De quoi est composé le béton ?

1. EAU

L’élément le plus important pour commencer est le rapport eau-ciment (E/C).

Il y a près de 100 ans, Duff Abrams a découvert la relation directe entre le rapport eau-ciment et la résistance – moins on utilise d’eau, plus la résistance du béton est élevée, car trop d’eau laisse beaucoup de pores dans la partie pâteuse du béton.

Pour la plupart des applications, le rapport eau/ciment doit se situer entre 0,4 et 0,5 – plus il est faible, plus la perméabilité est faible et plus la résistance est élevée. La contrepartie, bien sûr, est la facilité de mise en place, car une très faible teneur en eau donne des mélanges très rigides qui sont difficiles à mettre en place.

Il est important de regarder au-delà du rapport eau/consommation pour les dalles et les planchers. Pat Harrison a écrit un article remarquable dans “Concrete International” sur le mélange idéal pour les dalles. Dans cet article, il fait remarquer qu’un faible rapport E/C “peut augmenter la résistance et améliorer la durabilité, mais il est peu probable qu’il réduise le retrait”.

Il recommande de réduire la teneur totale en eau et même la teneur en ciment pour réduire le retrait, même si cela signifie que le rapport E/C dépasse 0,5. Bien que cet article ait été écrit spécifiquement pour les sols industriels, sa sagesse s’applique également aux sols décoratifs.

2. GRANULATS

Le granulat est l’autre ingrédient principal du béton, mais il est souvent négligé. Pourtant, avec notre objectif de réduire le retrait, le granulat devient essentiel. 

Pour réduire le retrait, nous devons réduire la quantité totale de pâte de ciment dans le mélange – le granulat ne se rétracte pas. Pour réduire la pâte de ciment, nous devons minimiser les espaces entre les particules de granulats.

Cela est accompli avec un mélange de granulats “bien calibrés” qui commence avec la plus grande taille de granulats possible – idéalement 1 ½ pouces, bien qu’il doive être inférieur à 1/3 de l’épaisseur de la dalle et que peu d’entrepreneurs d’estampillage voudront estampiller un mélange avec des granulats aussi grands. “Je spécifie ¾ de pouce”, dit Bob Harris du Decorative Concrete Institute. “La plupart de nos mélanges à estamper se situent quelque part autour de ½ pouce de granulat de taille supérieure, mais si nous coulons du béton épais, nous pouvons estamper avec succès ¾ pouce ou de la pierre.”

Indépendamment de la plus grande taille du granulat, nous voulons avoir des granulats de toutes les tailles. Lorsque les granulats sont évalués, ils sont passés dans une série de tamis pour déterminer la distribution des tailles. La répartition classique consiste à avoir entre 8 % et 18 % du total des granulats sur chacun des tamis standard. Un mélange bien calibré, par opposition à un mélange plus traditionnel de type gap-graded, aura moins de ciment et moins de retrait.

3. ADJUVANTS

Les adjuvants sont l’autre ingrédient principal du béton moderne et le plus important est l’adjuvant entraîneur d’air. Tout béton qui sera exposé au gel-dégel et aux sels de déglaçage doit contenir de l’air afin d’éviter l’écaillage de la surface et même la rupture complète du béton. 

Dans les zones fortement exposées, la teneur en air doit varier de 7,5 % pour un granulat de 3/8 de pouce maximum à 5,5 % pour un granulat de ½ pouce (généralement avec une tolérance de plus ou moins 1 %).

Comme indiqué précédemment, un peu d’air est bénéfique pour tous les bétons, car il améliore la maniabilité et réduit ou même élimine le ressuage – bien que cela puisse ne pas être un avantage avec les durcisseurs de couleur. Faites attention à ne pas spécifier de l’air, cependant, pour les sols intérieurs à truellage dur. La truelle dure scelle la surface et peut provoquer l’accumulation d’air sous une fine couche de surface, ce qui entraîne la formation de cloques sur la surface.

Un autre adjuvant très utile est le réducteur d’eau. Ils existent en plusieurs gammes, la gamme supérieure étant souvent appelée superplastifiant. Les réducteurs d’eau peuvent être utilisés pour maintenir un affaissement spécifique avec moins d’eau – en réduisant la teneur en eau jusqu’à 30 % ou même en transformant le béton en béton autoconsolidant (BAC) qui a une consistance de soupe très utile pour les murs décoratifs détaillés ou lorsque vous voulez que le béton s’écoule facilement autour des objets encastrés ou de l’acier d’armature congestionné. 

Les retardateurs et les accélérateurs sont également des adjuvants utiles, en particulier lorsqu’il s’agit de gérer les variations du temps de prise dues à des températures froides ou chaudes. Une technique que tout entrepreneur en décoration devrait connaître est le retardateur de prise. Il s’agit d’ajouter un retardateur sur le chantier pour empêcher le béton de prendre si rapidement qu’il devienne trop difficile à estamper.

4. MATÉRIAUX CIMENTAIRES SUPPLÉMENTAIRES

Les matériaux cimentaires supplémentaires (MCS), également appelés pouzzolanes, constituent le dernier ingrédient de nombreux mélanges de béton d’aujourd’hui. Ces matériaux comprennent les cendres volantes, le ciment de laitier (parfois appelé laitier granulé broyé de haut fourneau ou ciment de laitier), la fumée de silice et le métakaolin. Les ajouts cimentaires sont utilisés pour remplacer le ciment, et comme ils ont une très petite taille de particule, ils réduisent la perméabilité du béton, ce qui est une bonne chose.

Les cendres volantes sont les ajouts cimentaires les plus courants et améliorent la finition, bien qu’elles aient tendance à ralentir le temps de prise, surtout par temps froid. Les ajouts cimentaires peuvent être utilisés pour remplacer jusqu’à 40 % du ciment dans un mélange. Le laitier et le métakaolin éclaircissent la couleur du béton, ce qui peut être bénéfique pour les bétons de couleur intégrale. Le métakaolin contribue également à réduire le risque d’efflorescence.