Le béton est un matériau composé généralement d’un mélange de sable, de cailloux, de gravillons et d’eau. Vient s’ajouter par la suite le ciment qui sert de liant hydraulique. Ce matériau composite s’est enrichi au fil du temps. Différents autres constituants peuvent être intégrés dans le mélange en fonction des besoins. Le béton est très utilisé depuis des siècles, notamment dans le domaine de la construction et de l’art. Pour offrir une bonne résistance à l’ouvrage, il faut réussir la composition du béton.
Qu’est-ce que la composition du béton?
La composition du béton classique consiste à mélanger plusieurs ingrédients de base à proportion variable, qui déterminent ses qualités. Elle change en fonction des paramètres définis au préalable comme :
- Les types de construction,
- L’environnement,
- Les données du projet ou du chantier,
- Les caractéristiques du béton : aspect, durabilité, maniabilité, compacité, durabilité, aspect, etc.
D’autres éléments peuvent s’ajouter à la base tels que les adjuvants, les additifs, les colorants, les fibres, etc. Ils s’utilisent afin d’offrir des propriétés supplémentaires selon les besoins comme la coloration, la résistance, la durabilité ou la perméabilité.
De quoi est composé le béton?
Quel que soit l’ouvrage à réaliser, le béton est principalement constitué d’un mélange de sable, de ciment, et de granulat. Ce dernier est obtenu en associant le sable et les graviers pour remplir les interstices. Le liant hydraulique permet de tout coller. Le tout sera gâché avec de l’eau et durcit pour donner le matériau composite, un élément dont on se sert dans la construction.
Grâce aux avancées de la technologie, d’autres composants supplémentaires viennent s’intégrer pour obtenir un béton adapté à un usage spécifique. Tels sont les additions minérales, les colorants, les fibres, les fillers, etc. Il est également possible d’utiliser des adjuvants chimiques, des agents hydrophobes ou des entraîneurs d’air pour modifier certaines propriétés.
Quels sont les composants du béton?
La composition du béton doit correspondre parfaitement à son usage. Avant de s’y lancer, il vaut mieux connaître les éléments requis.
Le ciment
C’est un liant hydraulique par excellence, qui confère au béton des caractéristiques importantes, dont sa résistance. Il se solidifie sous l’action de l’eau pour lier entre eux les granulats et garantit la cohésion des composants. Le ciment est une matière pulvérulente de couleur grise ou blanche, fabriquée généralement à base de calcaire et d’argile.
Bon nombre de variétés de ciment sont disponibles sur le marché, celui de portland est le plus courant. Il est composé de 80 % de calcaire et 20 % d’argile. Néanmoins, ce matériau peut être subdivisé en différentes catégories. Chacune d’elles présente des paramètres qui lui sont propres et convient à un domaine spécifié. Parmi celles-ci :
- Les ciments Portland CEM I (ciment Portland), adaptés à la composition de béton armé ou précontraint de par sa haute résistance,
- Les ciments Portland composés CEM II (A ou B), très maniables pour les travaux de maçonnerie habituels (dallage, fondation, etc.),
- Les ciments de haut-fourneau CEM III (A, B ou C) ou ciments métallurgiques, réservés aux milieux difficiles comme les fondations souterraines,
- Les ciments pouzzolaniques CEM IV (A ou B), très résistants dans un environnement agressif, comme les structures hydrauliques,
- Les ciments composés CEM V (A ou B), utilisables dans les travaux de fondations profondes.
L’eau de gâchage
L’eau de gâchage est la quantité d’eau ajoutée au mélange d’ingrédients lors du malaxage du béton. Elle permet d’hydrater le ciment afin d’enclencher ses capacités de liant. Elle apporte également la fluidité et la plasticité requises pour faciliter l’application du béton. Néanmoins, sa qualité doit être conforme à la norme. En fait, vous avez besoin d’une eau douce et propre. Les centrales à béton utilisent parfois des eaux recyclées.
Il est nécessaire de doser avec précaution l’hydratation du ciment. Cela impactera sur sa malléabilité et sa performance. La quantité d’eau admise dans la composition du béton varie de 120 à 200 litres par mètre cube de mélange. Un excès risque d’altérer la résistance et la durabilité du matériau, ce qui entraine des fissures et des bulles.
Les granulats
Appelé aussi « agrégat », le granulat définit les fragments de roche de dimensions variables, avec une granularité inférieure à 125 mm. Les plus communs se révèlent les sables, les gravillons et les graviers, qui contribuent à la composition du béton. Mais il y en a encore d’autres variétés, dont les fillers, les ballasts, etc.
Les granulats concèdent au matériau certaines propriétés techniques et esthétiques, surtout sa résistance. À cet effet, il est nécessaire de bien choisir leur type. Ces grains minéraux sont classés suivant leurs tailles (d/D), déterminées après l’utilisation d’un tamis.
- Les fillers : 0 à 2 mm
- Les sables : 0/D et D ≤ 4 mm
- Les gravillons : d/D, d ≥ 2 mm et D ≤ 125 mm
- Les graves sont formés d’un mélange de sable et de gravillon
- Les ballasts : d/D, d = 25 mm et D = 50 ou 63 mm
Les agrégats peuvent provenir des dépôts alluvionnaires ou des carrières d’exploitation à la suite d’un dynamitage. Les fragments de roche seront par la suite concassés avant d’être tamisés pour avoir la taille requise. Il est préférable d’utiliser les sables de rivières.
Les adjuvants
Depuis de nombreuses années, les adjuvants sont incontournables pour la composition de béton moderne. Il s’agit d’un produit chimique additionné à faible dose durant le malaxage. Il permet d’améliorer certains paramètres comme l’étanchéité, la fluidité, la résistance et le temps de prise.
Il existe plusieurs types d’adjuvants qui correspondent chacun à des besoins spécifiques. Ils peuvent être ainsi :
- Des accélérateurs ou retardateurs de prise pour pouvoir utiliser le béton selon vos envies,
- Des entraîneurs d’air pour apporter plus de résistance au matériau,
- Des hydrofuges,
- Des pigments pour embellir le béton,
- Des plastifiants ou super plastifiants pour améliorer les performances mécaniques,
- Des protecteurs du béton face aux éventuels risques de dessèchement (produits de cure).
Les ajouts
Les ajouts sont des composants supplémentaires qui interviennent sur certaines propriétés. On en distingue la fibre et le colorant. Synthétique ou métallique, la fibre est favorable pour rendre le béton plus résistant. Le colorant sert à embellir le résultat.
Les additions
Pour obtenir un béton plus compact et résistant aux environnements agressifs, les additions minérales entrent en jeu. Il s’agit des très petites particules, de granularité inférieure à 100 µm, permettant d’améliorer la consistance et l’ouvrabilité. Elles augmentent le volume de pâte en comblant les vides. Il y a :
- Les additions de type I, qui sont presque inertes, regroupant les fillers et les pigments de coloration ;
- Les additions de type II, qui se démarque par leur caractère pouzzolanique ou hydraulique latent dont les cendres volantes, les laitiers de haut fourneau, les méta-kaolins et les fumées de silice.
Comment faire un dosage précis?
De manière générale, le dosage de la composition du béton varie de 250 kg/m3 à 400 kg/m3. Pour avoir plus de précision, il dépend de la nature des ouvrages à réaliser. Voici donc une liste non exhaustive des ingrédients nécessaires pour un mètre cube de béton.
- Le dallage, la terrasse, la cour ou encore la fondation superficielle requiert 300 kg de ciment, 1 100 kg de granulat, 830 kg de sable et 155 litres d’eau de gâchage.
- Le béton de fondation, de poteau ou de dalle carrossable a besoin de 350 kg de ciment, 1 050 kg de granulat, 800 kg de sable et 175 litres d’eau de gâchage.
- Le béton armé demande 400 kg de ciment, 980 kg de granulat, 720 kg de sable et 195 litres d’eau de gâchage.
Quant aux éléments supplémentaires, les dosages sont choisis suivant le cas. Parfois, ils sont indiqués sur les produits.
