A Madagascar, le plâtre est utilisé comme des produits de décoration et de protection contre le feu. C’est un liant hydraulique, mais plus léger que le ciment, donc ses produits dérivés sont aussi légers. D’autre part, les bétons et mortiers sont des produits dérivés du ciment, des matériaux nécessaires à la construction des bâtiments. On peut donc concevoir des produits dérivés du plâtre tels les mortiers et les bétons. D’où le but de notre sujet intitulé « projet de fabrication du mortier et béton léger de plâtre » pour la construction de mur de remplissage. Bétons ou mortiers sont classés comme bétons légers mais le mortier est considéré comme du béton léger de sable. Ce terme de « bétons légers » couvre toute une gamme de matériaux de construction très différents les uns des autres; qui n’ont de commun entre eux du point de vue de leur composition que l’utilisation d’un liant hydraulique. Du point de vue de leur structure, certains de ces matériaux ne sont même pas réellement des bétons si l’on réserve cette appellation à des produits contenant le liant, l’eau et les granulats. Elle a pour avantage d’englober sans confusion possible l’ensemble de tous les matériaux comportant l’emploi d’un liant hydraulique qui, à volume égale, sont plus légers que d’autres matériaux de construction.

GENERALITE SUR LES MORTIERS ET BETONS 

Les mortiers 

Ce sont des mélanges de composition diverses utilisés en maçonnerie pour assurer la liaison entre les éléments de constructions (briques, parpaing, pierres,…), on les utilise aussi comme enduit pour protéger les maçonneries. Pour les constructions simples on utilise un mortier composé tout simplement de terre argileuse et d’eau sinon on utilise un mélange du liant hydraulique de sable et d’eau.

On distingue 2 catégories de mortiers :
• Les mortiers à 2 éléments : composés d’un liant hydraulique, de sable et d’eau.
• Le mortier bâtard constitué de 2 liants, de sable, le tout additionné d’eau.

Fabrication des mortiers 

Les mortiers sont obtenus par mélange d’un liant (ciment ou chaux) toujours mélangé à du sable, de l’eau – et éventuellement un adjuvant – pour obtenir un « mortier », qui se distingue du béton par l’absence de gravillons. Les mortiers peuvent être préparés traditionnellement sur le chantier, préparés sur le chantier à partir de mortiers industriels secs pré dosés (il suffit d’ajouter la quantité d’eau nécessaire), livrés par une centrale : ce sont des mortiers prêts à l’emploi. Ces derniers ont un temps d’emploi supérieur à 24 h.

Utilisation des mortiers 

Les joints de maçonnerie
La construction réalisée en éléments maçonnés (blocs de béton, pierres de taille, brique), nécessite leur assemblage avec un mortier qui doit présenter des caractéristiques mécaniques suffisantes pour assurer la transmission des charges et répondre aux exigences d’étanchéité. On a généralement intérêt à utiliser des mortiers « pas trop rigide », de façon à pouvoir s’adapter aux variations dimensionnelles des éléments qu’il liaisonne sans fissurer.

Les enduits
Les enduits traditionnels sont réalisés en trois couches. Afin d’augmenter le rendement, il se développe aujourd’hui les enduits monocouches épais, ainsi que des enduits isolants. Ces produits font l’objet d’une procédure d’Avis technique par le CSTB. Les enduits aux mortiers de liants hydrauliques sont utilisés aussi bien pour les travaux neufs que pour la réfection de façades. Les enduits remplissent plusieurs rôles :
• un rôle de protection du gros oeuvre contre les intempéries ;
• un rôle d’imperméabilisation, tout en laissant « respirer » le support ;
• un rôle esthétique (aspect et couleur).

Les enduits habillent le gros oeuvre en le protégeant. Ils constituent la finition extérieure visible de la construction.

Les chapes
Les chapes ont pour fonction d’assurer la mise à niveau du dallage et la régularité de sa surface. Les chapes peuvent constituer la finition : on y incorpore alors souvent des produits spécifiques. Elles peuvent aussi constituer le support d’un revêtement de sol. Les chapes doivent présenter une résistance suffisante pour assurer la transmission des charges au support, et parfois résister à l’abrasion ou au poinçonnement (sols industriels). Adhérente ou flottante, la chape peut également avoir une fonction thermique ou acoustique. Les chapes peuvent incorporer au flottant.

Les mortiers de scellements et de calages
Des produits spécifiques à base de mortiers sont disponibles dans le commerce afin de répondre aux problèmes de scellement et de calage, par exemple : scellements d’éléments de couverture, scellements d’éléments de second oeuvre, scellements de mobiliers urbains, scellements de regards de visite, assemblage d’éléments préfabriqués… Afin de réaliser un bon scellement, le mortier doit être expansif pour provoquer un gonflement. Exemples : scellements de regards, de tiges de fixation, prise et durcissement rapide.

Rôle des constituants

Les liants
C’est le liant qui est en présence d’eau provoque les réactions chimiques qui conduisent à la prise et au durcissement et qui assure donc la cohésion de l’ensemble.

Le sable
Le sable constitue le squelette du mortier durci ; il a pour rôle principal de minimiser le phénomène de retrait qui se passe lors de la prise et durcissement. Il permet ainsi d’éviter les fissurations, en plus en le substituant à une grande partie de ciment, il permet d’abaisser considérablement le prix des travaux. Le sable doit être propre et lavé si nécessaire.

L’eau
L’eau provoque les réactions chimiques (hydratation des constituants du liant) qui modifient la consistance de l’ensemble par précipitation des hydrates ce qui entraîne la prise et à plus long terme le durcissement. De la quantité de gâchage dépend la plasticité du mortier c’est-à-dire son ouvrabilité. Un excès d’eau rend le mortier poreux et diminue sa résistance. Un manque d’eau diminue la maniabilité du mortier. La quantité de gâchage est caractérisée par le rapport E/C (ou C/E) avec E la masse d’eau utilisée et C la masse de ciment. L’eau doit être propre, potable de préférence. Sa température moyenne doit être comprise entre 15 et 25°C.

Propriétés des mortiers

Influence de la quantité de gâchage 

La quantité d’eau de gâchage pour obtenir un bon mortier et celle strictement nécessaire pour avoir une pâte plastique :
• si le mortier est trop sec on obtient des résistances et de compacités élevés mais le mortier sera très peu maniable et peu adhérent au support.
• Par contre toute excès d’eau de gâchage se traduit par une chute de la résistance mécanique du mortier ainsi que de l’imperméabilité. Un excès d’eau de gâchage nécessite un excès de consommation supplémentaire du ciment pour maintenir la résistance mécanique élevée.

La résistance mécanique du mortier qui est en fonction croissante du dosage du ciment croit lorsque l’on diminue la quantité d’eau de gâchage. Toutefois cette quantité d’eau doit être suffisante pour assurer le mouillage de tous les grains de sable ainsi que l’hydratation complète du ciment et aussi l’obtention d’une bonne maniabilité.

Perméabilité – compacité 

Les mortiers très peu poreux sont en générale les moins perméables. On diminue la perméabilité du mortier en augmentant sa compacité, la compacité du mortier est fonction du bon choix de la granulométrie du sable, du dosage en ciment et du dosage en eau de gâchage. L’imperméabilité n’est obtenue que par un dosage en ciment suffisant pour l’engobage de tous les grains de sable par la pâte de ciment.

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