Le béton est un matériau composite obtenu en mélangeant des granulats — gravier, sable et pierre concassée — avec de l'eau et du ciment Portland. Fabriqué à partir d'un mélange de composés calciques, d'oxyde de fer, de silice et d'alumine, le ciment Portland agit comme une colle qui lie les granulats entre eux. Selon les proportions employées, le béton obtenu présente des caractéristiques différentes, adaptées à des usages spécifiques.
Les bases de la conception d'un mélange
Pour concevoir un mélange de béton, la plupart des professionnels du bâtiment se réfèrent au rapport de l'American Concrete Institute intitulé « Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete ». Ce document précise les proportions de matériaux à utiliser selon diverses situations et applications, en tenant compte du climat, de la durabilité, de la résistance mécanique et de l'aspect final souhaité.
Les entrepreneurs doivent également évaluer la maniabilité du béton, c'est-à-dire sa capacité à être coulé sans se séparer, ainsi que son affaissement (« slump »), une mesure de la consistance du béton et de son aptitude à conserver sa forme après la mise en place.
Le rôle essentiel de l'air
L'air est un composant fondamental du béton. Chaque pied cube (environ 28 litres) de béton contient des millions de micro-poches d'air emprisonné. Ces poches se dilatent et se contractent avec les variations de température, ce qui soulage la pression exercée sur le matériau. Elles offrent également un espace à l'eau piégée pour se dilater, évitant ainsi que le béton ne se fissure par temps de gel.
La teneur en air s'ajuste grâce à un ciment Portland « entraîneur d'air » ou à d'autres adjuvants qui piègent l'air pendant le malaxage. La quantité d'air emprisonné représente généralement entre 4 et 7 % du volume total, mais cette proportion varie selon la température ambiante et l'usage prévu du béton.
Concevoir le mélange étape par étape
Les entrepreneurs commencent généralement par choisir la taille des granulats nécessaires. Les granulats plus gros limitent mieux le retrait et le gauchissement que les granulats fins. On utilise souvent une combinaison de granulats grossiers et fins pour obtenir un résultat optimal.
L'entrepreneur estime ensuite la teneur en air et en eau à l'aide des tableaux de référence de l'American Concrete Institute, qui permettent également de déterminer le rapport eau/ciment adapté à chaque projet. Par exemple, un rapport eau/ciment inférieur à 0,50 améliore sensiblement la durabilité et la résistance du béton. Ce ratio détermine les quantités d'eau et de ciment à ajouter aux granulats, la quantité d'eau pouvant ensuite être ajustée selon que les granulats sont humides ou secs. Avant tout coulage, il est indispensable de réaliser un lot d'essai afin de vérifier que les proportions conviennent parfaitement au chantier envisagé.
Différents types de mélanges
Un mélange de béton typique contient entre 60 et 80 % de granulats, 7 à 15 % de ciment, 14 à 18 % d'eau et 2 à 8 % d'air. Par temps chaud, le béton a tendance à s'affaisser davantage ; on peut y remédier en augmentant la proportion de ciment par rapport à l'eau. À l'inverse, par temps froid, l'ajout d'un accélérateur de prise, tel que le chlorure de calcium, permet au béton de durcir plus rapidement.
Pour les bétons hautes performances, comme ceux utilisés pour les allées carrossables, il faut une teneur en air suffisante pour que l'eau qui pénètre dans le matériau ne provoque pas de fissures lors du gel. Certains entrepreneurs appliquent enfin un durcisseur coloré afin de donner au béton une teinte de surface et d'accroître sa dureté.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-materials-supplies/1007115774.html