Composition Caution
Notion de compacité
Elle est définie par l’équation : Compacité + porosité = unité
L’expérience montre qu’un béton plus compact sera plus résistant, alors, comment choisir une distribution des tailles de grains, dans une étendue granulaire donnée pour obtenir un empilement le plus compact possible, ce dernier étant généré de façon sensiblement aléatoire ?
Dans le cas du béton, les grains sont « imposés » et le problème consiste à déterminer les proportions nécessaires de chaque taille de grain en espérant toutefois que chaque particule veuille bien trouver sa bonne place !
Les travaux de Caquot (1937) établissent une relation mathématique entre la porosité d’un empilement et son étendue granulaire, valable sous réserve que les proportions des grains compris dans l’étendue granulaire soient elles-mêmes optimisées Une formule de béton n’est donc pas une recette vieille comme le monde qu’il suffit de recopier. Il faut à chaque nouveau béton rechercher à optimiser la compacité de l’empilement en fonction des matériaux disponibles.
Granulats
Les granulats
Propriétés essentielles
au niveau de la mise en œuvre du béton :
Elles dépendent de la granulométrie, de l’angularité et de la teneur en eau
au niveau du comportement mécanique et des performances il long terme :
Elles dépendent de résistance mécanique de grains, de la gélivité de ceux-ci, de l’alcali réaction potentielle et de la teneur en chlorure et sulfates.
La granulométrie
La norme (NF P 18 – 101) définit les classes suivantes:
Fillers 0/D       avec D < 2 mm et passant à 0.063 mm > 70%
Sable 0/D       avec D < 6,3 mm (4 mm pour les sables à béton) béton)
Gravillon d/D  avec d > 1 mm D < 31,5 mm
Graves 0/D          avec 6,3 mm < D < 80 mm
Ballast        avec d > 25 mm D < 50 mm
Mais la courbe granulométrique est l’information la plus complète et pour l’œil aguerri, ces courbes granulométriques sont un apport considérable. Les concavités de ces courbes renseignent directement sur les proportions relatives en grains fins ou grossiers dans l’étendue granulaire considérée. De plus, un producteur de granulats doit être à même de fournir un matériau dont la courbe granulométrique respecte un fuseau de régularité, défini par les normes.
La finesse du sable
Pour juger globalement de la granularité d’un sable on utilise : un paramètre appelé module de finesse. Celui-ci est égal au 1/100e de la somme des refus, exprimés en pourcentage sur les différents tamis de la série suivante :  0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 – 5 – 10 mm.
Un module de finesse élevé caractérise alors un sable grossier et à l’inverse un module finesse faible caractérise un sable fin. Néanmoins, l’optimum qui donnera le meilleur compromis homogénéité/mise en œuvre/résistance se situe entre 2,5 +-  0,35.
La norme NF P 18-54 impose des modules de finesse compris entre 1,8 et 3,2.
Propretés des granulats
Si quelques déchets (bois, scories, végétaux) sont tolérés en quantité très limitée (< 0.1%), ils ne doivent pas contenir d’hydrocarbures, d’huiles végétales ou des matières organiques.
Là encore, le cas du sable mérite une attention particulière.
On mesure également par un essai dit Equivalent de Sable (ES) la teneur en fines essentiellement argileuses du sable. Il est préférable d’utiliser un sable ayant un ES compris entre 75 et 85.
Densité des granulats
Dans la plupart des bétons. Les granulats sont du type calcaire, silico-calcaire ou les silex. Ils présentent alors des densités de l’ordre de 2,5 à 2,7 selon leur niveau de porosité. Il est possible également de rencontrer des basaltes (roches volcaniques) de densité environ 2,8 à 3,0. Le recours à des granulats de hautes densités est possible, tels que la barytine (sulfate de baryum) de densité de l’ordre de 4.2 à 4.7 ou la magnétite (oxyde de fer) de densité 4,5 à 5,1. Pour les bétons légers, on utilise des matériaux dont la densité est de l’ordre de 0,9 à 1,0 pour les argiles expansées et de 0,7 à 1,0 pour les schistes expansés.
Teneur en eau
Courbes granulométriques
Polluants
Choix du ciment
Les adjuvants
Retardateurs
Accélérateurs
Effet néfaste
Effet positif
Entraîneurs d'air
Plastifiant