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, d'agrégats et de ciment. Le ciment est une poudre très fine composée de calcaire et d'autres minéraux, qui absorbe l'eau et sert de liant pour maintenir le béton ensemble. Bien que le ciment soit un matériau de construction à part entière, le béton ne peut être fabriqué sans ciment. Les deux termes sont souvent utilisés de manière interchangeable de manière incorrecte, mais le béton et le ciment sont des produits distincts.
Ciment
Le ciment est composé 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 appelé clinker, qui ressemble approximativement à du marbre. Ceux-ci sont broyés en une poudre et du gypse est ajouté, créant la substance grise semblable à la farine connue sous le nom de ciment. L'ajout d'eau au ciment déclenche un processus chimique lui permettant de se durcir.
Ciment Portland
Il existe de nombreux types de ciment, mais le type le plus couramment utilisé dans la construction est le ciment Portland. Joseph Aspdin, de Grande-Bretagne, développa le matériau de construction dans les années 1700, lorsqu'il découvrit que l'ajout d'argile à du calcaire et la surchauffe du mélange permettaient au mélange résultant de s'étendre n'importe où. Le ciment Portland est un type de ciment hydraulique, ce qui signifie que lorsque de l'eau est ajoutée, il se produit une réaction chimique qui ne dépend pas de la quantité d'eau qu'il contient. 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 le béton 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 du béton; les proportions exactes varient en fonction du type de béton fabriqué. L'agrégat et le ciment sont soigneusement mélangés à de l'eau, ce qui déclenche la réaction chimique et provoque le durcissement et la prise du ciment. Avant que cela ne se produise, le mélange de béton peut être coulé dans un moule afin qu'il durcisse sous une forme spécifique, qu'il s'agisse d'un bloc ou d'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 béton. Le béton exposé aux conditions de gel et de dégel peut être additionné de produits chimiques pour aider à prévenir les fissures.
Ratios béton et ciment
Les propriétés du béton dépendent dans une large mesure du rapport granulats / 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 que trop 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 de ciment en livres. Un ratio 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 grosses roches nécessitent moins de béton, ce qui signifie moins d’eau, et un produit final plus fort peut être fabriqué. L'agrégat est également moins coûteux que le ciment, donc un pourcentage plus élevé peut réduire le coût. De manière générale, un bon agrégat est une combinaison de roches de différentes tailles, 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 haute teneur en roche du béton le rend extrêmement durable. Il est souvent utilisé dans les terrasses de piscines, les gratte-ciel, les métros, les lampadaires, ainsi que sur les trottoirs, les allées et les routes. Les ingrédients du béton et du ciment sont parmi les plus abondants sur Terre et peuvent être recyclés. La production de ciment nécessite une grande quantité d'énergie en raison des températures élevées requises et l'industrie a été critiquée pour ses contributions aux émissions de dioxyde de carbone.