Le ciment: un composant essentiel au béton

Le ciment est un liant hydraulique, utilisé pour fabriquer du béton et du mortier. Le prix d’un ciment gris « standard » est de l’ordre de ~0,20 €/kg.

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Le ciment : constituant principal du béton

Indispensable à la fabrication du béton, le ciment est un liant hydraulique, qui forme une pâte et durcit sous l’action de l’eau.

Il permet de solidariser les matériaux inertes tels que les granulats en vue d’obtenir un mortier ou un béton.

gravier de couleur orange rouge marron

Le gravier est l’un des composants du béton. Le ciment forme une pâte, qui agglomère le gravier présent dans le béton et le mortier

Retour dans le passé

Aussi surprenant que cela puisse paraitre, les Romains furent quelques peu précurseurs en matière d’utilisation de liants hydrauliques, puisqu’ils avaient déjà recours à des mélanges de chaux et de cendres volcaniques (région de Pouzzoles) pour ériger certaines constructions.

theatre antique

Théatre antique

Cependant, ce n’est qu’au 19ème siècle qu’est développé le « ciment artificiel », qui par la suite, viendra révolutionner les méthodes constructives.

Qu’est ce que le ciment ?

tas de ciment

Le ciment se présente sous forme de poudre. Il est vendu en sac de 25 kg et de 35 kg

Le ciment est principalement réalisé à base de clinker, qui est obtenu à partir d’un mélange de calcaire (80%) et d’argile (20%) portés à très haute température (de l’ordre de 1500°C).

Une fois la matière chauffée, le matériau est « broyé », ce qui permet de former une « poudre », qui n’est autre que le ciment lui-même.

Ciment et constituant incorporé

Si le ciment est réalisé à base d’un mélange de calcaire et d’argile, il est possible de rajouter d’autres matériaux ; ce qui donne lieu a des appellations spécifiques (cf. tableau ci-dessous).

Les constituants principaux et secondaires peuvent être :

  • Du clinker (K)
  • Du laitier de haut fourneau (S): issu de la production de fer dans les hauts fourneaux
  • Des cendres volantes (V ou W): issues de la production électrique
  • Des schistes calcinés (T)
  • Des fumées de silice (D): coproduit de la production du silicium
  • Des fillers calcaires (L ou LL): particules issues des carrières

Le ciment CEM I … V

Suivant le degré de matière « pure » dont il dispose, le ciment se décline sous différentes appellations : CEM I, CEM II, CEMII, CEM IV et CEM V. Le ciment CEM II est couramment employé.

CEM I

Ciment portland (cf. ciment « traditionnel »)
CEM II Ciment Portland composé. Contient au moins 65% de clinker.
CEM III Ciment de haut fourneau. Contient 20% à 64% de clinker, et du laitier.
CEM IV Ciment pouzzolanique
CEM V Ciment composé. Contient 20% à 64% de clinker, le reste étant du laitier et des cendres volantes.

Le processus de durcissement du ciment

Le ciment est un matériau complexe, qui entame un processus de durcissement suivant différentes phases : la phase dormante, la prise, et le durcissement.

  • Phase dormante : le ciment et l’eau sont mélangés. Pas de changement notable lors du mélange.
  • Prise : après un délai d’attente d’une à deux heures, la viscosité du mélange augmente ainsi que la température. La perte de maniabilité de la matière signale la fin de prise.
  • Durcissement : le ciment continue à s’hydrater et sa résistance augmente progressivement. A noter que la « majeure partie » de la résistance est atteinte au bout de quelques ~28 jours
prise du ciment

La prise du ciment est un processus long. Un béton met beaucoup de temps à « durcir ». Les essais normalisés sont effectués au bout de 28 jours. Période au bout de laquelle il a atteint une bonne partie de sa résistance. Cela étant, on peut décoffrer avant 🙂

La norme NF EN 197-1

Tout comme la norme NF EN 206-1 appliquée au béton, la norme NF EN 197-1 permet de « caractériser » un ciment sur la base de différents critères.

sac de ciment

Le sac de ciment est normé

Afin de mieux comprendre chacun des critères, voici un exemple d’appellation que l’on peut trouver sur un sac de ciment acheté dans le commerce :

 

CEM II / A – LL 32.5 R CE CP1 NF

 

  • Le ciment (CEM II) : il s’agit de la typologie de ciment
  • Classe de composition (A) : apporte des précisions quant au taux de clinker utilisé. L’indice va de « A » (forte proportion de clinker) à « C » (faible proportion).
  • Les autres constituants (LL) : cet indice indique la présence d’autres constituants que le clinker. Ici, le ciment contient des fillers.
  • Classe de résistance (32.5) : il s’agit de la résistance en compression (exprimée en MPa) que présente une éprouvette de mortier. Il existe trois classes : 32.5 MPa, 42.5 MPa et 52.5 MPa.
  • Caractéristique complémentaire : l’indice « N » indique une prise normale, tandis que l’indice « R » indique une prise rapide
  • CE et NF : normes européennes et française
  • Caractéristique complémentaire : utilisé pour les ouvrages particuliers (PM=pour les travaux à la mer, ES= pour les travaux en eau sulfatée, CP=pour les bétons précontraints)

Dosage du ciment

Le ciment est employé pour réaliser du béton et du mortier.

Composition Utilisation
Béton Ciment, sable, gravier, eau Dalle de terrasse, dalle carrossable, fondation, seuil de porte, poutre
Mortier Ciment, sable, eau Chape, élément de jointure (brique, parpaing), enduit mural

Les dosages en ciment qui sont traditionnellement employés sont les suivants:

  • Béton de propreté : 250 kg/m3
  • Fondation: 300 – 350 kg/m3
  • Dalle de terrasse : 300 kg/m3
  • Dalle carrossable: 350 kg/m3
  • Chape de mortier : 350 kg/m3
  • Enduit de façade :
    • gobetis ~500 – 600 kg/m3 ,
    • corps d’enduit ~350 – 450 kg/m3,
    • Finition ~250 – 350 kg/m3
  • Maçonnerie courante i.e. jointure ~ 350 kg/m3

A noter que les dosages de ciment sont donnés à titre indicatif. Pour plus d’informations, se reporter aux DTU associés.

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Prix d’un sac de ciment

Nous donnerons ci-dessous une idée de prix d’un ciment gris type CEM II 32,5.

A noter que le prix du ciment fluctue assez significativement suivant les spécificités du matériau: ciment gris ou blanc, résistance plus ou moins élevée, prise rapide ou normale, etc.

Aussi, le prix du ciment dépend d’un facteur géographique : il n’est pas le même sur tout le territoire.

Prix d’un sac de ciment

  • Prix d’un sac de ciment de 25 kg : ~3,5 – 6,5 €
  • Prix d’un sac de ciment de 35 kg : ~5 – 9 €
  • Prix du ciment : ~0,14 à 0,26 €/kg
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