Comment faire les bons dosages du béton selon son utilisation ?

Le dosage ciment eau gravier sable standard pour obtenir 1 m3 de béton classique est de 250 kg de ciment, 1200 kg (soit 730 L) de gravier, 800 kg (soit 550 L) de sable et 125 L d’eau.


Mais comme tous les matériaux de construction composites, la fabrication du béton est le résultat d’un mélange entre différents composants dont la nature et les proportions peuvent varier selon les caractéristiques recherchées. Sa composition s’effectue donc en fonction des besoins liés à son utilisation (fondation, dalle, poteaux, poutre, scellements, etc.).

LES COMPOSANTS DU BÉTON

De manière générale, les principaux composants que l’on retrouve dans la production de béton sont les suivants :

Le liant hydraulique

Le liant hydraulique est un produit généralement présenté sous la forme de ciment qui durcit au contact de l’eau en immobilisant les masses solides qui l’enveloppent. Il est capable d’exercer cette réaction chimique sous l’eau. Il existe plusieurs moyens d’obtenir un liant hydraulique, ces méthodes ont évolué et se sont perfectionnées dans le temps :

  • la chaux hydraulique à l’origine découvert par les romains vers le Ier siècle après J.-C a été perfectionné durant la révolution industrielle notamment en portant sa composition à haute température. Ce liant est obtenu par cuisson de calcaire argileux.
  • le Ciment Portland Artificiel est le résultat du broyage d’une roche naturelle argilo-calcaire, à laquelle on ajoute du gypse.
  • l’Ecocem est un liant hydraulique nouvelle génération réalisé grâce à la valorisation de matériaux secondaires issus des hauts-fourneaux. Il est utilisé dans la fabrication de béton écologique.

Les agrégats

Les liants hydrauliques permettent d’agglomérer des substances variées appelées granulats ou agrégats. Ces particules peuvent apporter des caractéristiques différentes au béton selon leur nature et leur quantité. On distingue principalement deux sortes d’agrégats :

  • le sable de rivière (en eau douce uniquement) à granulométrie contrôlée (0,6 mm).
  • le gravier extrait du lit des rivières ou obtenu par concassage de la pierre. Il est en général calibré de 6,3 à 25 mm de diamètre, selon les normes NF.

À noter enfin que le béton allégé est obtenu en remplaçant le sable et le gravier par des billes de polystyrène.

Le béton de A à Z

Élément indispensable, l’eau

L’eau est l’un des constituants majeurs , si ce n’est le plus important, dans la fabrication de béton (c’est aussi valable pour d’autres matériaux de l’éco-construction). Cette eau doit être claire et dépourvue de toutes particules. Elle va avoir deux rôles indispensables à jouer :

  • elle permet de déclencher la réaction chimique du ciment en le transformant en colle, puis en le solidifiant.
  • elle offre au mélange ciment-sable-graviers une certaine homogénéité et donc maniabilité.

Si le fait d’ajouter de l’eau dans le béton permet de faciliter son coffrage et évite de devoir trop le vibrer ou le tirer, l’ajout d’eau en excès impactera la résistance du béton qui risquera de ne plus résister aux charges.

Les adjuvants

Les adjuvants sont des produits chimiques qui sont ajoutés dans la composition de certains type de béton afin d’obtenir des caractéristiques particulières. L’ajout de ces additifs est en général inférieur à 5 % de la masse du ciment. On dénombre plusieurs types d’adjuvants dont voici les plus connus :

  • les accélérateurs pour un durcissement du béton plus rapide.
  • les retardateurs de prise pour les conditions de mise en place difficiles, notamment lorsque le durcissement du béton doit attendre que la coulée soit entièrement terminée.
  • les entraîneurs d’air pour incorporer de minuscules bulles d’air dans le béton afin de réduire les dommages au cours des cycles de gel-dégel et augmenter sa durabilité. Mais l’air entraîné diminue également la résistance du béton (1 % d’air entraîné peut diminuer la résistance en compression de 5 %).
  • les plastifiants et superplastifiants augmentent la maniabilité du béton frais afin qu’il soit mis en place plus facilement. Ils peuvent aussi être utilisés pour diminuer la teneur en eau du béton, ce qui améliore sa résistance et sa durabilité.
  • les pigments sont utilisés à des fins esthétiques afin de colorer le béton.

Conseils pour réaliser votre béton

Il est possible de réaliser son béton grâce à deux techniques différentes. Chacune d’elles nécessite des précautions particulières.

Le gâchage manuel

Pour les petits volumes, vous pouvez réaliser votre béton à la main. Commencez par mélanger le ciment (référence : fabrication du ciment), le sable et le gravier à sec. Pour cela, faites un petit tas de ce mélange et déplacez-le simplement plusieurs fois à l’aide d’une pelle ronde de maçon. Les composants se mélangeront tout seul.

 

Une fois l’ensemble bien homogène, incorporez l’eau petit à petit. Évitez de trop mouiller la composition car le béton perdrait en résistance. Si votre sable est trop humide n’hésitez pas à réduire la quantité d’eau. Enfin, si le temps est particulièrement chaud, pensez à humidifier votre support.

 

Sachez que le volume d’un seau de maçon est de 10 ou 11 L et qu’une pelle ronde de maçon standard (27 cm) permet de déplacer environ 5 L de granulat. Voici deux possibilités de dosage de béton pour un sac de 35 kg de ciment :

 

140 L de béton standard dosé à 250 kg/m3 100 L de béton standard dosé à 350 kg/m3
1 sac de 35 kg de ciment 1 sac de 35 kg de ciment
75 L de sable (7 seaux de maçon ou 15 pelles ronde de maçon) 50 L de sable (4,5 seaux de maçon ou 10 pelles ronde de maçon)
100 L d’agrégats ou gravier (9 seaux ou 20 pelles) 70 L d’agrégats ou gravier (6 seaux ou 14 pelles)
17,5 L d’eau 17,5 L d’eau

Utiliser une bétonnière

La capacité de malaxage d’une bétonnière correspond environ à 80 % du volume total de la cuve. Il est important de respecter les proportions selon cette capacité afin d’obtenir toujours le même mélange pour l’ensemble de votre ouvrage.

Voici les étapes clés de cette méthode :

  • Mettre en marche la bétonnière,
  • Versez à l’intérieur le gravier, la moitié du sable et environ la moitié de l’eau nécessaire,
  • Quand le gravier et le sable sont uniformément mouillées et mélangés, ajoutez le ciment,
  • Ajoutez après quelques instants le reste du sable,
  • Versez progressivement le reste de l’eau,
  • Laissez tourner la bétonnière jusqu’à obtenir une consistance onctueuse, humide en surface et peu huileuse,
  • Versez le béton dans une brouette, des seaux ou directement sur votre ouvrage et utilisez-le rapidement,
  • Orientez la cuve de la bétonnière vers le bas pour la vider complètement de son contenu et lavez la à grande eau,
  • Pour les petites quantités de béton à faire, vous pouvez utiliser des sacs de mélange à béton.
  • Voici les dosages à respecter pour obtenir 3 m3 de béton à 350 kg/m3 avec une bétonnière d’une capacité de malaxage de 130 L :
Pour une dalle en béton de 3 m3 à 350 kg/m3, il faut … … et effectuer 30 gâchées, chacune composée de :
1 050 kg de ciment, soit 30 sacs de 35 kg 1 sac de ciment de 35 kg
1 585 L ≈ 1,6 m3 de sable gros 0/8, soit 2 300 kg 50 L de sable gros 0/8, soit 5 seaux de 10 L
2 090 L ≈ 2 m3 de graviers 8/20, soit 3 500 kg 70 L de gravier 8/20, soit 10 seaux de 10 L
525 L d’eau 22,1 L d’eau, soit un peu plus de 2 seaux de 10 L

Si votre bétonnière a une capacité de malaxage de 280 L, le nombre de gâchées passera à 11.

Dosage par applicatif

Le béton est un matériau qu’il est possible d’adapter en fonction des besoins. Les dosages du béton varient et lui confèrent des caractéristiques différentes en fonction des quantités et de la nature de ces composants. Les applications sont nombreuses, voici quelques exemples accompagnés par leur tableau de dosage.

Dosage ciment béton

Béton pour fondation

Les fondations permettent d’ancrer définitivement votre construction sur votre terrain. Le béton pour les fondations est régi par le DTU 13-11 qui demande un dosage de 350 kg/m3. Vous obtiendrez le volume à remplir de votre surface en multipliant la longueur x largeur x hauteur (ou profondeur), le résultat s’exprime en m3. Attention : si le lieu est humide, il est nécessaire d’adapter le mélange.

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 350 kg 1 050 kg 1 750 kg 3 500 kg
Gravier ou granulat 1 050 kg 3 150 kg 5 250 kg 10 500 kg
Sable 800 kg 2 400 kg 4 000 kg 8 000 kg
Eau 175 L 525 L 875 L 1 750 L

Béton standard

Le béton standard permet de réaliser une multitude de petits travaux de maçonnerie comme des poteaux, des scellements de piquets ou des fondations légères.

 

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 250 kg 750 kg 1 250 kg 2 500 kg
Gravier ou granulat 1 200 kg 3 600 kg 6 000 kg 12 000 kg
Sable 800 kg 2 400 kg 4 000 kg 8 000 kg
Eau 125 L 375 L 625 L 1 250 L

source : https://www.smartphones-pliables.fr/

Béton lourd

Le béton lourd est réalisé à partir de granulats très denses. Il est utilisé pour résister aux radiations (rayon X, gamma et autres rayons radioactifs) ou dans la réalisation de culées et de contrepoids. Le béton lourd possèdent une masse volumique supérieure à 3 000 kg/m3 contre 2 300 kg/m3 pour les bétons plus classiques.

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 250 kg 750 kg 1 250 kg 2 500 kg
Gravier ou granulat (Hématite 0/1 mm)* 1 000 kg 3 000 kg 5 000 kg 10 000 kg
Adjuvants 0 à 2 % 0 à 2 % 0 à 2 % 0 à 2 %
Eau 120 L 360 L 600 L 1 200

*La quantité de granulat varie en fonction de leur diamètre. Pour 1m3 de béton lourd avec de l’hématite à 8/25 mm comptez 1 700 kg et pour de l’hématite à 0/5, 900 kg.

Béton allégé

Le béton allégé à 1 400 kg/m3 est obtenu en remplaçant les gravillons et le sable par des billes de polystyrène (PSE), ce qui le rend bien moins lourd et par conséquents, bien plus pratique d’utilisation. Il est particulièrement apprécié dans les travaux d’isolation.

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 400 kg 1 200 kg 2 000 kg 4 000 kg
Billes PSE 350 L 1 050 L 1 750 L 3 500 L
Sable 950 kg 2 850 kg 4 750 kg 9 500 kg
Adjuvants 1 à 4 % 1 à 4 % 1 à 4 % 1 à 4 %
Eau 170 L 510 L 850 L 1 700 L

 

Dalle en béton

Une fois le terrassement et les fondations terminées, le dallage signe le début de la construction de la structure dans laquelle vous allez vivre. Le béton utilisé doit être fluide afin qu’il puisse couler sans rien de plus à faire.

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 300 kg 900 kg 1 500 kg 3 000 kg
Gravier ou granulat 1 100 kg 3 300 kg 5 500 kg 11 000 kg
Sable 830 kg 2 490 kg 4 150 kg 8 300 kg
Eau 155 L 465 L 775 L 1 550 L

 

Béton armé

Le béton armé allie les résistances à la compression du béton à la traction de l’acier. Il est réalisé grâce à des armatures métalliques qui permettent d’obtenir un béton renforcé. Ce béton amélioré est fréquemment utilisé dans les ouvrages de génie civil.

 

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 400 kg 1 200 kg 2 000 kg 4 000 kg
Gravier ou granulat 980 kg 2 940 kg 4 900 kg 9 800 kg
Sable 720 kg 2 160 kg 3 600 kg 7 200 kg
Eau 195 L 585 L 975 L 1 950 L

Béton autoplaçant

Grâce aux divers adjuvants superplastifiants qui le composent, le béton autoplaçant possède une grande fluidité. Homogène et stable, il se distingue des autres bétons principalement par ses propriétés à l’état frais. Il a l’avantage de pouvoir être versé dans un coffrage sans serrage ni vibration. Une fois solidifié, il présente les mêmes performances que celles des bétons traditionnels mis en oeuvre par vibration. Le béton autoplaçant peut être employé dans de nombreuses applications, comment pour la réalisation de dalles, radiers, plancher chauffant, poteaux, poutres, voiles, fondations superficielles, etc.

 

Volume de béton désiré 1 m3 3 m3 5 m3 10 m3
Ciment 350 kg 1 050 kg 1 750 kg 3 500 kg
Gravier ou granulat 900 kg 2 700 kg 4 500 kg 9 000 kg
Sable 800 kg 2 400 kg 4 000 kg 8 000 kg
Fines* 200 kg 600 kg 1 000 kg 2 000 kg
Adjuvants** 21 kg 63 kg 105 kg 210 kg
Eau 180 L 540 L 900 L 1 800 L

 

*Granulat composé d’éléments de très petites dimensions.

**La quantité d’adjuvant présente dans le dosage de certains bétons peut varier en fonction des caractéristiques recherchées.

Tableau de la résistance du béton en fonction du dosage en ciment

Comme pour tous les autres composants du béton, le dosage du ciment varie en fonction de l’usage recherché. Ainsi, la quantité de ciment peut être ajustée en fonction de la résistance souhaitée.

 

Quantité de ciment Résistance (en MPa*)
250 kg/m3 8 MPa
300 kg/m3 12 MPa
350 kg/m3 16 MPa
400 kg/m3 20 MPa

 

*Unité de contrainte définie par une force d’intensité de 1 Newton (N) sur une surface d’1 mm2.

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