Mortier et béton : les agrégats (granulats : sable, gravier, etc.)

Également appelés “granulats”, les agrégats constituent pour ainsi dire la charpente des mortiers et des bétons. Le mot désigne tous les éléments qui peuvent être assemblés par un liant. En maçonnerie, il s’agit essentiellement de sable et de gravillons, mais aussi, dans une certaine mesure, de cailloux et de pierres de faible grosseur. Un mélange de liant, de sable et d'eau donne du mortier. En ajoutant au mélange des graviers, des cailloux, des morceaux de pierre on obtient du béton.

Le sable

Il doit provenir exclusivement d’une rivière ou d'un plan d'eau douce, le sel contenu dans le sable de mer nuisant à la prise du liant et donc à la solidité du mortier ou du béton. Il faut également qu’il soit propre, les impuretés telles que la boue ou la terre pouvant, elles aussi, nuire à la qualité de l’ouvrage. Vous pourrez contrôler cette propreté d’abord à l’œil, puis en frottant le sable entre vos mains (sur lesquelles il laissera une trace s’il est très sale). Pour une sécurité absolue, vous pourrez faire un test plus approfondi : remplissez de sable un bocal en verre sur 7 cm et ajoutez de l’eau salée sur 5 cm. Agitez le tout, puis laissez reposer. Au bout de quelques heures, les impuretés se déposeront sur la couche de sable, vous permettant d’apprécier le degré de propreté du matériau.
L’humidité du sable que vous emploierez est également importante, car elle peut modifier de façon très sensible les proportions lors du gâchage ; en effet, l’eau mêlée au sable entraîne une augmentation de volume (on dit que le sable "foisonne"). On considère que le foisonnement est en moyenne, de l’ordre de 20 %.

Test de foisonnement

Une méthode simple permet de connaître le pourcentage de foisonnement : on sait que le sable occupe exactement le même volume dans l’air que dans l’eau. Pour apprécier le  foisonnement d’un sable, réalisez l’expérience suivante:
• Prenez un récipient (un seau) gradué en litres (au-delà de 10 l) 
• Versez-y 10 l de sable foisonné 
• Versez plus d’eau que de sable 
• Mélangez l’eau et le sable 
• Laissez reposer jusqu’à ce que le sable se dépose au-dessous du niveau des 10 l 
• Rajoutez du sable jusqu’à ce que le niveau des 10 l soit de nouveau atteint ; la quantité de sable ajoutée correspond au foisonnement.

Ainsi, si vous avez ajouté 3 l de matériau, cela signifie que 13 l de votre sable correspondent à 10 l du même sable sec ; le foisonnement de votre agrégat est donc de 30 %. Vous pourrez ainsi corriger vos proportions au moment du gâchage.

Les graviers, les cailloux et les pierres

La haute résistance du béton est obtenue par la liaison de particules rocheuses plus grosses que le sable. Les graviers, les cailloux et même les pierres concassées entrent dans cette catégorie, les premiers étant, bien sûr, les plus utilisés.
On trouve des graviers de rivière et des graviers de mer (préalablement lavés à l'eau douce). Les premiers sont généralement plus ronds et plus polis, d’où un meilleur calage spontané lors du coulage. De nombreux graviers résultent du concassage de roches. Cela leur donne une meilleure homogénéité physique (ils ont forcément à peu près la même origine), et leur calibrage est constant.

Graviers, cailloux et pierres concassées constituent trois grandes catégories à l’intérieur desquelles on trouve encore trois classes : gros, moyens, petits. Ce classement est important, car il permet d’établir la granulométrie de l’agrégat, un élément qu’il faut connaître lorsqu’on veut, par exemple, un béton correspondant à une charge et à une résistance précises – il faut en effet avoir une granulométrie continue, les différentes grosseurs d’agrégats devant être représentées. En fait, l’amateur n’emploie généralement que deux agrégats pour préparer son béton : du sable et des gravillons. La granulométrie est alors considérée comme discontinue. La solidité du béton obtenu est le plus souvent largement suffisante.

Granulométrie des différents agrégats
Type d'agrégat Classe Calibre maximal (en mm)
Sable petits 0,08
moyens 0,30
gros 1,25
Gravillons petits 5,00
moyens 8,00
gros 12,50
Cailloux, pierres concassées petits 20
moyens 30
gros 50

 

 

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