Le béton dans la construction

Le béton de ciment est principalement utilisé pour la construction en béton armé. Il est constitué de granulats fins et grossiers, de ciment, d'eau et d'adjuvants. Lorsque les granulats se réduisent à des sables, on parle alors de mortier. Le béton est le deuxième produit le plus consommé après l'eau dans le monde avec une consommation mondiale annuelle qui s'élève à plus de de 6 milliards de mètres cubes par an, soit près d'un mètre cube par habitant chaque année.

Le béton présente l'avantage d'être bon marché et moulable. Une fois le ciment mélangé avec l'eau, des réactions chimiques d'hydratation s'opèrent et permettent ainsi le passage de l'état liquide à l'état solide, on dit que le béton fait prise.

Des adjuvants sont souvent incorporés au mélange. Ces additifs permettent de modifier des propriétés du béton.

On utilise couramment les produits suivants :

• Les plastifiants : ils augmentent l'ouvrabilité du béton frais sans diminuer les résistances mécaniques ;
• Les retardateurs de prise : ils sont préconisés pour les bétonnages par temps chaud et les longues durées de transport ;
• Les accélérateurs de prise : ils sont préconisés pour les bétonnages par temps froid et les décoffrages rapides ;
• Les accélérateurs de durcissement : ils accélèrent le développement des résistances initiales ;
• Les hydrofuges : ils sont utilisés pour les bétons d'ouvrages hydrauliques ;
• Les entraineurs d'air : ils sont utilisés pour les bétons exposés à des cycles de gel-dégel.

La caractéristique principale du béton est sa résistance à la compression. Celle-ci varie notamment en fonction du type de ciment, de la quantité d'eau, et de l'utilisation d'adjuvants. Par convention, la valeur de la résistance à la compression à 28 jours est retenue pour évaluer la résistance d'un béton. L'augmentation de la résistance est très rapide la première semaine, puis se stabilise progressivement. A noter que l' évolution de la résistance d'un béton se poursuit même au-delà des quatre semaines conventionnelles.

La résistance moyenne à la compression d'un béton peut être obtenue en réalisant un essai de compression. Cet essai consiste à écraser une éprouvette de béton durci à l'aide d'une presse à béton. En France, les éprouvettes utilisées sont cylindriques de diamètre 16 cm et de hauteur 32 cm. Le chargement s'effectue progressivement et s'arrête lorsque l'éprouvette est totalement détruite. On obtient ainsi la contrainte à la rupture en calculant le rapport entre la charge de rupture et la section de l'éprouvette.

Pour les calculs à l'Eurocode 2, la caractéristique principale du béton est sa résistance caractéristique à la compression, notée f_ck et exprimée en MPa. La résistance caractéristique est définie comme la valeur en dessous de laquelle on ne rencontre que 5 % des résultats d'essais. La résistance caractéristique à la compression du béton permet ensuite de définir les autres paramètres de calcul.

• Résistance caractéristique en compression : f_ck
• Résistance moyenne en compression : f_cm
• Résistance caractéristique en traction : f_ctk
• Résistance moyenne en traction : f_ctm
• Module d'élasticité sécant : E_cm