour permettre une mise en œuvre aisée, adaptée à l’élément à couler.

Les rajouts d’eau sont interdits par la norme, ils peuvent réduire gravement les résistances, l’homogénéité et la durabilité du béton.

Il convient donc de commander un béton de consistance suffisamment fluide pour éviter à tout prix les rajouts d’eau à la mise en place.

D’une façon générale les constructions traditionnelles nécessitent l’utilisation de bétons de consistance très plastique ou fluide.

Classe Affaissement au cône Désignation Usage
  d’Abrams    
       
      Béton extrudé
Ferme 0-4 F Béton de VRD
      Génie civil
Plastique 5-9 P Ouvrage d’art
      Béton de masse
Très plastique

 

10-15

 

TP

 

Ouvrage courant

 

Fluide > 16 FL Dalle
      Voile mince