Le béton est un matériau de construction composé d'un liant, de sable et de charges qui, par durcissement, se transforme en pierre. Pas un seul chantier moderne ne peut se passer de béton, que ce soit la construction de gratte-ciel ou la création de chemins de jardin. En raison de ses propriétés et de sa durabilité, le béton a longtemps été utilisé par l'homme pour obtenir la conception de la forme et de la résistance nécessaires. Cependant, il y a une mise en garde: seul le béton correctement préparé répondra à toutes les exigences. Comment faire un béton non seulement fort, mais aussi durable? Allons au fond des choses et trouvons tous les détails pour préparer le bon mélange de béton.
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L'ingrédient le plus important est le ciment.
Dans le béton de toutes les marques, le ciment joue nécessairement un rôle de liant. Il existe de nombreuses variétés de ciments, tels que le ciment Portland, le ciment Portland de laitier, les ciments à durcissement rapide, etc. Ils diffèrent tous par la qualité de la reliure et les conditions d'utilisation du produit final. Le plus souvent, le ciment Portland est utilisé dans la construction. Tous les ciments utilisés dans la construction sont divisés en grades, indiquant la charge maximale du produit fini en mégapascals. En domestique - la lettre D et un chiffre indiquant le pourcentage d'impuretés sont encore ajoutés. Par exemple, le ciment Portland M400-D20 est un matériau dont le produit fini peut supporter une charge de 400 MPa, contenant jusqu'à 20% d'impuretés.
Données sur les qualités de ciments requises pour obtenir une qualité de béton donnée dans des conditions de durcissement normales:
Dans la fabrication de béton de haute qualité, 300 et plus, pour des raisons économiques, il est nécessaire d'utiliser une qualité de ciment supérieure de 2 à 2,5 fois supérieure à la qualité du béton.
Dans la construction domestique, le ciment Portland de la marque 400 est souvent utilisé - sa résistance est tout à fait suffisante à ces fins. Dans la construction industrielle, ils utilisent souvent des ciments de qualité 500 et, lorsque de lourdes charges sont attendues, des ciments spéciaux de haute qualité. Afin de calculer correctement les proportions de béton, vous devez disposer d'informations précises sur la marque et la qualité du ciment à partir duquel vous allez construire.
La fraîcheur est un autre aspect important: le ciment a une date de péremption et perd ses propriétés avec le temps. Le ciment frais est une poussière friable, sans grumeaux ni sceaux. Si vous voyez qu'il y a des morceaux denses dans la masse de ciment, vous ne devriez pas utiliser un tel ciment dans votre travail - il a absorbé l'humidité et a déjà perdu ses propriétés liantes.
Sand - ce qui se passe et ce qui est nécessaire
Le sable peut aussi être différent. De plus, le résultat final dépend directement de la qualité de ce composant.
Selon la distribution granulométrique, les sables sont divisés en:
Mince (moins de 1,2 mm).
Très petit (1,2 - 1,6 mm).
Petit (1,6 - 2,0 mm).
Moyen (1,9 - 2,5 mm).
Grand (2,5 - 3,5 mm).
Dans la fabrication du béton, tous les types de sable sont utilisés; cependant, s'il y a beaucoup de poussière ou de particules d'argile dans le sable, cela peut dégrader de manière significative les caractéristiques du mélange. Cela est particulièrement vrai pour le sable fin, qui contient un pourcentage important de poussière, qui ne convient pas à la préparation du béton et qui est utilisé dans les cas les plus extrêmes.
Comment préparer un béton de bonne qualité, et en même temps ne pas mal calculer avec le sable? C'est simple - vous devez utiliser du sable de mer ou de rivière - ce sont les matériaux de construction les plus purs qui ne portent pas de particules de poussière ni d'argile. Il faut veiller à ce que le sable soit propre et exempt de contaminants organiques.Le sable de carrière peut être très sale - il n'est souvent pas utilisé sur un chantier de construction sans préparation préalable, y compris le lavage et la décantation. Il peut également contenir beaucoup de débris organiques - les racines, les feuilles, les branches et l'écorce des arbres. Si de telles impuretés pénètrent dans le béton, il peut apparaître des vides dans l'épaisseur, ce qui peut nuire à la résistance.
Un autre paramètre important à prendre en compte est l'humidité du sable. Même les matériaux d'apparence sèche peuvent contenir jusqu'à 2% d'eau et humides, tous les 10%. Cela peut perturber les proportions du béton et entraîner une diminution de la résistance dans le futur.
La pierre concassée et le gravier sont les agrégats les plus populaires pour le béton
La charge principale pour le béton de toutes les qualités est la pierre concassée ou le gravier - la pierre concassée. Le plus souvent utilisé pierre concassée. Il est également divisé en fractions et présente une surface rugueuse et inégale. Lors du choix de la composition du béton, il convient également de prendre en compte le fait que les cailloux de mer ou de rivière ne peuvent remplacer la pierre concassée, car une surface lisse polie à l'eau altère considérablement l'adhérence de la pierre au reste des composants du mélange.
La pierre concassée est divisée en les fractions suivantes:
Très petit - 3 - 10 mm.
Petit - 10 - 20 mm.
Moyen - 20 - 40 mm.
Grand - 40 - 70 mm.
Pour que votre béton dure pendant de nombreuses années et ne s'effondre pas, il convient de rappeler que la taille maximale des pierres dans le gravier ne doit pas dépasser 1/3 de l'épaisseur minimale du futur produit.
Ils prennent également en compte un indicateur tel que le vide de la charge - la quantité d'espace vide entre les pierres de pierre concassée. Son calcul est simple: prenez un seau de volume connu, remplissez-le de gravier sur les bords et versez-y de l'eau d'une capacité mesurée. Sachant combien de fluide est entré, nous pouvons calculer le vide des décombres. Par exemple, si 4 litres d'eau entrent dans un seau de gravier de 10 litres, le vide de ce gravier est de 40%. Plus le vide de la charge est faible, plus la consommation de sable et, surtout, de ciment est faible.
Pour maximiser le remplissage des vides, diverses fractions de pierre concassée doivent être utilisées: petite, moyenne, grande. Il convient de noter que la fraction fine doit représenter au moins 1/3 du volume total de la pierre concassée.
En plus des gravats de granit et du gravier, en fonction de l'utilisation du béton, on utilise de la claydite, du laitier de haut fourneau, ainsi que d'autres charges d'origine artificielle. Pour le béton léger, on utilise des copeaux de bois et de la mousse de polystyrène broyée. Pour béton ultra-léger - gaz et air. Cependant, la création de béton léger et ultraléger pose de nombreuses difficultés et il est peu probable qu'il soit possible de produire correctement un tel produit en dehors de l'atelier industriel.
En fonction de la densité, tous les granulats pour béton sont divisés en poreux (<2000 kg / m3) et dense (> 2000 kg / m3) De plus, n'oubliez pas que les charges naturelles ont un faible rayonnement de fond, inhérent à toutes les roches granitiques. Bien sûr, il ne s'agit pas d'une source de pollution par rayonnement, mais il convient néanmoins de rappeler une propriété de la pierre naturelle en tant que charge de béton.
Eau - exigences pour la préparation du béton
L'eau n'est pas un élément moins important que le ciment ou le sable. Une simple vérité peut être prise comme règle: toute eau propre à la consommation humaine convient également au malaxage du béton. En aucun cas, vous ne pouvez utiliser de l'eau provenant d'une source inconnue, des eaux usées après la production, des marais et autres eaux dont vous n'êtes pas sûr. La composition chimique et d'autres indicateurs de l'eau peuvent grandement affecter les caractéristiques de résistance du béton fini.
Tableau n ° 1. Consommation d’eau (l / m3) avec différents grains de charge:
| Niveau de ductilité du béton | Gravier | Pierre concassée | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 mm | 20 mm | 40 mm | 80 mm | 10 mm | 20 mm | 40 mm | 80 mm | |
| Très ductile | 215 | 200 | 185 | 170 | 230 | 215 | 200 | 185 |
| Plastique moyen | 205 | 190 | 175 | 160 | 220 | 205 | 190 | 175 |
| Faible ductilité | 195 | 180 | 165 | 150 | 210 | 195 | 180 | 165 |
| Pas de plastique | 185 | 170 | 155 | 140 | 200 | 185 | 170 | 155 |
Il est important de se rappeler que le calcul de la composition du béton inclut toute l’humidité présente dans les matériaux de construction avant de les mélanger. Si, par exemple, vous avez prévu d'utiliser du laitier de haut fourneau comme charge, sa teneur en humidité est également importante. En fait, il s'agit d'un "excès" d'eau, difficile à prendre en compte, mais qui gâte simplement la solution finale.
Un autre indicateur important dépend de la quantité d'eau: la plasticité du béton fini. Pour obtenir du béton plastique, de l'eau doit être ajoutée strictement selon la norme. Dépasser les normes requises est également préjudiciable, de même que le manque d'eau: le béton est stratifié et perd de sa qualité. Lors du malaxage du béton, la plasticité du béton est déterminée par "l'œil". Si le béton glisse spontanément d'une pelle à baïonnette située à l'horizontale, il est considéré comme très plastique. S'il glisse d'une pelle avec une légère pente, le béton est considéré comme du plastique moyen. Si le béton ne glisse pas, même avec une pelle inclinée, il est considéré comme légèrement plastique. Lorsque le béton repose sur une pelle avec un tubercule, il n'est pas considéré comme du plastique. Il est impossible de rendre le béton trop liquide car il perd ses qualités.
Force et qualité du béton
La marque concrète est la capacité du produit fini à supporter une charge de 1 cm2 sans dommage. La marque de béton est déterminée le 28ème jour après sa fabrication. Le fait est que le béton gagne sa force le plus rapidement en 7 jours. Pendant ce temps, il peut gagner jusqu'à 40% de force. Après 7 jours, une bonne dose de force dure jusqu'à 28 jours. Après 28 jours, l’ensemble de forces diminue brusquement mais se poursuit pendant un certain temps.
Le graphique de l'ensemble de la résistance du béton, dans des conditions normales.
Comment calculer la composition du béton
Afin de calculer correctement la composition du béton, il est important de disposer de certaines données.
Ceux-ci comprennent:
- La qualité requise du béton;
- La plasticité souhaitée du mélange;
- Marque de ciment;
- Données sur la distribution granulométrique du sable et du gravier.
Il existe deux manières de calculer la composition du béton: par le rapport pondéral du ciment, du sable et du gravier et par le rapport volumique de ces matériaux. Et dans le premier et le deuxième cas, le ciment est toujours considéré comme une unité (pour une partie) et tous les autres composants du mélange de béton comme une partie du poids ou du volume de ciment.
Calcul de la composition du béton en poids
Nous allons calculer la composition pour obtenir un béton de ductilité moyenne, dont le degré de résistance pendant 28 jours sera M200.
Supposons que nous ayons:
- Ciment Portland M400;
- Pierre concassée de la fraction moyenne;
Pour commencer, nous devons déterminer le rapport eau / ciment (W / C). W / C est la proportion du poids de l'eau et du ciment, qui est nécessaire pour la préparation du béton d'une certaine résistance. Cet indicateur est déterminé par des formules ou de manière empirique. Nous proposons les valeurs H / C déjà trouvées, qui sont rassemblées dans un tableau.
Tableau n ° 2. Valeurs V / C pour différentes qualités de béton.
| Timbres ciment | Grades de béton | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | ||
| 300 | 0,75 | 0,65 | 0,55 | 0,50 | 0,40 | - | |
| 0,80 | 0.70 | 0.60 | 0.55 | 0.45 | - | ||
| 400 | 0,85 | 0,75 | 0,63 | 0,56 | 0,50 | 0,40 | |
| 0,90 | 0,80 | 0,68 | 0,61 | 0,55 | 0,45 | ||
| 500 | - | 0,85 | 0,71 | 0,64 | 0,60 | 0,46 | |
| - | 0,90 | 0,76 | 0,69 | 0,65 | 0,51 | ||
| 600 | - | 0,95 | 0,75 | 0,68 | 0,63 | 0,50 | |
| - | 1 | 0,80 | 0,73 | 0,68 | 0,55 | ||
 - indicateurs de gravier. - indicateurs pour la pierre concassée. |
|||||||
Connaissant la marque de béton nécessaire et la marque de ciment utilisée, on retrouve la valeur de V / C. Dans ce cas, il sera 0,63.
Nous trouvons maintenant dans le tableau 1 la quantité d’eau nécessaire pour obtenir un béton de ductilité moyenne, d’une taille de pierre concassée de 40 mm. En conséquence, nous obtenons la valeur de 190 l / m3.
Après cela, nous pouvons calculer la quantité de ciment dont nous avons besoin par mètre3 béton Pour cela, 190 l / m3 divisez par 0,68 et obtenez 279 kg. ciment. Dans le tableau n ° 3, nous trouvons les proportions du mélange de béton pour les nuances de béton requises M200 et C400.
Tableau n ° 3. Rapports pondéraux ciment, sable et gravier.
| Béton | Marques de ciment Portland | |
|---|---|---|
| 400 | 500 | |
| Proportions en poids, ciment: sable: gravats |
||
| 100 | 1 : 4,6 : 7,0 | 1 : 5,8 : 8,1 |
| 150 | 1 : 3,5 : 5,7 | 1 : 4,5 : 6,6 |
| 200 | 1 : 2,8 : 4,8 | 1 : 3,5 : 5,6 |
| 250 | 1 : 2,1 : 3,9 | 1 : 2,6 : 4,5 |
| 300 | 1 : 1,9 : 3,7 | 1 : 2,4 : 4,3 |
| 400 | 1 : 1,2 : 2,7 | 1 : 1,6 : 3,2 |
| 450 | 1 : 1,1 : 2,5 | 1 : 1,4 : 2,9 |
Le rapport C: P: SC sera de 1: 2,8: 4,8. Si le ciment nécessite 279 kg, alors 279 × 2,8 = 781 kg. sable et 279 × 4,8 = 1339 kg. pierre concassée Total, il s'avère que pour la préparation de 1 m3 béton de ductilité moyenne et de nuance M200 de ciment Portland M400 et de pierre concassée de fraction moyenne, il est nécessaire:
279 kg ciment.
781 kg. sable.
1339 kg. pierre concassée
190 l de l'eau
À la maison, un seau de 10 litres est souvent utilisé pour mesurer divers matériaux en vrac. Pour faciliter la mesure des matériaux, nous fournirons des données sur la masse d’un matériau particulier contenu dans un seau de 10 litres:
- Ciment - 13 - 15 kg, selon le joint.
- Sable - 14 - 17 kg, en fonction de l'humidité.
- Pierre concassée ou gravier - 15 à 17 kg, selon la taille de la fraction.
Il faut comprendre que la méthodologie de ce calcul est légèrement inférieure à celle utilisée dans la construction de grandes installations, mais elle est bien meilleure que le principe: donner plus de ciment pour devenir plus fort.
En plus d'appliquer des proportions en poids, des proportions de la composition du béton en volume sont également utilisées. Cependant, cette méthode est moins précise.
Tableau n ° 4. Rapports volumétriques du ciment, du sable et de la pierre concassée pour du béton de différentes qualités:
| Marque de ciment Portland | Béton | Proportions par volume, l | Volume de béton, l, à consommation de 10 litres. ciment | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Ciment | Le sable | Pierre concassée | |||
| 400 | 100 | 1 | 4,1 | 6,1 | 78 |
| 150 | 1 | 3,2 | 5,0 | 64 | |
| 200 | 1 | 2,5 | 4,2 | 54 | |
| 250 | 1 | 1,9 | 3,4 | 43 | |
| 300 | 1 | 1,7 | 3,2 | 41 | |
| 400 | 1 | 1,1 | 2,4 | 31 | |
| 450 | 1 | 1,0 | 2,2 | 29 | |
| 500 | 100 | 1 | 5,3 | 7,1 | 90 |
| 150 | 1 | 4,0 | 5,8 | 73 | |
| 200 | 1 | 3,2 | 4,9 | 62 | |
| 250 | 1 | 2,4 | 3,9 | 50 | |
| 300 | 1 | 2,2 | 3,7 | 47 | |
| 400 | 1 | 1,4 | 2,8 | 36 | |
| 450 | 1 | 1,2 | 2,5 | 32 | |
| La quantité d'eau n'est pas indiquée et dépend de la consistance et de la plasticité requises pour le béton. | |||||
Comment mélanger le béton
Il existe à la fois une méthode de malaxage manuel et une méthode mécanisée, à l'aide de bétonnières et de malaxeurs.
Manière manuelle de mélanger le béton
Considérons la méthode manuelle de pétrissage, la plus populaire dans la construction de maisons. Pour un mélange correct du mélange, il faut un récipient dans lequel tous les composants seront mélangés. Cela peut être une boîte de conserve ordinaire ou un récipient spécialement assemblé. On y verse tout le sable nécessaire au pétrissage et du ciment dans le sillon au milieu. Après avoir soigneusement mélangé le sable au ciment, jusqu'à l'obtention d'une masse grise homogène. Ensuite, le matériau résultant est humidifié avec de l'eau et à nouveau bien mélangé. La pierre concassée est ajoutée plus tard et le mélange est mélangé jusqu'à ce que la solution recouvre chaque pierre de la charge. Dans le même temps, de l'eau est ajoutée petit à petit, dont la quantité dépend de la plasticité requise. Lorsque le mélange devient homogène et que toutes les pierres de la charge sont recouvertes de mortier, le béton est prêt à être posé.
Avec la méthode manuelle de malaxage, il y a un point important, à savoir la rapidité de la pose du béton. Même avec un léger retard, le béton dans l'auge peut se délaminer (il ressemble à de l'eau qui dépasse du dessus) et perdre certaines de ses propriétés. Par conséquent, il est important de poser rapidement du béton dans le coffrage.
La meilleure option pour la préparation du béton serait une méthode mécanique de malaxage à l'aide d'un malaxeur à béton. Les avantages de cette méthode seront d'obtenir un mélange homogène garanti et un béton de haute qualité.
Mélange de béton dans une bétonnière
Pour le malaxage dans une bétonnière, le ciment est d'abord versé et un minimum d'eau est versé. Après avoir obtenu une émulsion homogène, du sable est ajouté au mélangeur en fonction du rapport de proportion. Ensuite, la solution intervient en ajoutant la quantité d’eau requise. Après avoir reçu la solution, le produit de remplissage peut être versé dans le malaxeur à béton.
L'avantage de la méthode de mélange mécanique sera que le béton ne se sépare pas et peut rester dans un malaxeur rotatif jusqu'à une heure sans perdre ses propriétés. Cependant, le malaxeur ne doit pas être placé loin du lieu de pose afin d'éviter toute perte de propriétés du béton lors de la livraison.
En suivant ces règles simples, vous obtiendrez un matériau de structure fiable, qui deviendra plus fort au fil des ans!
