Incontournable dans la réalisation d’ouvrages et de structures durables, le béton s’est imposé comme l’un des matériaux de construction les plus résistants. En effet, c’est un matériau composite aggloméré qui offre une impressionnante résistance à la compression. Qu’est-ce qui confère au béton sa résistance ? Comment peut-on augmenter cette résistance ? Quelles sont les classes de résistance à privilégier pour un ouvrage de maçonnerie ? Toutes les réponses ici.
C’est quoi la résistance du béton ?
Le béton est un matériau constitué de granulats durs de dimensions variées agrégés les uns aux autres par un liant qui est généralement du ciment. Les granulats entrant dans sa composition peuvent être naturels (sable ou gravillons) ou artificiels.
Ces granulats sont liés entre eux par l’action du mélange du ciment à l’eau qui, après une réaction chimique, agit comme de la colle. Le principe consiste à mélanger l’ensemble de ces composants et à secouer vigoureusement le mélange, de sorte à en faire disparaître tous les trous d’air.
La résistance du béton représente donc sa capacité à résister à des charges d’écrasement, à l’abrasion et à l’action des intempéries et des attaques chimiques, sans perdre ses propriétés techniques.
Et puisqu’il est généralement utilisé dans les constructions où les structures subissent d’importantes charges d’écrasement, sa résistance à la compression est sa propriété la plus recherchée.
Pourquoi le béton est-il si résistant ?
Le béton tient sa résistance du mélange qui lui donne naissance. En effet, lorsqu’on mélange le ciment à l’eau dans le cadre de la fabrication du béton, il se produit une réaction chimique qui perdure sur une durée moyenne de 28 jours. Le cycle de la vie du béton commence dès le début de ces 28 jours.
Le béton naît d’abord sous une forme liquide puis entre dans sa phase de durcissement quelques heures après le mélange. On assiste d’abord à un durcissement apparent qui se poursuit pendant les 28 premiers jours qui suivent le mélange.
Durant cette période, une structure solide et ferme se construit à l’intérieur du béton. Au terme des 28 jours que dure le durcissement, sa résistance initiale inférieure à 1 Mégapascal s’accroît progressivement pour se multiplier par 30.
Comment augmenter la résistance du béton ?
La résistance du béton est tributaire de l’association de plusieurs facteurs :
- La nature et la qualité des composants (les granulats, le ciment et l’eau) ayant servi à sa fabrication ;
- Le dosage de chacun des composants ;
- Les conditions de fabrication ;
- Les conditions de séchage.
S’il en est ainsi, on ne saurait augmenter la résistance du béton sans agir sur un ou plusieurs de ces facteurs. Voici quelques solutions pour y parvenir.
Choisir un ciment de classe de résistance supérieure
Le béton est composé de ciment, d’eau et de granulats que sont le sable et les gravillons. Pour avoir une meilleure résistance, il faut commencer par s’assurer de la qualité du ciment ou plus précisément de sa classe de résistance. Il existe trois classes de résistance courante d’un ciment. Elles sont de 32,5 MPa, 42,5 MPa et 52,5 MPa.
Vous devrez aussi veiller à choisir des granulats offrant d’excellentes propriétés physiques. Les granulats se distinguent par leur forme, leur taille, leur résistance, leur propreté et leur granularité. Pour augmenter la résistance de votre béton, il vous faudra des granulats de qualité supérieure à la moyenne.
Agir sur le dosage de l’eau et du ciment pour un mélange fluide et sans excès d’eau
La quantité d’eau utilisée pour le mélange est inversement proportionnelle à la résistance du béton qui en sort. Plus le rapport entre la quantité d’eau et la quantité de ciment est inférieur à 0,65, plus le béton est résistant. Toutefois, le ratio doit être compris entre 0,45 et 0.65. Ainsi, moins vous ajoutez de l’eau, plus grande est la résistance du béton.
En effet, lorsque l’eau est ajoutée en excès, le surplus d’eau finit par s’évaporer. Cette évaporation crée des porosités dans le béton et entraîne une réduction consécutive de sa masse volumique. Le béton se trouve donc fragilisé et sa durabilité compromise.
Il faut aussi veiller à donner une certaine fluidité au béton, condition fondamentale d’une bonne mise en place. Vous y arriverez en choisissant les bonnes tailles de granulats et en faisant des dosages adéquats d’eau et de ciment.
Notez par ailleurs, qu’il est possible d’optimiser les bétons et leur mise en place par l’ajout d’adjuvants plastifiants. Ceux-ci produisent le même effet que l’ajout d’eau et vous évitent donc d’avoir à utiliser l’eau au risque de fragiliser le béton.
Les différentes classes de résistance du béton
Puisqu’il est possible d’agir sur la qualité des composants du béton et sur leur dosage, plusieurs gammes de béton ont été développées au fil des années pour des besoins spécifiques. Aujourd’hui, les bétons se déclinent en des gammes très variables.
Comprendre la nomenclature des classes de résistance
Selon la norme NF EN 206/CN, il existe 16 classes de résistance normalisée de bétons prêts à l’emploi à 28 jours. Lesdites classes représentent les résistances caractéristiques, c’est-à-dire celles sur lesquelles le fabricant s’engage. Elles sont désignées par un code composé de trois éléments à savoir :
- Une lettre C qui est l’initiale du mot anglais « concrete » qui veut dire « béton traditionnel » ;
- Un premier nombre, qui représente la résistance caractéristique en compression à 28 jours mesurée sur une éprouvette cylindrique
- Un deuxième nombre, qui représente la résistance caractéristique en compression à 28 jours mesurée sur une éprouvette cubique.
Les 16 classes de résistance du béton selon la norme NF EN 206/CN
Il existe 16 classes de résistance de béton. Chacune d’elle est adaptée à des applications spécifiques. Il s’agit des classes :
- C8/10
- C12/15
- C16/20
- C20/25
- C25/30
- C30/37
- C35/45
- C40/50
- C45/55
- C50/60
- C55/67
- C60/75
- C70/85
- C80/95
- C90/105
- C100/115
Comment choisir la résistance du béton pour mon ouvrage ?
A la base, les bétons de classe de résistance allant de C20/25 à C30/37 sont pratiques pour la réalisation de petits projets relatifs à des maisons individuelles. De même, le béton de type C 25/30, qui est le plus utilisé sur les chantiers, s’est révélé pratique pour la construction de :
- Les dalles béton armé ;
- Les murs ;
- Les planchers ;
- Les fondations ;
- Etc.
Cependant, la résistance à la compression ne suffit pas pour choisir un béton pour un ouvrage. Pour un choix judicieux, d’autres paramètres doivent entrer en ligne de compte. Il s’agit de :
- Les sollicitations mécaniques de compression et de traction ou de flexion que subira l’ouvrage ;
- Les conditions d’exposition (gel, dégel, installation à l’intérieur ou à l’extérieur, etc.) ;
- La géométrie de l’ouvrage.
En effet, les sollicitations mécaniques auxquelles le béton est soumis ne sont pas seulement liées à la compression. La structure sera également soumise à des forces de traction, comme tout ouvrage de maçonnerie. Or, le béton n’est célèbre que pour sa résistance à la compression. Face à des forces de traction, sa résistance est dix fois inférieure à sa résistance en compression.
Pour des raisons de sécurité, il vaut mieux choisir une résistance en considérant que le béton a une résistance en traction quasi nulle. Dans ce cas, des armatures en acier seront ajoutées au béton pour le rendre résistant à toutes les sollicitations mécaniques.
Les armatures solidarisent les différentes parties de la structure du béton en leur conférant une impressionnante résistance en traction pouvant atteindre 250 MPa. En fonction du type d’ouvrage à réaliser, vous aurez à choisir entre des fibres d’acier lisses, des treillis soudés et des barres d’armatures.
