Formulation des bétons
Le béton est un mélange de plusieurs constituants naturels.
Il comprend toujours :
- Un liant : le ciment, qui durcit en présence d’eau ;
- De l’eau : indispensable au durcissement du ciment et à la mise en œuvre du béton, mais attention, un excès d’eau diminue les résistances et la durabilité du béton.
- Des granulats : leur taille allant du sable au gravier, qui constituent le "squelette" du béton.
- Et éventuellement des adjuvants. (Ces constituants permettent de modifier les propriétés des bétons en fonction de leur usage).
Pour formuler un béton, on choisit d’abord :
- le type de granulats (les cailloux) et leurs dimensions
- puis le type de ciment (il existe une grande variété de types de ciment de caractéristiques et de performances différentes - en général on utilise 350 kg de ciment pour faire un m3 de béton)
- puis le volume d’eau (en général entre 130 et 150 litres pour 1 m3 de béton
- et enfin, éventuellement la quantité d’adjuvants (quelques kilos pour 1 m3 de béton).
Un m3 de béton pèse 2,5 tonnes.
A titre d’exemple, 1 m3 de béton est composé de 350 kg de ciment, de 700 kg de sable, de
1 200 kg de gravillons et de 150 litres d’eau.
La mise au point de la composition se fait soit à partir d’études graphiques, soit de façon expérimentale. Ces méthodes sont basées sur la recherche d’une compacité maximale du béton.
Ordre de grandeur des proportions des constituants d’un béton courant
| Constituants | Eau | Air | Ciment | Granulats | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Volume (%) | 14-22 | 1-6 | 7-14 | 60-78 | ||||
| Poids (%) | 5-9 | - | 9-18 | 63-85 |
L’optimisation de cette composition et son ajustement sont ensuite obtenus par des essais de compression sur éprouvettes.
La teneur en eau doit être strictement limitée au maximum compatible avec les exigences de maniabilité et d’hydratation du ciment. Le dosage en ciment a une influence directe sur les résistances mécaniques. Le rapport eau sur ciment (E/C) est compris entre 0,35 et 0,5.
La mise au point de la composition du béton doit tenir compte :
- des données du projet : caractéristiques mécaniques, dimensions de l’ouvrage, ferraillage…
- des données du chantier : matériel de mise en œuvre, conditions climatiques…
- des données liées aux propriétés souhaitées pour le béton : maniabilité, compacité, durabilité, aspect esthétique…