La fabrication manuelle du béton

Comment faire du béton par malaxage manuel ?

Pour les petits chantiers, il est courant de devoir faire du béton manuellement.
Pour 1 m³ de béton on utilise :

• 350 kg de ciment
• 680 kg de sable
• 1 180 kg de gravillons

Il est évident que pour faire du béton dans un bac à gâcher, une auge ou une brouette, les quantités sont très inférieures.
Pour doser les différents ingrédients, le mieux est d’utiliser un seau de maçon de 10 l.
Pour des travaux courants, on considère :

• 1 volume de ciment
• 2 volumes de sable
• 3,5 volumes de gravillons
• 1/2 volume d’eau

Pour transformer la contenance du seau qui est exprimée en litre en kg on utilise la masse volumique de chaque ingrédients :

• 1 000 l de sable sec pèsent environ 1 600 kg
• 1 000 l de ciment pèsent, selon le type de ciment, de 1 000 à 1 100 kg
• 1 m³ de gravillons est égal à 1 000 litres qui pèsent environ 1 500 kg

Pour réaliser le béton, il faut mélanger les constituants à sec dans l’ordre suivant :

• gravillons
• sable
• ciment

Le ciment doit être bien réparti et doit former un mélange parfaitement uniforme.
Dans un bac à gâcher, il suffit de faire un tas avec le mélange et de retourner ce dernier à plusieurs reprises.
L’eau de gâchage doit être versée au centre du mélange dans un cratère. On verse d’abord les 2/3 de façon à bien imprégner le mélange en faisant ébouler les bords intérieurs du cratère dans l’eau.
Le mélange doit être brassé tout en versant progressivement le reste d’eau jusqu’à obtention de la consistance adéquate.
Le béton ainsi réalisé doit être utilisé dans l’heure qui suit.
Le matériel et les outils doivent être soigneusement lavés au jet d’eau pour éviter que les résidus de béton ne fassent prise et ne les rendent à terme inutilisables.

Comment fonctionne le matériel de malaxage ?

La fabrication manuelle peut également être effectuée à l’aide d’une bétonnière ou d’un malaxeur. Le choix entre bétonnière et malaxeur dépend de la capacité de production et des compositions recherchées.

Les bétonnières assurent le mélange des constituants par rotation de leur cuve selon un axe horizontal ou légèrement incliné.
Les bétonnières sont équipées de palettes, solidaires de la cuve, qui assurent l’entraînement des matériaux en les brassant. C’est ce mouvement de brassage gravitaire qui assure le mélange des constituants.
Les bétonnières sont des machines simples, robustes et parfaitement adaptées à de petits débits avec des capacités de cuve variant de 50 l à 1 m³. La vitesse de rotation de la cuve est de l’ordre de 20 tours/min. Le vidage de la cuve se fait par basculement de celle-ci ou par inversion du sens de rotation.

Les bétons réalisés à la bétonnière sont au maximum de classe de résistance C20/25. Cette dénomination donne les valeurs de résistance à 28 jours en MPa, mesurées sur éprouvettes cylindriques et cubiques de béton.

L’utilisation de malaxeurs assure une meilleure homogénéité du mélange que lors de l’utilisation d’une bétonnière. Ils sont équipés de trains de palettes à l’axe excentré par rapport à celui de la cuve, ce qui assure un malaxage des composants plus homogène. Les malaxeurs peuvent être équipés d’une cuve fixe ou tournante.

Comment déterminer la composition du béton ?

Le béton est constitué d’un liant (ciment), de sable, de granulats et d’eau. Le choix des deux principaux constituants, à savoir les granulats et le ciment, est fait en fonction de la résistance, de la granulométrie ou encore de la coloration recherchées.

Les constituants utilisés doivent toujours être conformes aux normes en vigueur et de qualité.

Le ciment utilisé dépend :

• de l’ouvrage à réaliser
• de sa classe de résistance
• de sa résistance à certains milieux (par exemple, en bordure de mer, ou en eau à haute teneur en sulfates)

Comment déterminer les paramètres du malaxage ?

Pour être efficace, le malaxage du béton doit prendre en compte différents paramètres :

• la vitesse de rotation de la cuve
• le temps de malaxage
• l’ordre d’introduction des composants

L’ordre d’introduction idéal n’existe pas ! C’est une notion relative liée à un remplissage discontinu de la cuve qui peut être fait par :

• skip de chargement
• chargeur
• manuellement à la pelle

Ceci ne garantit pas une introduction simultanée et progressive des constituants.
Dans un malaxeur, il est préférable d’introduire d’abord le ciment et l’eau pour le mouillage, puis le sable et les granulats qui vont constituer le mortier.
Avec une bétonnière, l’introduction des granulats avec de l’eau assure le décapage de la cuve. Ensuite le ciment, le reste de l’eau et le sable sont introduits. Puis, le reste des granulats.

La vitesse de rotation de la cuve ne dépasse pas 30 tours/min pour un malaxeur.
Le temps de malaxage doit être de l’ordre de 45 secondes pour des bétons basiques, et de 1 à 2 min pour des bétons très fermes ou riches en éléments fins.