Jean-François Martin Publié le 04 février 2013 - Mis à jour le 27 juin 2019
Prise du béton et séchage dans la construction de maison individuelle
Beaucoup de questions sur le béton, le séchage et la prise du béton. Dans le cadre des articles «Parole d'expert», voici des explications complètes. La prise, et notamment l’augmentation des résistances du béton, sont régies par plusieurs variables en fonction de la qualité et de la quantité de ciment utilisé : CEM I, CEM II, CEM III et CEMV, classe de résistance (32.5, 42.5 ou 52.5), usine de production, teneur en eau du béton, granulats (impuretés), présence ou pas d’adjuvant, mais aussi des conditions atmosphériques.
C’est une réaction lente qui permet d’obtenir environ 95 % de résistances à 28 jours (environ 80 % à 7 jours). Si on rajoute de l'eau en quantité importante, une diminution des résistances mécaniques et une augmentation du début de prise seront observés. L’inverse apparaîtra si la quantité d’eau de gâchage est réduite de façon conséquente. Dans ce cas, un adjuvant (plastifiant réducteur d’eau) sera utilisé afin d’assurer une mise en œuvre correcte du béton (sinon une diminution des résistances est observée).
Lorsque la température diminue, le temps de prise augmente ; lorsque la température monte, il diminue (le béton tire plus vite lorsqu’il fait chaud). Ainsi, les conditions atmosphériques joueront un rôle très important sur l’évolution de la prise et du durcissement du béton.
Ainsi, par temps très chaud, il convient de refroidir tous les matériaux, d’utiliser un adjuvant retardateur de prise béton et de ne pas rajouter d’eau si le béton tire trop vite (utilisation d’un adjuvant fluidifiant). Par temps froid, il conviendra de chauffer les matériaux (utilisation d’eau chaude), de réduire la quantité d’eau de gâchage (utilisation d’un adjuvant plastifiant réducteur d’eau) et d’utiliser un adjuvant accélérateur de prise. De même, il est conseillé d’employer un ciment de classe de résistance inférieure par temps chaud et supérieure par temps froid.
Les granulats étant naturellement plus ou moins poreux, ils jouent également un rôle dans le développement des résistances du béton. S’ils sont secs, ils absorberont une certaine quantité d’eau qui se traduira par une diminution de l’eau de gâchage. S’ils sont trop mouillés, l’eau de gâchage augmentera avec, pour les deux cas, les conséquences décrites ci-dessus. La présence d’impureté, et notamment d’argile, influencera également la prise et le durcissement du béton.
La norme NF EN 206-1 s’applique aux bétons de structure qu’ils soient des bétons prêts à l’emploi ou des bétons réalisés sur chantier par l’utilisateur du béton, destinés aux bâtiments et aux ouvrages de génie civil. Les producteurs de Bétons Prêts à l’Emploi respectent cette norme pour la livraison de leurs produits, tout en sachant que le client est responsable de la spécification du béton et qu’il doit s’assurer de prendre en compte tous les paramètres pour définir parfaitement le béton à utiliser. Dans ce cadre, les bétons sont confectionnés en fonction de l’environnement dans lequel il sera placé. Il existe 6 classes d’exposition principales qui, avec le niveau d’agressivité des milieux, conduisent à un total de 18 classes d’exposition :
D’autre part, la régularité de fabrication des bétons fabriqués est suivie par de nombreux contrôles, et notamment celui des résistances mécaniques, qui sont effectués régulièrement pour assurer la livraison d’un produit conforme. Dans le cadre des bétons confectionnés «à la bétonnière», pour respecter cette norme et s’affranchir du contrôle de résistance, le producteur de béton se réfèrera à la norme NF P18-201 (DTU 21) qui impose un dosage en ciment de 400 kg/m3 pour une résistance caractéristique maximale en compression à 28 jours égale à 20 Mpa.
Les Documents Techniques Unifiés sont des documents qui regroupent les connaissances nécessaires pour chaque application d’ouvrage en béton. Il convient donc de s’y référer afin de bien exécuter les travaux et notamment respecter les dosages. Ces documents sont vendus par le CSTB et l'AFNOR. A titre d’exemple, voici quelques DTU (liste non exhaustive) :
Pour aider les utilisateurs de ciment à construire leur maison, aménager les extérieurs, réaliser des travaux de voirie et des chantiers en milieu agricole…, Ciments Calcia a mis en ligne sur son site Ciments Calcia un outil interactif, Bat’Expert, qui permet de retrouver par application les données techniques et réglementaires ainsi que les dosages nécessaires à la réalisation du projet .batexpert-ciments-calcia.fr/ mais également un guide, Le Guide Calcia, permettant de trouver, en fonction des besoins, des réponses rapides, claires et précises à toutes les questions d’ordre technique ou pratique relative à l’utilisation de ses produits dans les projets qui est consultable sur le lien suivant.
La qualité d’une préparation rigoureuse et la maîtrise des constituants du béton est un gage de réussite mais pas suffisant car le béton est un matériau fragile tant qu’il n’a pas atteint un niveau de résistance suffisant. Le froid et le chaud agissent sur le béton fraîchement mis en œuvre ce qui peut conduire à l’apparition de défauts esthétiques avec parfois des conséquences négatives.
Outre le fait que des températures extérieures élevées (> 25 °C) vont accélérer la prise du béton, il est recommandé de prendre des précautions de bétonnage. En effet, un béton doit durcir et non sécher.
L’eau de gâchage doit réagir chimiquement avec le ciment et ne doit pas s’évaporer trop vite. Si sous l’effet de la chaleur, d’une faible hygrométrie ou de l’action du vent, l’eau de gâchage s’évapore trop vite la réaction chimique devient incomplète. Ainsi, les résistances mécaniques seront plus faibles notamment en surface, la peau du béton poudroiera et des fissures apparaîtront.
Fissures liées au retrait plastique (évaporation de l’eau interne)
Pour éviter ces désagréments, la surface libre du béton en contact avec l’atmosphère doit être curée afin de limiter cette évaporation. Appliquer dès la mise en oeuvre du béton un produit de cure commercial ou maintenir cette surface humide (film d’eau en surface, pulvérisation d’eau fréquente, mise en place d’un film en matière plastique, pose de paillassons humides, etc.). La durée du risque de fissuration est variable (jusqu’à 10 jours environ) en fonction de la nature du ciment, du béton et des conditions atmosphériques. La durée moyenne en France est de 3 jours pendant laquelle la surface en contact avec l’atmosphère sera régulièrement mouillée.
Lorsque la température extérieure est inférieure à 5 °C ou s’il existe un risque que celle-ci descende en dessous de 0 °C après le bétonnage, il est conseillé de différer les travaux de bétonnage. En effet, le froid retarde l’hydratation du ciment (elle peut même être stoppée), augmente la durée de début de prise et l’eau de gâchage reste dans un état gelable. Or, il est bien connu que la formation de glace s’accompagne d’un gonflement et si elle se forme dans le béton frais celui gonflera et sa surface s’écaillera. Outre la surface du béton, sa structure interne sera également affectée.
Dégradation du béton par l’effet du gel
Si toutefois les travaux ne peuvent pas être différés, il conviendra alors d’utiliser un béton chaud. Pour cela, les granulats seront dégelés, de l’eau chaude et un adjuvant accélérateur de prise seront utilisés, le dosage en ciment augmenté et la quantité d’eau diminuée en utilisant un adjuvant réducteur d’eau. Les coffrages seront isolés et les surfaces nues du béton seront impérativement protégées pour assurer une température minimale permettant un bon démarrage de l’hydratation du ciment et pour éviter une dessiccation trop rapide et excessive notamment par temps venteux (panneaux de polystyrène expansé, bâches chauffantes, etc.).
G. NOWORYTA - Groupe CALCIA
