Le béton

Déroulement de la présentation Le béton ? Le ciment : composition Le ciment : processus de fabrication Le béton : processus de fabrication Le béton : propriétés Le béton : en société Le béton : au secondaire !!!

Béton = granulats + liant Qu’est-ce que le béton ? Béton = granulats + liant Différents liants : béton de terre (argile), béton bitumineux, mortier, béton de ciment Anciennes cités mésopotamiennes Béton armé : associé à de l’acier pour la résistance du béton et traction de l’acier Génie civil

Les grandes classes de matériaux Les composites Selon vous, de quoi est composé le béton et dans quelles proportions ?

La composition du béton : le granulat et la pâte

Le ciment Le ciment portland Brevet en 1824 par le Britannique Joseph Aspdin Roches calcaires et d’argile mélangés à l’eau Îles de Portland (Angleterre) où l’on retrouve la Pierre de Portland (calcaire argileux) Béton armé/résistance élevée 6 types de ciment portland Ciments portland au calcaire Ciments hydrauliques composés Autres ciments hydrauliques Ciments spéciaux Etc.

Le ciment : fabrication Extraction du calcaire (75 à 80 %) et l’argile (20 à 25 %) Homogénéisation Séchage et broyage Cuisson : clinker Refroidissement Broyage

Le ciment : clinker Clinker : principale composante du ciment Décarbonatation carbonate calcium = chaux vive Séparation de la silice et de l’alumine de l’argile Chaux + silice + alumine = silicates et aluminates de calcium Silicate de calcium (75 % masse ciment) + H2O ---- » hydroxyde de calcium + silicate de calcium hydraté

Le ciment : fabrication

Le ciment : fabrication Lien : https://www.youtube.com/watch?v=ZN6bfYYf4R0

Le béton : fabrication Granulats, ciment, eau et adjuvants stockés séparément Pesée des matières premières selon produit voulu Malaxage : granulats, ciment, eau, adjuvants Livraison

Le béton frais Plastique : cohésif, s’étale lentement sans ségrégation, résistant, homogène, pas de la pâte à modeler

Le béton frais Maniabilité : facilité de la mise en place, de consolidation, de la finition ainsi que la résistance à la ségrégation ***Facteurs influençant la maniabilité : méthode de transport, quantité de liant, caractéristiques du granulat etc.

Processus de maturation Hydratation : réaction chimique entre le ciment et l’eau Silicate de calcium (75 % masse ciment) + H2O ---- » hydroxyde de calcium + silicate de calcium hydraté Lien : https://www.youtube.com/watch?v=a0qlNbK2WkY

Hydratation vs résistance Le processus de durcissement (cure) se poursuit jusqu’à ce qu’il y ait des liants non hydratés L’hydratation contribue à l’augmentation de la résistance du béton. Processus prend fin lorsque l’humidité du béton devient en dessous de 80 % Lorsque le béton sèche, sa résistance cesse d’augmenter

Résistance du béton en fonction du temps

Le béton durci La résistance (MPa): «Mesure de la résistance en compression d’une éprouvette de béton à une charge axiale» Quelques faits … -Résistance 7 jours = 75 % résistance à 28 jours -Augmente plus le rapport eau/ciment diminue -Comprise entre 20 et 35 MPa -Donnée centrale dans la construction de ponts et de bâtiments -Résistance en flexion reliée -Résistance à la traction 8 à 12% de la résistance compression -Résistance en cisaillement 5% résistance compression

Le béton durci Masse volumique : 2200 à 2400 kg/m3 Varie selon : quantité et densité des granulats, volume d’air, eau, liant Perméabilité : «capacité du béton à résister à la pénétration de l’eau» Étanchéité : «capacité du béton de retenir l’eau» ***Relation entre ces deux propriétés : plus le béton est perméable, moins il est étanche.

Le béton durci Résistance à l’abrasion : lié à la résistance à la compression Plus les granulats sont dures, plus la résistance à l’abrasion est grande La durabilité : «Aptitude à résister aux intempéries, aux attaques chimiques et à l’abrasion» Réfléchissant : diminue les couts énergétiques quant à l’éclairage

Le béton durci : gel-dégel L’expansion de l’eau gelée est destructrice pour le béton Chambres d’air diminuent la pression hydraulique Béton à air entraîné (pas au Canada)

Le béton en société À l’échelle mondiale … On utilise 2 fois plus le béton que tous les autres matériaux de construction réunis On emploi 4 tonnes métriques de béton par personne chaque année

Le béton : matériaux durable

Durabilité Résiste aux intempéries, à l'érosion et aux désastres naturels et ne demande que peu de réparations et d'entretiens.

Économique Inertie thermique : «capacité d’un matériau à stocker de la chaleur et à la restituer petit à petit» Pierre chaude autour d’un feu

Environnemental Béton produit à partir de ressources locales et abondantes Renouvelable : ressource naturelle dont le stock peut se reconstituer au moins aussi vite qu’il est consommé. Recyclable : réintroduction d’un produit arrivé à sa fin de vie dans une nouvelle chaine de production. L’industrie du ciment produit en moyenne 0,73 à 0,99 tonne de CO2 par tonne de ciment produite. Ciment portland au calcaire (CPC) réduit jusqu’à 10 % des émissions de CO2.

Social Infrastructures, routes, rues, trottoirs, transport en commun, aéroports etc.

Le béton au secondaire ? Propriétés des matériaux au premier cycle Les contraintes des matériaux Les matériaux composites Le béton Lien vers Allô prof : http://bv.alloprof.qc.ca/s1552.aspx