Rénovation

Edit:30 mai 2017, Cre:11 sept. 2014

Faire du béton

Voir aussi le Béton de polystyrène Fim Force

1. La base

1.1. Un peu de terminologie:

  • Le béton, c'est un mélange de ciment, gravier, sable et eau. Densité ~2200kg/m3
  • Le mortier, c'est un mélange de ciment, sable et eau.
  • Le ciment c'est le produit pur, pratiquement jamais utilisé seul sauf pour des formulations spéciales (barbotine, etc.)

Les produits dits 'hydrauliques' sont des produits à base de ciment, car l'eau est une partie de leur constituant. C'est une réaction chimique, pas un séchage. Dans les produits acryliques, l'eau est un solvant, elle ne fait pas partie du produit final.
Ceci permet de distinguer par exemple divers types d'enduits ou de colle à carrelage.
L'eau se 'lie' au ciment et fait partie intégrante du béton ou du mortier. Quand il y a trop d'eau, celle-ci crée des interstices nuisibles à la qualité du produit et diminue sa compacité.

1.2. Contraintes

  • Sauf formulations très spéciales, le béton à toujours un retrait. En rénovation ou on fait des reprises sur de l'existant, ce retrait constitue un problème important et il faut essayer de le minimiser.
  • A l'état 'normal', le béton a une constitution pâteuse et ne s'écoule pas très bien, il faut le mettre en place (par vibrations), on dit que le béton ne se coule pas mais se 'place'.
  • Le béton fissure toujours. Il faut faire en sorte que les fissures se répartissent bien, on parle alors de 'micro-fissuration'. Le jeu est de renforcer avec des fibres ou du ferraillage pour créer cette micro-fissuration. On peut aussi ajouter des additifs donnant de l'élasticité au béton.
  • Le béton est poreux. L'eau traverse le béton, certes lentement, mais régulièrement s'il est soumis à une humidité permanente. Les ouvrages étanches (piscines, terrasses) doivent être l'objet de traitements particuliers.

Les mortiers sont utilisés pour des scellements et pour le jointoiement des parpaings. Cependant, un mortier a plus de retrait que le béton et est moins robuste, aussi personnellement J'utilise uniquement du béton tout préparé pour les scellements avec des granulats fins (< 6mm).

En rénovation, vous aurez a faire des réparations, rebouchages, renforcements et les quantités de béton seront en principe assez faibles, aussi le coût est rarement un problème.

1.3. Les erreurs

  • Trop d'eau: L'erreur la plus courante est de mettre trop d'eau pour plastifier le béton. Au delà de la quantité normale, l'eau désactive le béton et lui fait perdre ses qualités de manière très importante (jusqu’à 50% de sa résistance). Par ailleurs, une quantité d'eau excessive augmente beaucoup le retrait. Un béton avec trop d'eau va mettre énormément de temps pour durcir et n'aura jamais une résistance correcte. L'eau n'est pas un plastifiant. Un béton avec trop d'eau est poreux et l'humidité va pénétrer et faire rouiller les armatures.

Avec l'expérience, on arrive à évaluer approximativement la dureté du béton sec en passant la disqueuse (sur un béton de plusieurs semaines).

  • Négliger de renforcer: Le béton a une résistance exceptionnelle en compression mais assez faible en traction. Il faut donc le renforcer avec un ferraillage ou des fibres dès qu'il est soumis a des contraintes structurelles.
  • Ne pas vibrer: pour se mettre en place correctement et dégazer, le béton doit être vibré, on verra plus loin comment faire avec des moyens de bricoleur.
  • Le froid: Le gel empêche le béton de durcir définitivement. Si votre béton gèle au bout d'une semaine, sa dureté ne dépassera jamais celle d'un béton de une semaine. Il faut donc anticiper largement les conditions météorologiques et éventuellement protéger du froid voire chauffer. En principe, on ne fait pas de béton en dessous de 5°C sans prendre de précautions. La prise du béton le fait légèrement chauffer (suivant le type de ciment), donc l'isoler peut suffire si la température n'est pas trop basse. Il existe des additifs antigel.

2. Les additifs et autres produits

Il existe toutes sortes d'additifs pour :

  • Diminuer le retrait (par diminution de la quantité d'eau)
  • Améliorer l'adhérence
  • Améliorer l'étanchéité
  • Donner de l'élasticité
  • Améliorer l'écoulement (plastifiants et super-plastifiants)
  • Accélérer (ou ralentir) la prise
  • Renforcer (fibres)

Pour mes réparations, renforcements et même en neuf, j'utilise systématiquement des additifs

2.1. Le super-plastifiant

Dès que l'on doit couler en coffrage, le super-plastifiant améliore beaucoup l'écoulement du béton. Il permet aussi de réduire la quantité d'eau. En pratique suivant l'usage, vous modulez votre quantité d'eau suivant la fluidité souhaitée, la réduction d'eau est donc variable.

Réduire la quantité d'eau:

  • Diminue le retrait
  • Réduit le temps de séchage (quand il fait chaud, ce n'est pas forcément un avantage), mais si vous coulez une chape, au bout d'une journée, elle sera déjà très dure.
  • Augmente la résistance (d'environ 10% par rapport à un béton correctement mélangé, ce n'est donc pas essentiel)

C'est un produit très peu coûteux (moins de 10 Euros pour 1m3 de béton, ce qui fait moins de 20 centimes pour un sac de béton de 35kg), donc aucune hésitation à en mettre et on peut sur-doser sans risques. Je conseille de doser un peu plus que les recommandations fabricant (J'utilise un produit en poudre à base de sels sulfonés de naphtalène).
Je dose avec une petite balance électronique. Notez les dosages sur une étiquette collée sur la balance.
Attention pour le calcul des dosages - qui dépend de votre produit:
Le produit que j'utilise doit être dosé à 750 g/m3 de béton (soit 2200 kg), ce qui fait :
Pour un sac de béton de 35 kg : (35kg+4ld'eau)/2200*750 = 13.3 g/sac -> Je met environ de 15 à 20g
Pour une bétonnière avec 30 kg de ciment dosé à 350kg/m3 (soit 30/350*2200 = 189 kg de béton) :
dosage : 189/2200*750 = 64g, mettre 80 à 100 g.
Les produits liquides (Sikafluid, Lankofluid ou autre) sont plus pratiques pour le dosage mais beaucoup plus chers et les conditionnements ne sont pas adaptés pour des petits usages (bidons de 20 l) ou hors de prix (dosettes de 160 ou 350 ml pour un sac de ciment de 35 kg, ce qui revient cinq ou six fois plus cher que la poudre). Avec l'habitude, Je dose ma poudre à la cuillère à soupe.

Nota: Avec du superplastifiant, le béton est plus liquide, mais çe n'est pas de l'eau et vous pouvez régler une chape avec une pente. J'ai pu régler sans difficulté une chape avec une pente d'un peu plus de 3cm/m (bien sûr, il faut régler après avoir vibré).

Attention si vous utilisez comme réducteur d'eau à ne pas décoffrer trop tôt et à éventuellement humidifier les surfaces exposées.

2.2. Le latex

Le latex (à base de résines synthétiques)

  • Améliore l'adhérence sur les vieux supports
  • Donne de l'élasticité au béton
  • Améliore l' étanchéité
  • Plastifie (rend plus liquide) le béton. Vu que j'utilise systématiquement du super-plastifiant, ce n'est pas une qualité qui m'intéresse particulièrement
  • Retient l'eau lors du séchage, ce qui rend le béton plus dur et plus durable, surtout si vous décoffrez prématurément.
  • Améliore l'état de surface il -tend- un peu la surface du béton.

Le latex s'utilise à la place de l'eau, il faut donc réduire la quantité d'eau de manière correspondant à la quantité de latex ajouté.
Le problème du latex, c'est que c'est un produit très cher, de 35 Euros TTC/5l pour les produits sans marque à 48 Euros TTC/5l pour du SikaLatex.
J'en utilise donc un peu moins que recommandé par Sika.
Mon dosage: 300ml (un bol) de Latex pour un sac de béton tout préparé de 30kg. Pour une dalle étanche ou des contraintes d'adhérence particulières, je met deux bols par sac de béton de 30kg (ce qui fait 12 bols pour une bétonnière contenant 90l).
Pour des reprises d'adhérence sur une vieille dalle, on peut faire une 'barbotine' de ciment pur avec une forte proportion de latex, qu'on étalera pour créer un film d'adhérence. Vu les quantités utilisées pour une chape, cela permet des économies substantielles.

C'est aussi utilisable en dose importante pour faire des enduits étanches pour des solins par exemple.
J'utilise des doses importantes de latex pour des travaux particuliers (petites quantités), par exemple pour faire un rejingot après coup ou pour sceller une porte.
Le Latex ralentit la perte d'eau et le retrait, mais le retrait final ne sera pas modifié. Les fissures apparaissent donc plus lentement.

C'est une bonne combinaison avec le superplastifiant car ça retient l'eau.

2.3. Les fibres

Le béton peut être renforcé par des fibres de polyéthylène. Dans certains cas (dalles pour terrasse par exemple), cela permet d'éviter tout ferraillage. Les fibres seules ne sont pas très chères, mais les sacs de béton tout préparé avec des fibres sont très coûteux (le double d'un sac de béton de bonne qualité). Mélanger les fibres au béton ordinaire ne donne pas de très bons résultats et ne fonctionne qu'avec une bétonnière et pas avec les mélangeurs.
Il existe aussi des fibres métalliques, mais ça ne peut pas être mis en oeuvre dans un chantier de base.

2.4. Les autres produits

  • Produit d'adhérence (additif) ->Si c'est pour adhérer sur un vieux béton, je préfère ajouter du latex à mon béton (mais ça revient plus cher).
  • Fixateur (produit a poser sur le support)
Si, comme c'est mon cas, votre béton et plus encore les mortiers de jointoiement sont très friables, il faut ajouter un fixateur pour stabiliser le support. Ce fixateur devra laisser passer la vapeur d'eau pour laisser respirer le béton.

3. En pratique

Comment faire du béton:

3.1. Suivant la quantité

  • En petite quantité (scellements):
Avec des sacs de béton tout préparé, mélanger le béton tout prêt, l'eau et les additifs à la truelle dans une auge de maçon.
C'est valable pour au maximum un demi-sac de béton (7l/15 kg), après ça devient assez physique.
  • Par sac tout prêt de 30 ou 35kg
Dans un seau de 60l, avec un mélangeur monté sur votre perforateur SDS plus (utiliser un mélangeur inox avec un embout SDS plus). Attention, avec ce genre de mélangeur qui est assez petit (~90 mm de diamètre), on ne peut pas mélanger plus qu'un sac de béton. Si on veut en faire plus, il faut d'abord bien mélanger le premier sac, avant d'en verser un deuxième dans le seau.
Attention, on ne peut pas ajouter de fibres lorsque l'on fait du béton au mélangeur, elles ne se répartissent pas correctement (j'ai essayé), il faut utiliser des sacs de béton fibré (10 Euros/30kg), on ne peut ajouter les fibres soi-même que lorsque l'on fait du béton à la bétonnière.
Doser l'eau avec précision en fonction des recommandations sur le sac de béton.
  • A partir de 40l(90 kg), il faut faire le béton à la bétonnière.
Il est utile d'avoir un seau doseur pour mesurer précisément la quantité d'eau.
Si la quantité de béton est inférieure à 500kg, le plus simple est d'acheter des sacs de béton tout prêt.
On met d'abord un peu moins de la moitié de l'eau et le latex éventuel (qui compte pour de l'eau dans le dosage), puis deux sacs de 30kg (bétonnière arrêtée). On mélange bien (bétonnière en position basse, le mélange se fait mieux), quand c'est bien mélangé, on arrête la bétonnière et on la relève (sinon elle va déborder), on vérifie qu'il n'y a pas de béton collé au fond avant de rajouter les sacs de béton restants. On redémarre puis on verse l'eau restante très progressivement, afin d'éviter que le béton ne colmate au fond de la bétonnière. Si votre béton est trop liquide, il faut arrêter la bétonnière, vous avez du béton encore sec collé au fond a dégager à la truelle. ->Dégager pour chaque palette (il est utile de faire un repère numéroté sur la bétonnière pour chaque palette de mélange).
Pour que ça mélange correctement, il faut que le béton 'remonte' avec la bétonnière, s'il reste en bas, c'est qu'il est trop liquide. On rajoute le super-plastifiant vers la fin, car il rend le béton trop liquide pour qu'il se mélange correctement.
  • de 500kg (0.23 m3) à 2 m3, il faut faire le béton à la bétonnière à partir de mélange à béton et de ciment.
Le mélange à béton est un mélange tout fait de gravier et de sable. Ce mélange comporte des graviers généralement plus gros que ceux des sacs tout préparés.
Vous pouvez vous faire livrer le mélange à béton en vrac ou en 'big bags' de 400kg. Les big bags, c'est pratique, mais uniquement quand on a des moyens de manutention.
  • Au delà de 2 m3 de béton (4200 kg), il est généralement préférable de faire venir une 'toupie' de béton, sauf si l'accès au chantier est très difficile et nécessite la venue d'une pompe à béton.

3.2. La qualité du béton dépend de nombreux facteurs:

  • La taille et le type de granulats
  • Le type de sable
  • La quantité de ciment par m3 de béton. Usuellement, on considère qu'un béton de bonne qualité est dosé à 350kg de ciment par m3 de béton (~2200 kg)
  • La formulation du béton lui-même. Le ciment et le béton sont par essence des produits locaux car très lourds et donc chers à transporter, leur formulation est donc très variable, même pour une marque et un type donné.

3.3. Le béton en sacs (30 ou 35 kg)

Il existe des qualités très variables. Les bétons 'premier prix' sont à éviter. Si sur le sac il est indiqué que c'est pour sceller des piquets de clôture ou pour faire des petits travaux, c'est du mauvais béton ou du béton insuffisamment dosé en ciment.
Un béton de bonne qualité ne coûte pas beaucoup plus cher, mais il faut pouvoir en trouver. Quand je n'ai pas le temps d'aller chercher du béton de qualité, je rajoute du ciment (1 à 1,5 kg par sac de béton tout préparé). Un bon indice est que sur un sac de béton de mauvaise qualité, on ne trouve jamais le dosage en ciment.
Comment savoir: avec la quantité d'eau nécessaire:

  • un sac de béton de 30kg correctement dosé nécessite 3,7l d'eau et contient à peu près 5.4kg de ciment.
  • un sac de béton de 35kg correctement dosé nécessite 4.3l d'eau et contient à peu près 6.3kg de ciment.

Il faut rajouter 1,46 kg de béton pour 1l d'eau en moins par rapport à un dosage 'normal'.
Pour un sac de 30kg, s'il faut seulement 3,2l d'eau, il faudra rajouter 0.5 x 1,46 = 0.73 kg de ciment pour chaque sac.

Exemple pratique:
Chez Brico-dépôt, j'ai trouvé des sacs de 35 kg de béton, qui nécessitent 3,7l d'eau donc le ciment a ajouter est :
(4.3l-3.7l) * 0.146 = 0.88 kg
Rajouter trop de ciment ne sert à rien.
J'utilise le 'béton HR (haute résistance)' Axton (marque distributeur de Leroy-Merlin) qui est de bonne qualité et à peine plus cher qu'un béton premier prix.

3.4. Equivalences pratiques et volumes

Pour du béton dosé à 350 kg de ciment par m3:

  • 1 sac de béton de 35kg donnera 39 kg de béton fini (avec l'eau), et correspond à 18 l de béton
  • 1 bétonnière de 160l raisonnablement chargée à 90l (200kg avec l'eau) est équivalente à 5 sacs de béton de 35kg, ou utilise 32 kg de ciment.

Quand je fais mes calculs de volume pour les réparations, Je rajoute 30%, car il m'en manque pratiquement toujours. Le résiduel devra être utilisé sur une autre réparation (penser à mouiller cette zone avant).

3.5. Mise en oeuvre

Le béton doit être utilisé dans l'heure qui suit sa préparation. S'il est trop tard, vous devez le jeter (ce qui n'est pas pratique du tout).

Il faut mouiller le support avant. Pour les petites zones, projeter une bouteille d'eau est efficace pour pénétrer les interstices. J'utilise aussi un petit pulvérisateur de jardin de bonne qualité. Au jet d'eau pour les grandes surfaces.
Pour les petites quantités, J'utilise un arrosoir pour transporter l'eau, c'est plus pratique et ca se renverse moins facilement qu'un seau. Pensez a poser vos sacs de ciment/platre/MAP, etc. sur une planche/une palette au cas ou vous renverseriez de l'eau.

3.6. Le béton 'auto plaçant'

Quand vous commandez une toupie, vous pouvez vous faire livrer du béton auto-plaçant qui va s'écouler plus aisément et sera beaucoup plus facile à régler.
Ce béton n'est pas seulement un béton avec du super-plastifiant, les granulats sont arrondis pour mieux 'rouler' entre eux et les proportions entre les granulats de différente tailles et le sable sont ajustées finement pour que le béton s'écoule bien.
Les additifs améliorent beaucoup votre béton, mais vous ne pourrez pas faire ce genre de béton chez vous à la bétonnière.
Il ne faut jamais rajouter d'eau sur du béton préparé en usine. Si l'opérateur le fait sans que vous puissiez l'empêcher, faite immédiatement une réclamation à l'entreprise responsable en vue d'une démolition. Les opérateurs de toupie le font s'ils ont mis trop de temps pour arriver parce qu'ils sont restés coincés dans des bouchons (Ils ont de l'eau pour laver leur camion). Ils veulent absolument se débarrasser du béton pour qu'ils ne durcisse pas dans leur toupie. Pas chez vous!

3.7. Comment vibrer

Si vous envisagez autre chose que le scellement de piquets de cloture, Le béton doit être vibré.
Le mieux est d'acheter sur ebay une aiguille vibrante de premier prix.
A défaut, on peut vibrer en martelant les coffrages avec le perforateur SDS-Max (le gros) équipé d'un burin meulé (utiliser une queue de burin cassé). C'est efficace mais cela ne vibre que sur une profondeur d'environ 5cm et uniquement dans la zone proche du burin. Attention, vos coffrages doivent être très bien ancrés car la méthode est violente. S'il n'y a pas de coffrage aisément accessible, je vibre la dalle (ou le mur) en interposant un chevron entre le burin et la dalle. Ce n'est pas idéal et vous risquez de la casse.

Pour l'anecdote, le seul coffrage qui m'a laché était au dessus du tableau d'arrivée électrique (impossible à couper, donc) et du tableau de distribution électrique. Ca a été un moment délicat... et le jour ou EDF changera le compteur ou le disjoncteur, ils trouveront un peu de béton sur les câblages...
Avec une aiguille, le béton ne doit pas être trop vibré car il peut se produire un phénomène de ségrégation (séparation) des composants du béton, qui cause de sérieux affaiblissements.

3.8. Reboucher les fissures de retrait

Il n'est pas toujours possible d'éviter les fissures de retrait sur les réparations. Si les réparations sont structurelles, Je fait quelques trous de 8mm dans la fissure et ensuite j'injecte une résine de scellement chimique. La résine utilisée doit être très fluide et j'utilise la résine Vinylester Fisher FIS VS300 T chez Outiz ou Quincaillerie pro (c'est plus cher qu'une cartouche de scellement de base mais le vinylester résiste à l'eau). Grouper toutes vos injections en même temps car vous perdez un embout mélangeur à chaque session d'injection.

3.9. Empêcher l'évaporation

Si vous coulez une dalle, il faut empêcher l'eau de s'évaporer trop vite, surtout par temps chaud. Mettre un film plastique au dessus du béton, et après environ 5h, il est souhaitable d'arroser et de laisser un film d'eau pendant plusieurs jours.

3.10. Quand décoffrer

Vous trouverez parfois des conseils vous disant que vous pouvez enlever les coffrages latéraux au bout de 24h. C'est a éviter car même si le béton est suffisament dur, le coffrage retient l'eau et décoffrer trop tôt rendra votre béton nettement moins durable. C'est encore plus important en été car la chaleur fait s'évaporer l'eau très vite. Il est préférable d'attendre au moins trois jours, de préférence une semaine (coffrages latéraux uniquement). Planifiez vos travaux en conséquence.
Pour les éléments porteurs (poutres ou plancher), le décoffrage de la face inférieure doit se faire au bout de plusieurs semaines (au moins deux).

4. Ressources

Additif latex Valfix Informations techniques détaillées
Fondations: gare au décoffrage hatif
Super-plastifiant sur Wikipédia
Film sur la vibration du béton (cours)
Le bétonnage en période hivernale

5. Pour les curieux

5.1. Les ciments géopolymères

Inventé dans les années 80, les ciments géopolymères nécessitent beaucoup moins d'énergie pour leur production (environ 1/3 de l'énergie requise pour produire un ciment Portland), ils utilisent des déchets industriels dans leurs composants et donnent des bétons plus résistants que ceux à base de ciment Portland. Cependant, du fait du traditionnalisme du secteur de la construction et de l'absence d'outils règlementaires, ils n'ont pas eu un très grand succès et sont actuellement uniquement utilisé en Australie. Ils ne sont pas disponibles en France pour un usage courant.
C'est pourtant un axe important si on se soucie réellement des problèmes d'énergie.
Ce sont des matériaux à différencier des ciments à activation alcaline.
Ne pas confondre avec les bétons de polymères qui utilisent des résines organiques comme liant (Polyesters).

5.2. Impression 3D de béton

Le développement des imprimantes 3D a donné des idées à quelques uns pour imprimer des bâtiments d'une manière très similaire à l'impression de plastique par déposition de fil. On en est au tout début, mais les premiers essais s'avèrent très prometteurs. Une imprimante peut facilement construire deux parois permettant le dépôt d'isolant en vrac. On peut même construire une partie du mobilier en m^me temps que le bâtiment. Les questions de renforcement et l'élaboration d'une règlementation adaptée seront probablement les plus gros problèmes à résoudre.

(c) Pierre ROUZEAU
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Page mise à jour le 30/05/2017 22:18