Comment calculer correctement les proportions de béton pour sa fabrication

Du béton de vos propres mainsLe mortier de béton est un mélange de divers composants (sable, pierre concassée, eau et ciment), dont le mélange et la solidification ultérieure permettent d’obtenir un matériau de construction solide et incroyablement durable, parfois appelé “pierre artificielle”. Pour des raisons évidentes, aucun chantier de construction ne peut se passer de béton. Il s’agit d’un composant majeur dans la construction de fondations, de murs, de dalles de sol, de chapes, de bordures et de dalles de pavage et bien plus encore. Il est donc très important que le mortier de béton soit de haute qualité, ce qui signifie que la technologie de production du béton doit être strictement respectée.

Le béton de vos propres mains – éléments de base

Pour une raison ou une autre, il n’est parfois pas possible de commander du béton prêt à l’emploi en production. Soit le fabricant a fixé un prix trop élevé et il est beaucoup plus rentable de le fabriquer soi-même, soit vous n’en avez que très peu besoin et il n’est donc pas nécessaire d’apporter du béton par malaxeur.

Béton

Avant de poursuivre, il est important de se rappeler ce qui suit : les proportions des composants à ajouter peuvent varier en fonction de la qualité du béton. Par exemple, afin d’obtenir Béton M200. – Les proportions de ciment (M400), de sable et de pierre concassée sont les suivantes 1 : 2.8 : 4.8 (respectivement). Si vous avez besoin de béton des grades suivants М300 – Avec les mêmes constituants, la proportion serait la suivante 1 : 1.9 : 3.7 (respectivement). Le tableau ci-dessous détaille le rapport exact des composants.

La qualité du béton doit être choisie en fonction de l’usage auquel vous le destinez. La construction de fondations monolithiques, de fondations en bandes, de fondations sur pieux et vis, ou simplement pour des dalles de pavage, implique l’utilisation de différents grades.

Ciment

Il s’agit de l’élément de liaison sans lequel, quelle que soit la qualité du béton, aucun mortier ne peut être fabriqué. Sa qualité déterminera directement la force et la rapidité de la prise.

On trouve aujourd’hui sur les marchés de la construction différents types de ciments ayant des valeurs différentes en matière de résistance à la compression. Ils sont tous subdivisés en groupes, déterminant leur charge ultime à l’état durci.

Le pourcentage d’additifs et d’impuretés est indiqué par la lettre “D”. Par exemple, ciment M400-D20 cela signifie qu’il contient 20% additif. La plasticité et la résistance du matériau dépendent directement de ce paramètre.Ciment M400

Parmi les produits présents sur les marchés, on peut citer le ciment Portland, qui a fait ses preuves. Parmi ses principaux avantages, citons :

  • Durée de vie suffisamment longue ;
  • Possède d’excellentes valeurs de durabilité ;
  • Résistant aux changements soudains de la température de l’air ;
  • Ne craint pas l’humidité.

Important ! Quelle que soit la marque de ciment, il doit être friable, sans présence de grumeaux et non périmé.

Sable

Pour la préparation du mortier de béton selon GOST 8736-93 il est possible d’utiliser du sable de différentes fractions de granulés (voir Fig. 1). La performance finale du béton dépend directement de sa qualité.

La taille de la fraction de sable pour le béton

Figure 1 Fraction du sable utilisé pour préparer le béton

Quel que soit le type de sable, l’absence d’argile dans sa composition est un impératif, sa présence réduisant considérablement la résistance du béton. Habituellement, pour la préparation du mélange, on utilise du sable de carrière, qui contient souvent de nombreuses particules étrangères (saletés, débris, écorces et racines d’arbres.).

Ce sable doit être lavé et passé au tamis avant d’être ajouté. Si cela n’est pas fait, des vides peuvent se former dans le béton durci, ce qui entraînera éventuellement la formation de fissures.Sable de béton

Il est également important de prêter attention à la teneur en humidité du sable, qui est présente en petites quantités même dans un produit sec. Par contre, dans le sable humide, le pourcentage d’humidité peut atteindre 12% de son poids total. Il faudra en tenir compte lors de l’établissement des proportions correctes des composants nécessaires, notamment de l’eau.

Sans instrument spécial, il est possible de mesurer la quantité exacte d’humidité dans le sable de la manière suivante :

  1. Préparez un petit récipient en métal, un vieux pot non désiré fera l’affaire. Pesez son poids net et notez-le ;
  2. Ensuite, versez-y, pesé et préparé à l’avance 1 kg de sable et placer le récipient sur le 10-15 sur une cuisinière chaude, en remuant continuellement le contenu en même temps ;
  3. Sans laisser refroidir le sable, pesez à nouveau le récipient avec le sable chaud. A partir du résultat obtenu, prendre le poids connu du récipient (pot) et le multiplier par le nombre 100;
  4. Le produit obtenu sera la valeur en pourcentage de la teneur en eau du sable.
Du sable sec.

Le sable sec doit avoir une consistance friable.

Pierre concassée

Un autre composant important du mortier de béton est la pierre concassée. Ce matériau est obtenu par le concassage de roches (calcaire, granit, pierre) en plus petites, ce qui donne une pierre concassée ayant différentes fractions. Leur taille détermine le produit initial dans les types suivants :

  • La pierre concassée la plus fine – la taille des fractions est inférieure à 5 mm. Il est utilisé dans les travaux de finition intérieure et extérieure ;
  • Pierre concassée fine – taille de la fraction 5-20 mm. La taille la plus couramment utilisée pour couler des fondations et des chapes ;
  • Pierre concassée moyenne – taille des fractions 20-40 mm. Il est indispensable pour la construction de chemins de fer et d’autoroutes, ainsi que pour la construction de fondations de grands bâtiments industriels, qui créent des charges élevées ;
  • Pierre concassée grossière – taille fractionnée 40-70 mm. Nécessaire dans la construction d’installations de grande envergure qui nécessitent une énorme quantité de mortier ;

Fractions de pierre concassée

Lors du calcul de la préparation du mélange de béton, un autre paramètre important à prendre en compte est l’espace vide du matériau (EVM). Le calcul est assez simple. Pour ce faire, remplissez un seau de 10 litres sur le dessus de pierre concassée. Ensuite, à l’aide d’ustensiles de mesure, commencez à verser lentement de l’eau jusqu’à ce qu’elle apparaisse à la surface. Le nombre de litres d’eau que vous versez est l’indicateur de l’espace vide. Par exemple, si dans un seau avec de la pierre concassée s’adapte 3 litres d’eau, le RPM sera de 30%.

La quantité d’eau nécessaire

Comment faire un mélange de qualité ? La réponse est simple, pour sa préparation il est nécessaire d’utiliser uniquement de l’eau pure. Il ne doit pas contenir d’impuretés étrangères : huiles, produits chimiques et pétroliers, ainsi que divers déchets ménagers. Toutes ces substances peuvent réduire considérablement les caractéristiques de résistance du produit fini.

La plasticité du béton est également un indicateur non moins important, qui dépend directement de la quantité d’eau qu’il contient dans un rapport proportionnel avec la pierre concassée et le gravier. Veuillez consulter le tableau ci-dessous pour connaître le rapport optimal entre l’eau et les granulats. №1.

Tableau n° 1 – Quantité d’eau nécessaire (l/m³) en fonction du produit de remplissage

Niveau requis de plasticité du mélange Fractions de gravier (mm) Fractions de gravier (mm)
10 mm 20mm 40mm 80mm 10 mm 20mm 40mm 80mm
Ductilité maximale 210 195 180 165 225 210 195 180
plasticité moyenne 200 185 170 155 215 200 185 170
Une plasticité minimale 190 175 160 145 205 190 175 160
Ne pas avoir de ductilité 180 165 150 135 195 180 165 150

Il est important de respecter ce tableau, car un manque d’humidité dans le béton, exactement comme un excès, aura une incidence négative sur sa qualité.

Calcul de la composition du béton

Pour savoir comment calculer correctement le béton, vous devez disposer des informations suivantes :

  • La qualité de béton requise ;
  • Le niveau de plasticité requis du mortier ;
  • Le marquage du ciment utilisé ;
  • Taille des fractions de sable et de pierre concassée.

A titre d’exemple, calculons un mortier de plasticité maximale, dont la résistance correspond au marquage М 300.

Calcul du béton en poids – à partir du premier tableau, nous prenons le grade de ciment recommandé М400 avec un remplissage de pierres concassées de taille moyenne avec des granulés. Utilisation du tableau №2 déterminer les proportions massiques nécessaires d’eau et de ciment (V/C – rapport eau-ciment).

Table. No. 2 – Rapport V/C utilisé pour différentes qualités de béton

MARQUAGE
CIMENT
MARQUE DE BETON
М100 М150 М200 М250 М300 М400
М 300 0.74 0.63 0.56 0.49 0.41
0.81 0.69 0.61 0.53 0.46
М 400 0.87 0.72 0.65 0.57 0.51 0.39
0.92 0.79 0.69 0.62 0.56 0.44
М 500 0.86 0.70 0.63 0.62 0.48
0.89 0.75 0.70 0.64 0.53
М 600 0.92 0.76 0.70 0.64 0.49
1.02 0.78 0.72 0.70 0.54
– L’utilisation de gravier. – L’utilisation de roches concassées.

En connaissant toutes les données (béton – M300, ciment – M400, matériau de remplissage – pierre concassée) selon le tableau n° 2, nous trouvons facilement le rapport eau-ciment, qui est égal à – 0.56.

Il reste à trouver le volume d’eau nécessaire pour obtenir un produit fini de plasticité maximale, en tenant compte de l’application des fractions de pierre concassée de 20 mm. Pour cela nous retournons au tableau 1 où nous voyons que le résultat obtenu est de 210 l/m3.


Une fois que nous connaissons toutes les données de base, nous calculons la quantité de ciment nécessaire à la préparation de la pâte à papier de 1м³ Mélange de béton : Diviser 210 l/m³. à l’adresse 0.56 on obtient 375 kg de ciment. Utilisation du tableau №3 déterminer les proportions finales de tous les composants nécessaires.

Tableau n° 3. Proportions des composants (ciment, sable, pierre concassée)

Niveaux de béton Qualité du ciment
М 400 М 500
Le rapport des proportions en poids est. (ciment : sable : pierre concassée)
М100 1 : 4.6 : 7.0 1 : 5.8 : 8.1
М150 1 : 3.5 : 5.7 1 : 4.5 : 6.6
М200 1 : 2.8 : 4.8 1 : 3.5 : 5.6
М250 1 : 2.1 : 3.9 1 : 2.6 : 4.5
М300 1 : 1.9 : 3.7 1 : 2.4 : 4.3
М400 1 : 1.2 : 2.7 1 : 1.6 : 3.2
М450 1 : 1.1 : 2.5 1 : 1.4 : 2.9

Ainsi, si pour préparer 1 m³ de béton (M300), nous avons besoin de 375 kg de ciment (M400), alors, en suivant l’indicateur de calcul du tableau n° 3, nous obtenons sable – 375×1.9 = 713 kg, pierre concassée – 375×3.7 = 1 388 kg.

Rapport des composants pour le béton

Méthodes de mélange du béton

Vous pouvez préparer le béton de construction de vos propres mains de deux manières :

  1. Mélangez le mortier à la main ;
  2. Utilisez une bétonnière pour mélanger le mortier.

Béton fabriqué à la main.

  • Versez d’abord la quantité de sable nécessaire dans un récipient propre ;
  • En respectant scrupuleusement les proportions, versez le ciment par-dessus. Mélangez bien les deux charges jusqu’à ce que leur couleur soit homogène ;
  • Mesurez la quantité d’eau nécessaire et ajoutez-la par petites portions dans le récipient contenant le sable et le ciment, tout en étalant et en remuant le mélange. Le résultat doit être une masse grise sans grumeaux et sans résidus visibles de sable et de ciment ;
  • L’étape finale consiste à ajouter de la pierre concassée au mortier obtenu. Le pétrissage doit se faire jusqu’à ce que chaque caillou soit recouvert de mortier. Pour donner au béton la plasticité nécessaire, ajoutez de l’eau si nécessaire.

Conteneur pour le béton

Parmi les inconvénients de la méthode manuelle, on peut souligner les suivants :

  • Un processus plutôt long et fastidieux ;
  • Utilisation immédiate du mortier après le pétrissage. Sinon, le mortier peut commencer à se stratifier, ce qui entraînera une détérioration de sa qualité.

Mélange avec une bétonnière

  • Versez une petite quantité d’eau dans le tambour de la bétonnière, puis ajoutez-y le ciment et mélangez bien jusqu’à obtenir une consistance laiteuse grise. A partir de ce point, le tambour doit tourner en continu ;
  • Puis, selon les proportions calculées, procédez au versement des matériaux de remplissage (sable et pierre concassée). Remuez pendant encore 2 ou 3 minutes ;
  • Ajoutez quelques litres d’eau supplémentaires au mélange obtenu, jusqu’à obtenir une consistance homogène.
Mélange du béton dans une bétonnière

Mélange du béton dans une bétonnière

Le principal avantage de cette méthode de mélange est que le béton peut être utilisé dans l’heure qui suit le mélange du mortier.

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