Quelle est la composition du béton ?

Connaitre la composition du béton est important pour avoir une structure de bonne qualité. La composition du béton va en effet avoir des impacts sur la résistance de l’ouvrage. La durabilité de la structure peut ensuite varier en fonction du type de béton que vous choisissez.

Pour connaître la composition idéale pour votre construction en béton, il est mieux de demander l’avis d’un professionnel. Quoi qu’il en soit, nous allons vous livrer quelques informations dans cet article.

Quels sont les composants du béton ainsi que leur prix ?

Avant de citer les différents éléments qui composent le béton, il faut expliquer qu’il s’agit d’un matériau composite. Il est fabriqué à partir de plusieurs constituants dont la proportion varie en fonction de l’ouvrage à construire.

D’une manière générale, le béton est composé principalement de sable au prix de 3,5 euros le sac de 35kg, de ciment au prix de 6 euros le sac de 35 kg, de graviers coûtant 3,5 euros le sac de 35kg et de l’eau. L’eau est d’ailleurs l’élément qui permet le mélange de l’ensemble de tous les constituants.

Zoom sur les composants du béton

L’importance du ciment

Le ciment est formé à partir du mélange entre le calcaire et l’argile. Il s’agit d’un liant hydraulique. Le ciment est d’ailleurs le composant principal qui offre la propriété de liaison dans le béton. En effet, les autres constituants du béton sont liés par le ciment. Ce dernier possède ensuite un rôle fondamental dans la résistance du béton. Tout comme ce dernier, le ciment est disponible en plusieurs variétés. Le choix va toujours s’effectuer en fonction du besoin.

Les catégories de ciment disponibles sur le marché sont le CEM I ou ciment Portland. Il s’agit de la variété qui convient à la conception du béton armé car son niveau de résistance est très élevé.

Il y a ensuite le CEM II ou le ciment Portland composé. Cette variété se distingue par sa maniabilité. Suite à cette particularité, ce type de ciment est choisi pour les travaux d’usage courants. Le ciment Portland composé est par ailleurs de rigueur pour la réalisation des chapes traditionnelles ou encore des enduits simples.

Parlons maintenant du CEM III A, B ou C. Ce sont des ciments de haut-fourneau. Ils sont destinés à des environnements difficiles grâce à leur durabilité. Pour ce qui est des types de ciment CEM IV A ou B, leur utilisation est également recommandée pour les milieux agressifs. Ce type de ciment est connu sous le nom de ciment de type pouzzolane. Cette variété trouve son utilité dans les structures hydrauliques.

Enfin, les CEM V A ou B ressemblent de près aux CEM III par rapport à leurs propriétés. Cependant, ils diffèrent du côté de leurs constituants.

La quantité élevée de granulats

Le béton est constitué en grande partie de granulats. Qu’ils soient naturels ou artificiels, il s’agit de grains minéraux dont les dimensions peuvent varier en fonction de la demande. Le granulat est indispensable pour la résistance du béton.

La durabilité du béton est ensuite influencée par le type de granulat utilisé. Parmi les différents types de granulats, on peut notamment citer le fillers, le sable, les graves, les gravillons et les ballasts. A noter que la classification des granulats s’effectue en fonction de leur dimension.

A titre d’information, si la quantité de granulats pouvant passer à travers un tamis de 6 mm est peu par rapport à ceux qui peuvent passer à travers un tamis de 10 mm, sa désignation est de 6/10.

L’ajout d’adjuvant

Au moment du malaxage du béton, il faut ajouter des adjuvants. Ce sont des produits chimiques qui sont additionnés à faible proportion dans le mélange. Les adjuvants ne représentent que 5% de la masse du béton.

Le rôle des adjuvants réside dans l’amélioration des caractéristiques du béton. On peut par exemple mentionner son intervention dans le temps de prise ou encore au niveau de l’étanchéité.

En fonction des caractéristiques voulues, les adjuvants sont disponibles en plusieurs variétés. On distingue ceux qui sont utiles pour la prise et le durcissement, pour l’ouvrabilité du béton, pour modifier les propriétés comme la quantité d’air, l’étanchéité et la pigmentation ou encore pour ajouter des produits de cure.

Le rôle de l’eau

L’eau exerce un rôle primordial dans la conception du béton. Lorsque le ciment est hydraté, ses capacités de liant se libèrent. L’eau facilite également le mélange de tous les éléments constituant le béton. Après, il sera plus facile de l’appliquer.

A noter qu’il est indispensable d’utiliser de l’eau propre. Il faut éviter les excès car les performances du béton peuvent diminuer sous l’effet d’un taux d’humidité élevé. En suivant le même ordre d’idée, le béton ne sera plus très résistant. Sa durée de vie va également diminuer.

L’origine et les caractéristiques des composants du béton

Pour comprendre davantage la composition du béton, il faut analyser en profondeur les caractéristiques et l’origine de ses constituants.

Les caractéristiques du ciment

Le ciment se compose principalement de clinker. Quant à ce dernier, il est composé de calcaire à 80% ainsi que de l’argile à 20%. Ces deux constituants sont obtenus à partir de l’extraction de carrières. Après plusieurs étapes de transformation, le mélange est désigné comme cru.

Il doit ensuite passer dans un four rotatif mesurant entre 60 et 90 m de longueur et 4 à 5 m de diamètre. Pour assurer un mélange homogène, le four est légèrement incliné. Puis, il tourne avec une vitesse entre 1 et 3 tours par minutes.

Le passage dans le four engendre plusieurs réactions chimiques. Il y a notamment la combinaison des constituants de l’argile avec la chaux qui provient du calcaire. Le mélange va créer des silicates et des aluminates de calcium.

Pour le ciment classique, c’est-à-dire le ciment Portland, le clinker est broyé dans un broyeur à boulets. Il faut ensuite ajouter du gypse de quantité inférieure à 5%. Pour les autres variétés de ciment, l’élément supplémentaire va dépendre de la qualité du ciment.

Quoi qu’il en soit, le ciment est composé de 4 éléments lorsqu’on parle de composition chimique. Il y a le silicate tricalcique C3S qui compose 55 à 65% du clinker. Son rôle est d’offrir la résistance du matériau lorsque le ciment est hydraté au jeune âge. Il agit durant les 4 premières semaines.

Nous avons ensuite le silicate bicalcique C2S qui représente 10 à 20% du clinker. Celui-ci développe la résistance du ciment sur le long terme. Son influence commence à partir de 4 semaines. Après, l’aluminate tricalcique C3A représente entre 8 et 10% du clinker. Son rôle est de donner la résistance du ciment à court terme, entre 1 et 3 jours.

Enfin, l’alumino-ferrite tétracalcique C4AF représente 6 à 9% du clinker. Il agit surtout au niveau de la teinte du ciment.

L’origine des granulats

Nous avons dit plus haut que les granulats peuvent être d’origine naturelle ou artificielle. Toutefois, ils peuvent aussi être fabriqués à partir d’un recyclage.

Premièrement, les granulats courants proviennent des roches meubles ou alluvionnaires. Ce sont les gravillons, les sables de rivière, les sables de dunes et les granulats de mer. L’origine des granulats courants peuvent ensuite être des roches dures provenant des roches massives. Il s’agit notamment des granulats calcaires, des granulats magmatiques comme les rhyolites, le granite, le basalte ou le gabbro, et les granulats métamorphiques comme l’amphibolique, le marbre et le quartzite.

En ce qui concerne les granulats légers, leur masse volumique est inférieure à 2 tonnes par m3. Ils trouvent leur utilité dans la fabrication du béton léger. L’origine de ces granulats peut être naturelle. Ce sont entre autres la pouzzolane, la pierre ponce, le bois et le liège.

Les granulats légers d’origine artificielle sont l’argile expansée, le schiste expansé, le laitier expansé, la vermiculite, la perlite et le polystyrène expansé.

Parlons maintenant des granulats lourds. Leur masse volumique est au-dessus de 3 tonnes par m3. En suivant le même ordre d’idée, ils sont utilisés pour concevoir le béton lourd. Ce dernier est de rigueur pour construire les ouvrages qui ont besoin d’être protégés contre les rayonnements ionisants. Il s’agit par exemple des salles de radiothérapie, des réacteurs de centre nucléaires ou encore des accélérateurs de particules.

Pour ceux qui sont d’origine naturelle, on peut citer la barytine, la magnétite et l’hématite. Il y a par la suite les variétés qui proviennent des sous-produits industriels tels que les riblons ou encore le grenaille de fonte.

Du reste, les granulats recyclés proviennent des matériaux minéraux qui ont subi des traitements tels que le concassage et le criblage. Ce type de granulat est destiné à la réalisation des couches de forme des chaussées et des remblais. Cependant, ils peuvent aussi s’ajouter à la composition du béton.

Les caractéristiques de l’eau pouvant être utilisée pour gâcher du béton

de l'eau qui coule sur un évier où l'eau stagne

Tout d’abord, il faut comprendre ce que veut dire l’eau de gâchage. Il s’agit de l’eau que l’on ajoute au béton au moment du malaxage. L’eau de gâchage occupe une grande partie du liquide se trouvant dans le béton. A noter que les granulats et les adjuvants peuvent également apporter de l’eau.

Par rapport aux caractéristiques de l’eau de gâchage, celle-ci doit suivre les dispositions générales mentionnées dans la norme européenne NF EN 1008. Par exemple, il est indispensable d’utiliser de l’eau propre qui ne contient pas d’impuretés nuisibles comme les matières organiques ou encore les alcalis.

Ainsi, les différents types d’eau pouvant être utilisés pour gâcher du béton sont l’eau potable issue du réseau, l’eau naturelle provenant des puits, de la rivière ou d’un étang et l’eau provenant du processus de fabrication du béton. Pour cette dernière catégorie, l’eau doit tout d’abord répondre aux exigences de la norme NF EN 1008.

Enfin, il est strictement interdit de se servir de l’eau de mer. Cette dernière peut causer des dégâts sur le béton armé. L’utilisation des eaux usées est également proscrite.

Les caractéristiques du sable

Même si le sable fait partie des granulats, celui-ci mérite d’être analysé séparément suite à son rôle dans la composition du béton. En effet, le sable trouve son rôle dans le remplissage du vide qui se crée après l’ajout du gravier.

Pour confectionner du béton, la variété de sable la plus courante peut suffire. Il s’agit du sable fin de type 0/2. Vous devez savoir que le sable est de couleur jaune. Cependant, cette teinte peut varier en fonction du gisement.

Dans certaines carrières, il est possible d’avoir du sable avec une couleur plus marquée. La teinte peut par exemple tirer vers l’ocre. Il existe par la suite des gisements qui offrent du sable plus clair allant vers le blanc. En outre, le béton est composé de sable avec une proportion de 1/3.

Quel est le dosage du béton ?

Il est important de marteler que la proportion des différents composants du béton change en fonction des circonstances. Il est par conséquent indispensable de connaitre le dosage du béton.

Le dosage du béton de fondation

Pour réaliser 1 m3 de béton pour la construction d’une fondation, il vous faut 350 kg de ciment, 800 kg de sable, 1 050 kg de graviers et 175 litres d’eau. En reportant ce dosage en pourcentage, le gravier représente 44% du béton alors que le sable représente 34%. Le ciment est dans l’ordre de 15%. Enfin, l’eau ne représente que 7% de l’ensemble.

Le dosage du béton pour faire du dallage

Dans la construction d’un dallage, le béton doit être constitué de 300 kg de ciment, 830 kg de sable, 1 100 kg de graviers et 155 litres d’eau. En pourcentage, le gravier représente 43% du béton. Le sable représente 31% alors que le ciment est de 17%. Pour ce qui est de l’eau, sa proportion est de 9%.

Le dosage pour le béton armé

Le béton armé est fabriqué à partir de 720 kg de sable, 400 kg de ciment, 980 kg de graviers et 195 litres d’eau. Rapporté au pourcentage, le gravier représente 43% du béton armé. Le sable est dans l’ordre de 31% tandis que le ciment est de 17%. Enfin, l’eau n’occupe que 9% du mélange.