Quelle est la différence entre le béton et le ciment ?

La principale différence entre le béton et le ciment est que le béton est un matériau composite composé d'eau, de granulats et de ciment. Le ciment est une poudre très fine composée de calcaire et d'autres minéraux, qui absorbe l'eau et agit comme un liant pour maintenir le béton ensemble. Si le ciment est un matériau de construction à part entière, le béton ne peut se faire sans ciment. Les deux termes sont souvent utilisés de manière incorrecte et interchangeable, mais le béton et le ciment sont des produits distincts.

Ciment

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire, de calcium, de silicium, de fer et d'aluminium, entre autres ingrédients. Ce mélange est chauffé dans de grands fours à environ 2 700 ° F (1 482 ° C) pour former un produit connu sous le nom de clinkers, qui ressemble à peu près aux marbres. Ceux-ci sont broyés en poudre et du gypse est ajouté, créant la substance grise semblable à de la farine connue sous le nom de ciment. Lorsque de l'eau est ajoutée au ciment, elle déclenche un processus chimique qui lui permet de durcir.

Ciment Portland

Il existe de nombreux types de ciment différents, mais le type le plus couramment utilisé dans la construction est le ciment Portland. Joseph Aspdin de Grande-Bretagne a développé le matériau de construction dans les années 1700, lorsqu'il a découvert que l'ajout d'argile au calcaire et la surchauffe du mélange permettaient au mélange résultant de prendre n'importe où. Le ciment Portland est un type de ciment hydraulique, ce qui signifie que lorsque de l'eau est ajoutée, il déclenche une réaction chimique qui ne dépend pas de la quantité d'eau présente. Cela permet au ciment de durcir sous l'eau et de rester solide même dans des conditions humides. Les différents types de ciment hydraulique sont principalement utilisés dans les bétons et les mortiers.

Béton

Le béton, en revanche, est un matériau de maçonnerie qui utilise du ciment pour lier la pierre concassée, la roche et le sable, également appelés agrégats. Le ciment représente de 10 % à 15 % de la masse totale de béton; les proportions exactes varient en fonction du type de béton fabriqué. L'agrégat et le ciment sont soigneusement mélangés avec de l'eau, ce qui déclenche la réaction chimique provoquant le durcissement et la prise du ciment. Avant que cela ne se produise, le mélange de béton peut être versé dans un moule afin qu'il durcisse dans une forme spécifique, que ce soit un bloc ou une dalle.

Le temps de prise du béton dépend en partie de la quantité de gypse ajoutée au mélange. Ce temps peut être accéléré en ajoutant du chlorure de calcium ou ralenti en ajoutant du sucre. Ces composés agissent en affectant le développement des cristaux de durcissement qui se forment sous forme de jeux de béton. Le béton exposé aux conditions de gel et de dégel peut avoir des produits chimiques supplémentaires ajoutés pour aider à prévenir la fissuration.

Ratios béton et ciment

Les propriétés du béton dépendent en grande partie du rapport agrégat-ciment-eau dans le mélange. Le rapport eau-ciment est le plus important, car trop peu d'eau rendra le mélange de béton difficile à travailler, tandis qu'une trop grande quantité affaiblira le produit final. Ce ratio est calculé avec l'équation suivante :

Dans ce calcul, r est le rapport, q_H2O est la quantité d'eau en gallons américains, et W_c est le poids du ciment en livres. Un rapport d'au moins 0,25 est requis pour que le béton durcisse, tandis que des valeurs de 0,35 à 0,4 sont typiques pour la plupart des applications.

Les granulats sont également importants, car ils représentent plus de 60 % d'un mélange de béton - et jusqu'à 80 % dans certains cas. Les roches plus grosses nécessitent moins de béton, ce qui signifie que moins d'eau est nécessaire et qu'un produit final plus solide peut être fabriqué. L'agrégat est également moins cher que le ciment, donc un pourcentage plus élevé peut réduire le coût. D'une manière générale, un bon granulat est une combinaison de roches de plusieurs tailles différentes, avec une taille moyenne et maximale spécifique; ces pierres doivent être propres et durables, et ne doivent pas contenir d'argile ou d'autres minéraux pouvant absorber l'eau.

La forte teneur en roche du béton le rend extrêmement durable et il est souvent utilisé dans les terrasses de piscine, les gratte-ciel, les métros et les lampadaires, ainsi que les trottoirs, les allées et les routes. Les ingrédients du béton et du ciment sont parmi les plus abondants sur Terre, et tous deux peuvent être recyclés. Cependant, la production de ciment nécessite une grande quantité d'énergie en raison des températures élevées requises et l'industrie a été critiquée pour sa contribution aux émissions de dioxyde de carbone.