Béton: Guide du débutant

Bien qu'il soit utilisé partout dans la construction moderne, le béton n'est en aucun cas une invention moderne. Les Romains l'ont utilisé pour construire des structures telles que le Panthéon, et un patch de 12 millions de béton naturel a été découvert en Israël dans les années 1960. Les mélanges de béton modernes fabriqués à partir de ciment Portland proviennent du briqueteur britannique Joseph Aspdin, qui a fabriqué le premier ciment gris mélange dans sa cuisine au 19ème siècle. Bien qu'il ait fallu à Aspdin pour combiner les ingrédients dans les proportions appropriées, les composants du ciment Portland se trouvent tous dans la nature. Lorsqu'il est combiné avec deux autres ingrédients clés, le ciment Portland crée du béton, un matériau de construction utilisé quotidiennement dans pratiquement toutes les régions du monde. Pour tirer parti de ce matériau polyvalent, il permet de comprendre la chimie qui le rend durcissant et certaines des meilleures pratiques pour son utilisation.

Bien qu'il existe des variations, les trois principaux ingrédients de tout mélange de béton sont le ciment Portland, l'eau et un agrégat. Lorsqu'il est mélangé à de l'eau, le ciment Portland forme un liant qui retient l'agrégat - composé de sable, de gravier ou d'un mélange des deux - dans une masse solide avec une résistance à la compression qui rivalise avec celui de l'acier.

Le ciment Portland (hydraulique) lui-même provient de minéraux naturels qui comprennent le calcaire, le grès, le schiste, le fer, l'argile et les cendres volantes. Les fabricants versent ces matières premières dans des fours cylindriques en béton et les chauffent à des températures pouvant atteindre 3 000 degrés F. Ce traitement chasse l'eau et le dioxyde de carbone et forme de nouveaux composés appelés collectivement mâchefer. Le clinker est broyé en une fine poudre à laquelle du gypse est ajouté pour contrôler la vitesse à laquelle il durcit lorsqu'il est recombiné avec de l'eau. Cette poudre est ce que l'on appelle le ciment Portland.

Les sacs de mélange de béton se présentent sous différentes formes pour différentes utilisations. Dans un mélange de béton standard, l'agrégat est un mélange de sables et de petits graviers. Le soi-disant «mélange de sable» est un mélange utilisant des sables plus fins et pas de gros graviers dans le mélange. Il est bon pour les projets de rapiéçage et d'artisanat nécessitant du béton. Des granulats encore plus fins sont utilisés dans les mélanges de mortier, qui sont utilisés pour joindre les briques et les blocs.

Divers additifs peuvent également être ajoutés au béton pour modifier ses propriétés. Par exemple, les mélanges de béton d'ancrage comprennent des époxydes pour augmenter leur pouvoir de retenue. Le béton fibré comprend des filaments de fibre de verre pour réduire la fissuration pour des applications telles que les patios et les réparations de stuc. Des additifs supplémentaires peuvent accélérer ou retarder le temps de durcissement du béton.

Tout le monde sait que le béton durcit lorsque vous ajoutez de l'eau. La réaction chimique qui se produit est connue sous le nom de hydratation, et parce que le ciment contient cinq substances différentes qui subissent cette réaction, le processus est un peu compliqué. Les silicates de calcium, qui représentent 75% du mélange, sont les plus responsables de la dureté. Ils produisent de l'hydroxyde de sodium et de la chaleur en s'hydratant, c'est pourquoi vous devez toujours porter des gants lorsque vous mélangez du béton. Le pH du béton humide peut atteindre 12 ou plus, ce qui rend le mélange extrêmement corrosif. Les brûlures cutanées sont courantes lors du travail avec du béton.

Vous avez besoin d'une quantité précise d'eau pour une hydratation complète. Si vous utilisez moins que la quantité recommandée — environ 3 pintes par 80 lb. sac de prémélange - le béton ne sera pas suffisamment solide, mais l'utilisation de trop d'eau affaiblit également le mélange. Le béton n'a pas à sécher pour durcir, c'est pourquoi vous pouvez couler la structure en béton sous l'eau. Cependant, dès que toute la réaction d'hydratation est terminée, toute eau supplémentaire dans le mélange de béton entre dans les pores, ce qui affaiblit la structure globale. Une grande partie de cette eau finit par s'évaporer, mais il peut s'écouler des années avant que tout excès d'eau s'évapore. Lors du mélange du béton, il doit y avoir juste assez d'eau pour qu'il soit coulable et utilisable, mais pas assez pour rendre le mélange soupe.

De petites quantités de béton peuvent être mélangées dans une brouette ou une auge de maçonnerie en plastique, en utilisant des sacs de béton prémélangé de 60 ou 80 livres, un tuyau d'arrosage et une houe pour mélanger le béton. Pour de plus grandes quantités, vous pouvez louer un malaxeur électrique pour mélanger des sacs de mélange de béton, ou commander du béton prêt à l'emploi auprès d'un vendeur qui le livrera dans un grand camion malaxeur et le versera sur place.

Le béton frais est essentiellement un liquide très visqueux et, comme tout liquide, il se nivellera dans une flaque d'eau si vous ne le contenez pas. La formation de dalles et d'autres formes en béton nécessite qu'elle soit contenue. Le processus de confinement, il est appelé formant, et les constructeurs le font généralement avec du bois et du contreplaqué dimensionnés. Parce que les formes ne sont pas permanentes, vous ne les construisez pas pour l'apparence, mais elles doivent être construites pour être solides assez pour supporter le poids du béton et ils ne peuvent avoir aucun espace à travers lequel le béton humide pourrait infiltrer.

Il est important d'utiliser du contreplaqué lisse lors de la formation d'une surface visible, comme un mur, car le motif de grain du contreplaqué brut sera imprimé de façon permanente sur le béton durci. Les constructeurs de qualité se donnent souvent la peine supplémentaire d'appliquer du ruban adhésif sur le contreplaqué pour garantir une surface lisse lorsque la forme est retirée. La bande assure également une libération rapide.

Il vaut mieux construire des coffrages en béton avec des vis qu'avec des clous. Tout impact sur les expériences de béton frais lorsque vous tirez sur des clous pour libérer les coffrages pourrait le fissurer. Vous n'avez pas besoin de vis de qualité pour cela; de nombreux constructeurs utilisent des vis de cloison sèche peu coûteuses pour construire des coffrages.

Bien que le béton ait une résistance à la compression élevée, sa résistance à la traction est loin de celle de l'acier et des structures comme les dalles et les murs peuvent se fissurer sous le poids. Pour éviter cela, les constructeurs intègrent un réseau d'armatures en acier dans chaque grande structure. Ils construisent généralement une structure de barres d'armature (barres d'armature) dans les murs et les fondations, ou posent une couverture de sol de treillis d'armature - appelé remesh ou tissu dur - lors du coulage des dalles.

La construction de l'armature en acier peut être aussi lourde que les formes de construction. Les barres d'armature et de remaillage sont disponibles en différents diamètres, et vous choisissez le diamètre en fonction de la résistance à la traction dont vous avez besoin pour votre projet. Ce n'est presque jamais une erreur d'en faire trop. Vous pouvez plier les barres d'armature pour créer des formes courbes à l'aide d'une cintreuse louée, ou vous pouvez faire plier des pièces par n'importe quel revendeur qui vend des fournitures en béton.

Selon l'apparence que vous désirez, la finition du béton peut être un processus en une ou plusieurs étapes. En règle générale, le processus de finition commence par chape la surface avec une règle ou une truelle alors que le béton est encore humide. Pour certaines applications, comme un tampon utilitaire, le lissage peut être tout ce qui est nécessaire. Si vous versez un patio ou un sous-sol, cependant, vous voudrez probablement lisser à nouveau la surface lorsque le béton s'est rigidifié et qu'il durcit, vous pouvez le polir avec une machine à polir. Le processus de lissage de la surface est appelé flottant, et c'est une compétence qui nécessite une expérience et un savoir-faire considérables. Le but du flottement est de soulever des particules d'agrégats plus fines et des poudres de ciment à la surface pour créer un surface lisse, mais un flottement excessif peut affaiblir le béton et créer une surface qui s'écaillera plus tard un moyen.

Il est possible d'ajouter du colorant au béton avant de le couler, ou vous pouvez acheter du béton qui a déjà été colorisé. Une fois le béton durci, vous pouvez le teindre avec une teinture acide ou le colorer avec un colorant. Les taches acides réagissent avec les produits chimiques dans le béton pour produire un certain nombre de couleurs terreuses. Utilisez un colorant si vos goûts ont des teintes plus vives.

Si vous utilisez du béton pour créer un élément intérieur, comme un comptoir ou un sol de salle de bain, vous devrez scelle le pour empêcher la saleté de se loger dans les pores. La plupart des scellants à béton sont constitués de polyuréthane ou d'acrylique en suspension dans un solvant, généralement de l'eau. Le béton doit être sec avant l'application, ce qui signifie attendre plusieurs semaines avant de sceller une surface nouvellement coulée. Vaporisez, brossez ou roulez le scellant et attendez qu'il sèche avant d'utiliser la surface. C'est une bonne idée de refermer toutes les quelques années environ. Avant chaque refermeture, nettoyez soigneusement le béton avec de l'eau et du savon ou, le cas échéant, avec un nettoyeur haute pression.