Les bétons de granulats légers

Bruno Caillard

La réduction du poids d’un ouvrage lors de sa construction entraîne obligatoirement des économies. Afin d’atteindre la densité des bétons de granulats légers citée ci-dessus, il est impératif d’utiliser des granulats légers.

Les granulats légers

Les granulats utilisables pour la confection d’un tel béton sont :

Les argiles expansées

Ce sont des granulats qui disposent d’une faible densité et qui sont prêts à l’emploi. Ils ne nécessitent aucun broyage ou concassage.
Son élément constitutif est une argile grasse. Elle est introduite humide dans un four et en ressort après séchage sous forme de nodule (une grosseur anormale de forme généralement arrondie) dont la surface est lisse et légèrement vitrifiée.
Les argiles expansées sont rarement utilisées dans la confection du béton du fait de leur coût de production exorbitant.

Schistes expansés

C’est une variante d’argile expansée que l’on obtient par cuisson de schistes appropriés.

Laitier expansé

Il est obtenu par l’insufflation d’air dans le laitier en fusion. Après cette étape, le concassage offre des granulats de diverses dimensions. Ils sont assez rares sur le marché.


Pierre ponce

C’est une lave volcanique alvéolée de couleur grise. On obtient des granulats après concassage de cette dernière.

Pouzzolane

C’est une roche naturelle constituée par les projections volcaniques. Elle est assez abondante.

Perlite

Sous forme de petits grains arrondis et creux, on les obtient par le traitement chimique d’une lave volcanique.


Vermiculite

Sous forme de petits parallélépipèdes, elles sont obtenues par la cuisson suivi d’un refroidissement brusque des silicates.

  • Frittage :

Dans cette opération, l’argile, le schiste et les cendres volantes ou ardoises sont mélangés à l’état brut en présence d’un combustible pulvérisé puis brûlés et enfin gonflés.

D’une manière générale, plus ils sont légers, plus la résistance de ces bétons est faible. La résistance en compression peut aller de 2 à 5 MPa pour les bétons de vermiculite mais peut avoisiner les 40 MPa pour les bétons d’argile ou de schiste expansé.

Composition

Les granulats légers absorbent une grande quantité d’eau, ce qui constitue une grande difficulté du point de vue de la plasticité et de l’ouvrabilité des bétons. Le dosage en eau est donc un problème et ne peut pas être pris à la légère.

Le choix du sable

Ce sont les sables denses traditionnels que l’on emploi en évitant au maximum les grosses dimensions supérieures à 2 mm.

Le choix des granulats

Le choix dépend surtout de la résistance souhaitée en compression ainsi que de la densité recherchée. Toutefois, en raison de leur capacité à absorber l’eau, un pré-mouillage avant le malaxage est recommandé. Les granulats légers étant plus fragiles comparés aux granulats courants, il convient alors de ne pas trop prolonger le temps de malaxage au-delà de ce qui nécessaire.

On obtient le rapport ciment-eau ainsi que le rapport granulat-sable par l’utilisation de la formule de Bolomey. Comme ce sont des calculs fastidieux, on va uniquement se limiter aux valeurs pour la confection des bétons traditionnels.

Exemple concret

Pour obtenir une résistance moyenne à la compression de 26 MPa, on doit avoir :

Constituants Quantité
Ciment [ kg/m³ ] : 350
Granulats avec Dmax = 12 mm [kg/m³] : 495
Sable 0/2[ kg/m³ ] : 715
Eau [ Litre/m³ ] : 172

La quantité d’eau est assez élevée vu le dosage du ciment, mais c’est nécessaire pour faire face à l’absorption d’eau des granulats. Pour vous donner une idée de grandeur, l’argile expansée absorbe l’eau à raison de 10 à 15% de son poids.

Les caractéristiques et les propriétés des bétons de granulats légers.

Résistances

La résistance des bétons de granulats légers en compression est inférieure à celle des bétons classiques réalisés avec des granulats denses. Cette résistance décroît proportionnellement avec la densité du béton. Cependant, avec de bons granulats et du sable naturel ainsi qu’une augmentation du dosage du ciment, des résistances de même catégorie que ceux des bétons peuvent être atteints.
La résistance en traction est également plus faible.

Ouvrabilité

L’ouvrabilité est également difficile, toujours à cause des granulats qui absorbent l’eau. Pour y remédier, on peut avoir recours à certains adjuvants comme les entraîneurs d’air ou les plastifiants.

Fluage

Leur déformation instantanée est le double des bétons courants.

Retrait

Leur retrait est plus important mais est également plus tardif du fait de la déshydratation des mortiers qui est retardée par les granulats absorbant l’eau.

Conductivité thermique

C’est l’atout majeur des bétons de granulats légers. En effet, par la présence des bulles d’air intercalées dans l’épaisseur du béton, le béton de granulats légers est un excellent isolant thermique mais également un bon isolant acoustique

Utilisations des bétons de granulats légers


L’installation d’un mur en panneau préfabriqué

Du fait de leur faible résistance en compression, ils sont généralement utilisés pour la fabrication des agglomérés, des bétons isolants (toiture, plancher, etc.), des bétons banchés non porteurs ou des bétons dont les charges ne sont pas considérables.
Néanmoins, la principale utilisation de ce type de béton est sans conteste la préfabrication dans la mesure où il offre un gain conséquent en terme de poids.
Pour des bétons de vermiculite qui ont de meilleures résistances, la construction des poteaux, des poutres et des dalles mais également de tous les ouvrages où le béton est essentiel peut être envisagée .