La composition du béton

Le béton est un matériau de construction très solide composé d’éléments spécifiques (la composition du béton) qui donnent une certaine caractéristique aux sols.

C’est un matériau qu’utilisent généralement les constructeurs pour revêtir les sols et les surfaces.

À l’origine, le béton s’utilisait de façon classique, avec les mêmes composantes de base et pour pratiquement les mêmes usages.

Cependant, les demandes des industriels et des multiples utilisateurs de béton ayant augmenté, la technologie du béton a évolué aujourd’hui grâce aux investigations de plusieurs chercheurs, artisans et utilisateurs.

Ainsi, le béton classique ne s’impose plus à tous les ouvrages, mais on le retrouve en une diversité de déclinaisons destinées à procurer des ouvrages spéciaux et uniques.

Quelles sont les différentes formulations du béton?
Quelle est sa composition?

Les réponses à ces questions sont développées dans cet article. Lisez-le pour en savoir plus sur le béton.

Formulation du béton

Le béton est obtenu grâce à trois éléments basiques que sont :

  • l’eau;
  • le granulat (le sable et le gravier);
  • le ciment.

En effet, les bétons actuels, très diversifiés ont des propriétés qui varient considérablement.

C’est cette diversité qui explique les nombreux principes de formulation de béton qui existent aujourd’hui.

La formulation du béton se base généralement sur les principales propriétés demandées au béton et les propriétés secondaires recherchées.

En parlant de propriétés primaires et secondaires, il faut juste comprendre que la formulation de béton se fait en fonction de chaque type de béton.

Composition du béton
Composition du béton

Différents types de béton

Comme dit plus haut, la technologie du béton a connu une grande expansion aujourd’hui au point de proposer plusieurs types de bétons qui s’ajoutent à la classe du béton traditionnel.

Ces catégories de bétons présentent une diversité de propriétés qui confèrent aux sols différentes caractéristiques selon le cas.

Ainsi, existe-t-il:

  • les bétons prêts à l’emploi (BPE) qui sont fabriqués directement dans une centrale à béton;
  • le béton armé alliant les propriétés de l’acier et les mécaniques du béton;
  • le béton fibré dans lequel sont intégrées des fibres métalliques ou synthétiques;
  • le béton précontraint qui intervient généralement pour les grands usages (gros ouvrages comme la construction des routes, des ponts, etc.);
  • les bétons haute performance qui confèrent de grandes caractéristiques aux sols sur lesquels ils sont appliqués (meilleures résistance, fluidité, etc.);
  • le béton projeté qui est diffusé avec une grande vitesse sur les surfaces et qui peut être fait par voie humide ou sèche;
  • les bétons auto compactant, auto nivelant et auto plaçant qui sont stables, homogènes et fluides, et qui ont la capacité d’être coulés sans défauts et de maintenir leur fluidité pendant longtemps ;
  • les bétons caverneux, poreux et drainants qui ont des vides entre les éléments granulaires (à l’état durci);
  • le béton fondu qui résiste fortement à l’usure, aux fortes températures et à tout élément agressif de l’environnement;
  • le béton décoratif qui est une classe de béton tendance qui confère une certaine originalité aux ouvrages (béton ciré,béton désactivé, coloré, lisse, etc.).
  • La formulation d’un béton se fait généralement en trois étapes principales, à savoir:

    • la définition d’une formule prévisionnelle (formule théorique);
    • l’optimisation du mélange;
    • la validation du mélange.

    Définition de la formule théorique

    Cette étape consistera à déterminer en premier la composition du béton. Pour ce faire, il faudra choisir les constituants du béton.

    Il faut ensuite évaluer les différentes proportions des constituants et faire une optimisation du squelette granulaire.

    Le squelette granulaire dont vous devez disposer pour faire le béton doit être assez important et consistant.

    Formulation du béton
    Formulation du béton

    Optimisation des éléments entrant dans la composition du béton

    C’est l’étape de la formulation du béton qui consistera à:

    • étudier la compatibilité entre le ciment et les adjuvants;
    • ajuster si nécessaire la quantité de la pâte et des adjuvants intégrés;
    • vérifier le comportement rhéologique du béton frais;
    • étudier la sensibilité du mélange aux variations des dosages des éléments entrant dans la composition du béton;
    • étudier la sensibilité de la formule vis-à-vis de la température ambiante.

    Validation de la formule

    C’est l’étape ultime de la formulation du béton qui consiste après les différentes études de sensibilité à vérifier à nouveau le comportement rhéologique du béton (à l’état frais), les caractéristiques relatives à sa viabilité et si possible certaines spécifications complémentaires comme l’aspect de parement par exemple.

    Les composants du béton

    Quel que soit le type de béton à réaliser, les éléments entrant dans sa composition sont principalement le ciment, l’eau et les granulats comme évoqués plus haut.

    En effet, le ciment est un matériau en poudre très fine de couleur blanche ou grise. Il contient des propriétés qui lui permettent de durcir au contact de l’eau.

    C’est l’élément qui constitue le liant indispensable du béton en ce sens qu’il favorise la cohésion des composantes. Il n’est donc pas à confondre avec le béton même.

    Il existe sur le marché plusieurs variétés de ciment telles que le ciment Portland (le plus commun contenant 80 % de calcaire et 20 % d’argile), le ciment de haut fourneau, etc.

    La quantité du ciment à utiliser dans la formulation du béton est souvent limitée en raison de son coût très élevé par rapport aux autres constituants.

    Son dosage varie souvent entre 250 et 400 kilogrammes par mètre cube en fonction de l’usage qu’on veut en faire.

    Quant à l’eau, elle joue un double rôle dans la composition du béton, car:

    • elle hydrate le ciment (à 25 %);
    • elle apporte la fluidité espérée (à 75 %).

    L’eau qui entre dans la composition du béton doit être dosée à 120 litres au moins et 200 litres au plus par mètre cube de béton, car tout excédent pourrait jouer sur le résultat final (en termes de résistance).

    Le granulat est constitué de graviers et de sable qui sont des grains minéraux de petite, moyenne et grande taille.

    Ce sont ces deux éléments qui donnent en grande partie au béton son caractère résistant.

    Étant donné qu’ils ne sont pas aussi onéreux que le ciment, leur utilisation n’est pas si limitée.

    Pour un mètre cube par exemple, il est possible d’utiliser du granulat allant de 1 400 à 1 600 kilogrammes. Le granulat occupe donc la majorité du volume.

    Autres éléments entrant dans la composition du béton

    Il existe plusieurs autres éléments qui entrent dans la composition du béton et qui lui procurent d’autres caractéristiques.

    Il s’agit:

    • des adjuvants (produits liquides qu’on ajoute aux constituants de base afin d’améliorer les caractéristiques du béton à l’état frais ou durci);
    • les ajouts (fibres, colorants ou tout autre produit supplémentaire pouvant améliorer les propriétés du béton);
    • les additions (filler, laitiers, cendres, fumées) dont les propriétés permettent d’augmenter le volume de la pâte et de combler les petits vides.

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