Comment préparer le béton: exigences des matériaux, proportions et calcul de la composition

Le béton est un matériau de construction composé d'un liant, de sable et de charges qui, à la suite du durcissement, se transforme en pierre. Aucun chantier moderne ne peut se passer de béton, que ce soit la construction de gratte-ciel ou la création d'allées de jardin. En raison de ses propriétés et de sa durabilité, le béton est utilisé depuis longtemps par l'homme afin d'obtenir la conception de la forme et de la résistance nécessaires. Cependant, il y a une mise en garde: seul le béton correctement fabriqué répondra à toutes les exigences. Comment fabriquer un béton non seulement solide, mais aussi durable? Examinons l'essence de ce problème et découvrons tous les détails pour réaliser le bon mélange de béton.

Comment préparer le béton, ses proportions et son calcul

L'ingrédient le plus important est le ciment.

Dans le béton de toute marque, le ciment agit nécessairement comme liant. Il existe de nombreuses variétés de ciments, tels que le ciment Portland, le ciment Portland au laitier, les ciments à durcissement rapide et autres. Tous diffèrent à la fois par la qualité de la reliure et les conditions d'utilisation du produit final. Le plus souvent, le ciment Portland est utilisé dans la construction. Tous les ciments utilisés pour la construction sont divisés en catégories, qui indiquent la charge maximale sur le produit fini en mégapascals. En domestique - la lettre D et un chiffre indiquant le pourcentage d'impuretés sont toujours ajoutés. Par exemple, le ciment Portland M400-D20 est un matériau dont le produit fini peut supporter une charge de 400 MPa, contenant jusqu'à 20% d'impuretés.

Données sur les grades de ciments nécessaires pour obtenir un grade donné de béton dans des conditions normales de durcissement:

Grades de ciment conçus pour certains bétons
Dans la fabrication de béton de hautes qualités, 300 et plus, pour des raisons économiques, il est nécessaire d'utiliser une qualité de ciment, qui est 2 à 2,5 fois plus élevée que la qualité du béton.

Dans la construction domestique, le ciment Portland de marque 400 est souvent utilisé - sa résistance est tout à fait suffisante à ces fins. Dans la construction industrielle - des ciments de grade 500 sont plus souvent utilisés et où des charges élevées sont attendues - des ciments spéciaux de grades élevés. Afin de calculer correctement les proportions de béton, vous devez disposer d'informations précises sur la marque et la qualité du ciment à partir duquel vous allez construire.

Un autre aspect important est la fraîcheur - le ciment a une date de péremption et perd ses propriétés avec le temps. Le ciment frais est de la poussière friable, sans grumeaux ni joints. Si vous voyez qu'il y a des morceaux denses dans la masse de ciment, vous ne devez pas utiliser ce ciment dans votre travail - il a absorbé l'humidité et a déjà perdu ses propriétés de liaison.

Sable - ce qui se passe et ce qui est nécessaire

Le sable peut également être différent. De plus, le résultat final dépend directement de la qualité de ce composant.

Selon la distribution granulométrique, les sables sont divisés en:

pesok tonkii m

Mince (moins de 1,2 mm).

pesok ochen melkii m

 Très petit (1,2 - 1,6 mm).

pesok melkii m

 Petit (1,6 - 2,0 mm).

pesok srednii m

Moyen (1,9 - 2,5 mm).

pesok krupnui m

 Grand (2,5 - 3,5 mm).

Dans la fabrication du béton, tous les types de sable sont utilisés, cependant, s'il y a beaucoup de poussière ou de particules d'argile dans le sable, cela peut dégrader considérablement les caractéristiques du mélange. Cela est particulièrement vrai du sable fin, qui contient un pourcentage important de poussière, il ne convient pas à la préparation du béton et est utilisé dans les cas les plus extrêmes.

Comment préparer du béton de bonne qualité, et en même temps ne pas mal calculer avec du sable? C'est simple - vous devez utiliser du sable de mer ou de rivière - ce sont les types de matériaux de construction les plus purs qui ne transportent pas de particules de poussière ou d'argile. Il faut veiller à ce que le sable soit propre et exempt de contaminants organiques.Le sable de carrière peut être très sale - il n'est souvent pas utilisé sur un chantier de construction sans préparation préalable, y compris le lavage et la décantation. Il peut également contenir beaucoup de débris organiques - les racines, les feuilles, les branches et l'écorce des arbres. Si de telles impuretés pénètrent dans le béton, des vides dans l'épaisseur peuvent apparaître, à la suite de quoi la résistance en souffre.

Un autre paramètre important à considérer est l'humidité du sable. Même un matériau d'apparence sèche peut contenir jusqu'à 2% d'eau et humide - tous 10%. Cela peut perturber les proportions de béton et entraîner une diminution de la résistance à l'avenir.

La pierre concassée et le gravier sont les granulats les plus populaires pour le béton

Le principal matériau de remplissage pour le béton de toutes qualités est la pierre concassée ou le gravier - roche concassée. Le plus souvent utilisé de la pierre concassée. Il est également divisé en fractions et a une surface rugueuse et inégale. Lors du choix de la composition du béton, il convient également de tenir compte du fait que les cailloux de mer ou de rivière ne peuvent pas remplacer la pierre concassée, car une surface lisse et polie à l'eau aggrave considérablement l'adhérence de la pierre au reste des composants du mélange.

La pierre concassée est divisée en les fractions suivantes:

sheben 3 10 m

Très petit - 3 - 10 mm.

sheben 10 20 m

Petit - 10-20 mm.

sheben 20 40 m

Moyen - 20 - 40 mm.

sheben 40 70 m

Grand - 40 - 70 mm.

Pour que votre béton dure plusieurs années et ne s'effondre pas, n'oubliez pas que la taille maximale des pierres dans le gravier ne doit pas dépasser 1/3 de l'épaisseur minimale du futur produit.

Ils prennent également en compte un indicateur tel que le vide de la charge - la quantité d'espace vide entre les pierres de gravats. Il est simple de le calculer - prenez un seau de volume connu, remplissez-le de pierre concassée jusqu'aux bords et versez-y de l'eau avec une capacité mesurée. Sachant combien de liquide est entré, nous pouvons calculer le vide des décombres. Par exemple, si 4 litres d'eau pénètrent dans un seau de 10 litres de gravier, alors le vide de ce gravier est de 40%. Plus le vide de la charge est petit, plus la consommation de sable et, surtout, de ciment est faible.

Pour maximiser le remplissage des vides, différentes fractions de pierre concassée doivent être utilisées: petite, moyenne, grande. Il convient de garder à l'esprit que la fraction fine doit représenter au moins 1/3 du volume total de pierre concassée.

En plus du gravier et du gravier de granit, en fonction de la destination du béton, de l'argile, du laitier de haut fourneau, ainsi que d'autres charges d'origine artificielle sont utilisées. Pour le béton léger, des copeaux de bois et de la mousse de polystyrène broyé sont utilisés. Pour béton ultra-léger - gaz et air. Cependant, la création de béton léger et ultraléger se heurte à un certain nombre de difficultés et il est peu probable qu'elle réussisse à fabriquer correctement un tel produit en dehors de l'atelier industriel.

Selon la densité, tous les granulats de béton sont divisés en poreux (<2000 kg / m3) et dense (> 2000 kg / m3) N'oubliez pas non plus que les charges naturelles ont un petit fond de rayonnement, qui est inhérent à toutes les roches granitiques. Bien sûr, ce n'est pas une source de pollution par les radiations, mais il convient tout de même de se souvenir d'une telle propriété de la pierre naturelle comme charge de béton.

Eau - exigences pour la préparation du béton

L'eau n'est pas un composant moins important que le ciment ou le sable. Une vérité simple peut être considérée comme une règle - toute eau propre à boire convient également au mélange du béton. En aucun cas, vous ne pouvez utiliser de l'eau d'une source inconnue, des eaux usées après la production, des marais et d'autres eaux, dont vous n'êtes pas sûr. La composition chimique et d'autres indicateurs de l'eau peuvent affecter considérablement les caractéristiques de résistance du béton fini.

Tableau n ° 1. Consommation d'eau (l / m3) avec différents grains de charge:

Niveau de ductilité du bétonGravierPierre concassée
  10 mm 20 mm 40 mm 80 mm 10 mm 20 mm 40 mm 80 mm
Très plastique 215 200 185 170 230 215 200 185
Plastique moyen 205 190 175 160 220 205 190 175
Faible ductilité 195 180 165 150 210 195 180 165
Pas en plastique 185 170 155 140 200 185 170 155

Il est important de se rappeler que le calcul de la composition du béton inclut toute l'humidité présente dans les matériaux de construction avant de les mélanger. Si, par exemple, vous avez prévu des scories de haut fourneau comme charge, alors sa teneur en humidité est également importante - en fait, il s'agit d'un «excès» d'eau, ce qui est difficile à prendre en compte, mais il gâche simplement la solution finie.

Un autre indicateur important dépend de la quantité d'eau - la plasticité du béton fini.Pour obtenir du béton plastique, de l'eau doit être ajoutée strictement selon la norme. Le dépassement de la norme requise est également nocif, ainsi que le manque d'eau - le béton est stratifié et perd sa qualité. Lors du mélange d'un mélange de béton, la plasticité du béton est déterminée par «l'œil». Si le béton glisse spontanément d'une bêche à baïonnette située horizontalement, il est alors considéré comme très plastique. S'il ne glisse d'une pelle qu'avec une légère pente, le béton est considéré comme un plastique moyen. Si le béton ne glisse pas, même avec une pelle inclinée, il est considéré comme légèrement plastique. Lorsque le béton repose sur une pelle à tubercule, il n'est pas considéré comme du plastique. Il est impossible de rendre le béton trop liquide car il perd ses qualités.

Résistance et qualité du béton

La marque de béton est la capacité du produit fini à résister à une charge de 1 cm2 sans dommage. La marque de béton est déterminée le 28e jour après sa fabrication. Le fait est que le béton acquiert sa résistance le plus rapidement dans les 7 jours. Pendant ce temps, il peut gagner jusqu'à 40% de force. Après 7 jours, une bonne résistance dure jusqu'à 28 jours. Après 28 jours, l'ensemble de force diminue fortement, mais continue pendant un certain temps.

Tableau de résistance du béton
Le graphique de l'ensemble de la résistance du béton, dans des conditions normales.

Comment calculer la composition du béton

Afin de calculer correctement la composition du béton, il est important de disposer de certaines données.

Cela comprend:

  • La qualité de béton requise;
  • La plasticité souhaitée du mélange;
  • Marque de ciment;
  • Données sur la distribution granulométrique du sable et du gravier.

Il existe deux façons de calculer la composition du béton - par le rapport pondéral du ciment, du sable et du gravier et le rapport volumique de ces matériaux. Et dans le premier et le deuxième cas, le ciment est toujours pris comme une unité (pour une partie), et tous les autres composants du mélange de béton comme une partie du poids ou du volume de ciment.

Calcul de la composition du béton en poids

Nous calculerons la composition pour obtenir du béton de ductilité moyenne, dont le degré de résistance pendant 28 jours sera M200.

Supposons que nous ayons:

  • Ciment Portland M400;
  • Pierre concassée de la fraction moyenne;

Pour commencer, nous devons déterminer le rapport eau-ciment (W / C). W / C est la proportion du poids d'eau et de ciment, qui est nécessaire pour la préparation de béton d'une certaine résistance. Cet indicateur est déterminé par des formules ou empiriquement. Nous proposons les valeurs H / C déjà trouvées, qui sont rassemblées dans un tableau.

Tableau n ° 2. Valeurs V / C pour différentes qualités de béton.

Timbres
ciment
Nuances de béton
  100 150 200 250 300 400
300   0,75 0,65 0,55 0,50 0,40
  0,80 0.70 0.60 0.55 0.45  -
400   0,85 0,75 0,63 0,56 0,50 0,40
  0,90 0,80 0,68 0,61 0,55 0,45
500   - 0,85 0,71 0,64 0,60 0,46
  - 0,90 0,76 0,69 0,65 0,51
600   - 0,95 0,75 0,68 0,63 0,50
  - 1 0,80 0,73 0,68 0,55
pokazateli dlya graviya - indicateurs de gravier.pokazateli dlya shebnya - indicateurs pour pierre concassée.

Connaissant la marque de béton nécessaire et la marque de ciment utilisée, on retrouve la valeur du V / C. Dans ce cas, ce sera 0,63.

Maintenant, à partir du tableau n ° 1, nous trouvons la quantité d'eau nécessaire pour obtenir du béton de ductilité moyenne, avec une taille de pierre concassée de 40 mm. En conséquence, nous obtenons la valeur de 190 l / m3

Après cela, nous pouvons calculer la quantité de ciment dont nous avons besoin par 1m3 béton. Pour ce 190 l / m3 divisez par 0,68 et obtenez 279 kg. ciment. À partir du tableau n ° 3, nous trouvons les proportions du mélange de béton pour le grade de béton requis M200 et le grade de ciment M400.

Tableau n ° 3. Rapports pondéraux du ciment, du sable et du gravier.

Qualité du bétonMarques de ciment Portland
400 500
Proportions en poids, Ciment: Sable: Décombres
100 1 : 4,6 : 7,0 1 : 5,8 : 8,1
150 1 : 3,5 : 5,7 1 : 4,5 : 6,6
200 1 : 2,8 : 4,8 1 : 3,5 : 5,6
250 1 : 2,1 : 3,9 1 : 2,6 : 4,5
300 1 : 1,9 : 3,7 1 : 2,4 : 4,3
400 1 : 1,2 : 2,7 1 : 1,6 : 3,2
450 1 : 1,1 : 2,5 1 : 1,4 : 2,9

Le rapport C: P: U sera de 1: 2,8: 4,8. Si le ciment a besoin de 279 kg, alors 279 × 2,8 = 781 kg. sable et 279 × 4,8 = 1339 kg. pierre concassée. Au total, il s'avère que pour la préparation de 1 m3 béton de ductilité moyenne et grade M200 à partir de ciment Portland M400 et pierre concassée de fraction moyenne, il faut:

ciment279 kg ciment.

pesok781 kg. du sable.

sheben1339 kg. pierre concassée.

voda190 l de l'eau.

À la maison, un seau de 10 litres est souvent utilisé pour mesurer divers matériaux en vrac. Pour vous permettre de mesurer plus facilement les matériaux, nous fournirons des données sur la masse d'un matériau particulier contenu dans un seau de 10 litres:

  • Ciment - 13 - 15 kg, selon le joint.
  • Sable - 14 - 17 kg, selon l'humidité.
  • Pierre concassée ou gravier - 15 - 17 kg, selon la taille de la fraction.

Il faut comprendre que la méthodologie de ce calcul est légèrement inférieure aux méthodes utilisées dans la construction de grandes installations, mais c'est bien mieux que le principe - donner plus de ciment pour devenir plus fort.

En plus d'appliquer des proportions en poids, des proportions de la composition du béton en volume sont également utilisées. Cependant, cette méthode est moins précise.

Tableau n ° 4. Rapports volumétriques du ciment, du sable et de la pierre concassée pour le béton de différentes qualités:

Marque de ciment PortlandQualité du bétonProportions en volume, lVolume de béton, l, à
consommation de 10 litres. ciment
Le ciment Sable Pierre concassée
400 100 1 4,1 6,1 78
150 1 3,2 5,0 64
200 1 2,5 4,2 54
250 1 1,9 3,4 43
300 1 1,7 3,2 41
400 1 1,1 2,4 31
450 1 1,0 2,2 29
 
500        100 1 5,3 7,1 90
150 1 4,0 5,8 73
200 1 3,2 4,9 62
250 1 2,4 3,9 50
300 1 2,2 3,7 47
400 1 1,4 2,8 36
450 1 1,2 2,5 32
La quantité d'eau n'est pas indiquée et dépend de la consistance et de la plasticité requises du béton.

Comment mélanger le béton

Il existe à la fois une méthode de pétrissage manuelle et une méthode mécanisée - utilisant des malaxeurs à béton et des malaxeurs.

Façon manuelle de mélanger le béton

Considérons la méthode manuelle de pétrissage, comme la plus populaire dans la construction de maisons. Pour le mélange correct du mélange, un récipient est nécessaire dans lequel tous les composants seront mélangés. Il peut s'agir d'une boîte de conserve ordinaire ou d'un récipient spécialement assemblé. Tout le sable nécessaire au pétrissage y est versé et le ciment est versé dans le sillon au milieu. Après avoir soigneusement mélangé du sable avec du ciment, jusqu'à obtenir une masse grise homogène. Ensuite, le matériau résultant est humidifié avec de l'eau, et encore bien mélangé. La pierre concassée est ajoutée plus tard, et le mélange est mélangé jusqu'à ce que la solution recouvre chaque pierre de la charge. Dans le même temps, de l'eau est ajoutée peu à peu, dont la quantité dépend de la plasticité requise. Une fois que le mélange est devenu homogène et que toutes les pierres de l'enduit sont recouvertes de mortier, le béton est prêt à être posé.

Avec la méthode manuelle de pétrissage, il y a un point important, à savoir la vitesse de pose du béton. Même avec un léger retard, le béton de l'auge peut se délaminer (il ressemble à de l'eau dépassant du dessus) et perdre certaines de ses propriétés. Il est donc important de poser rapidement le béton dans le coffrage.
La meilleure option pour la préparation du béton serait une façon mécanique de mélanger à l'aide d'une bétonnière. Les avantages de cette méthode seront d'obtenir un mélange homogène garanti et un béton de haute qualité.

Bétonnage à la main

Mélange de béton dans une bétonnière

Pour le pétrissage dans une bétonnière, le ciment est d'abord coulé et un minimum d'eau est coulé. Après avoir obtenu une émulsion homogène, du sable est ajouté au mélangeur en fonction de la proportion. Ensuite, la solution intervient avec l'ajout de la quantité d'eau requise. Après avoir reçu la solution, la charge peut être versée dans la bétonnière.

L'avantage de la méthode mécanique de malaxage est que le béton ne se délamine pas et peut rester dans un malaxeur rotatif jusqu'à une heure sans perdre ses propriétés. Cependant, le malaxeur ne doit pas être placé loin du lieu d'installation - afin d'éviter la perte des propriétés du béton lors de la livraison.

Mélanger le béton dans une bétonnière

En suivant ces règles simples, vous obtiendrez un matériau structurel fiable, qui deviendra plus solide au fil des ans!