Les mortiers et leur composition

Maçonnerie, Matériaux 1966

La chaux

La chaux provient de la calcination des pierres calcaires.

On distingue trois espèces de chaux: les chaux grasses, les chaux maigres et les chaux hydrauliques, selon la composition en silice, alumine, oxyde de fer, magnésie et eau, des calcaires calcinés.

Comme on n'utilise la chaux dans les constructions qu'une fois pulvérisée et mélangée avec du sable, il faut en étudier le comportement.

Chaux grasse

 En plongeant dans l'eau quelques morceaux de chaux vive, on constate qu'ils se gonflent, se fissurent et dégagent d'abondantes fumées brûlantes ; finalement les morceaux tombent en poussière : la chaux est éteinte — elle est, comme on dit, hydratée.

On ajoute de l'eau puis l'on broie au pilon, pour obtenir une pâte de consistance plastique. Laissée ainsi à elle-même pendant quelques heures, cette pâte devient liante, onctueuse et grasse. Exposée à l'air, elle se fendille, puis se dissout à nouveau dans l'eau pour ainsi dire en un lait de chaux.

Chaux maigre

Les chaux maigres immergées dans l'eau ne s'échauffent pas, mais se précipitent en poudre après un temps plus ou moins long. Si on en fait une pâte, exposée à l'air, cette pâte se fendille un peu. Dissoute de nouveau dans l'eau, elle dégage, avec le lait de chaux, un résidu de substances étrangères.

Le volume de la chaux maigre n'augmentant pas avec son extinction, il en faut par conséquent beaucoup plus pour obtenir un volume donné de mortier qu'avec les chaux grasses. Le coût de ces chaux étant à peu près le même, la chaux maigre ne peut donc servir avec avantage.

Chaux hydraulique

C'est une chaux ayant la propriété de durcir sous l'eau; la prise de cette chaux s'effectue très lentement.

LE CIMENT

Les ciments ne sont que des chaux renfermant une forte proportion d'argile qui en empêche l'extinction par aspersion.
Certains ciments ont la propriété de prendre rapidement, même sous l'eau.

Il y a des ciments à prise rapide, d'autres à prise lente. Les premiers servent plutôt rarement ; les seconds appartiennent à la variété dite « Portland » supérieure par son adhérence aux calcaires, ainsi que par sa résistance à la pression et à la tension.

MORTIER DE CHAUX
Le mortier est un mélange de chaux, de sable et d'eau, servant à unir les pierres, briques, etc., qui constituent les divers travaux de maçonnerie.
La proportion est ordinairement d'une partie de chaux pour 5 de sable, selon la qualité de la chaux et la manière dont elle est mélangée. Le mortier doit être assez gras pour glisser de lui-même sur la truelle.

Avec le mortier, on peut crépir l'intérieur des murs et donner la première couche des enduits. Il en sera plus longuement question à la section Les briques et le briquetage, section PRÉPARATION DU MORTIER À BRIQUE.

MORTIER DE CHAUX ET CIMENT

On peut ajouter au mortier de chaux une certaine quantité de ciment, soit une .partie de ciment pour 5 de mortier de chaux On mélange alors en petites quantités à la fois et on emploie sur le champ, car au bout d'une heure le mélange a déjà commencé à prendre et doit être rejeté.

Le mortier de chaux et ciment sert surtout dans les murs de maçonnerie, ou dans les joints extérieurs des murs de briques très exposés.

Vu sa prise rapide, on peut poser ce mortier l'hiver ; il a surtout pour effet d'obvier au tassement.

MORTIER DE CIMENT

Le ciment mélangé au sable et à l'eau (dans des proportions variables) forme une pâte servant à unir les pierres, briques, tuyaux de grès, tuiles, etc., à recouvrir les parements des murs de fondations et autres, ainsi que les surfaces de planchers en béton.

La proportion d'une partie de ciment pour 2 ou 3 de sable donne un bon mortier de ciment pour les ouvrages de maçonnerie, le crépissage des murs ainsi que pour le finissage des planchers.

MATÉRIAUX NÉCESSAIRES POUR CONSTITUER UNE MAÇONNERIE DE 100 PIEDS CARRÉS

1" épaisseur
(1 ciment, 3 sable) 3 sacs ciment, 1/3 vgs cube ou 9 pieds carrés de surface.

1" épaisseur
(1 ciment dans 3 sable) 4 sacs ciment, donnent 1/2 vge cube ou 13 pieds carrés de surface.

1" épaisseur
(1 ciment dans 2 sable) 4 sacs ciment, 1/4 vge cube ou 7 pieds carrés de surface.

1" épaisseur
(1 ciment dans 2 sable) 3 sacs ciment, 1/2 vge cube ou 12 pieds carrés de surface.

RÉSISTANCE DES MORTIERS AU PIED CARRÉ

Joints de 1/4" épaisseur ciment et sable, 1 à 3 base de coll acier
Joints de 1/2" épaisseur après 90 jours, 70 tonnes.
Joints en mortier ciment et sable 1 à 4, 40 tonnes.
Joints en mortier de chaux et sable 1 à 5, 8 à 10 tonnes.
Joints en mortier de chaux et ciment 1 dans 5, 10 à 20 tonnes.

CIMENT PORTLAND

On obtient le ciment Portland en pulvérisant les résidus dé la calcination d'un mélange homogène d'argile et de calcaire, et en ajoutant, après, calcination, une certaine quantité d'eau et de gypse naturel calciné.

Épreuve

Une galette de ciment pur doit rester ferme et dure, ne pas se fendiller, ne pas se désagréger ni augmenter de volume à la chaleur.

Durée de prise

Le ciment ne doit pas commencer à prendre avant 30 minutes; sa prise doit s'achever en 10 heures.

Emballage

Le ciment se vend au poids ; on l'expédie en sacs de 94 livres, 4 sacs constituant un baril. Chaque sac doit porter la marque de fabrique.

Résistance à la tension

Un échantillon de mortier normal, composé en poids d'une partie de ciment pour 3 de sable, doit offrir à la tension une résistance d'au moins 200 livres au pouce carré, après une journée d'exposition à l'humidité et 6 jours d'immersion dans l'eau. On fait ces essais avec une machine à traction.

LE BÉTON

Sa composition

Le béton est un composé de ciment, de sable, de pierre concassée (ou de gravier) et d'eau, dans des proportions variant avec la nature de l'œuvre.

Le béton est l'un des matériaux les plus versatiles employés dans la construction. Lorsqu'il est convenablement mélangé, il résiste à la pénétration de l'eau et supporte les poids qu'on en attend.

La quantité d'eau employée avec le ciment modifie beaucoup la force du mélange, c'est-à-dire du béton, sa malléabilité, et sa résistance à la pénétration de l'eau. Mais fréquemment le ciment est mélangé sans aucun égard pour les proportions convenables.

Par exemple, il est recommandé d'employer quatre gallons impériaux d'eau par poche de ciment pour le béton employé dans presque tous les genres de construction de la ferme. Avec cette quantité de ciment et d'eau on suggère d'employer 2 1/4 pieds cubes de sable et trois pieds cubes de gravier.

Si le mélange n'est pas aussi malléable qu'on le voudrait, se rappeler ce bon principe: changer les proportions du sable et du gravier, mais ne pas changer les proportions de l'eau et du ciment.

Souvent on emploie sable et gravier tels qu'ils sortent de la sablière. Dans presque tous les cas, il y a trop de sable. Le mélange moitié sable, moitié gravier est convenable, mais lorsque la proportion de sable est plus forte, il faut plus de matériel pour donner une verge cube.

On y gagne à cribler du gravier de sablière et à ajouter un peu de ce gros matériel au mélange. Le béton sera plus dense, plus durable et plus résistant à l'eau. Il faudra moins de livres de ciment pour faire le travail.

Lorsque le mélange est prêt à être versé dans les formes, il faut prendre soin de le tasser pour éviter la possibilité de poches d'air dans la structure finale. Les poches d'air se forment de deux façons.

S'il y a trop d'eau dans le mélange, elle tend à s'amasser et forme une poche. Quand les formes sont enlevées, l'eau s'évapore et laisse un vide qui affaiblit le béton.

Si le mélange est trop sec et insuffisamment tassé, des trous d'air demeurent une source de danger.

Un autre point à surveiller en tassant le mélange, consiste à s'assurer que les gros graviers ne soient pas près des parois de la forme. Glissez une pelle entre le béton mou et la forme pour pousser ces graviers vers le centre. Ceci a pour but d'éviter que le froid intense ne fasse s'échapper du mur les plus gros morceaux de gravier, s'ils sont exposés, et ne laissent ainsi des trous visibles à la surface.

Un autre moyen de savoir si le mélange est bien fait consiste à suivre un autre principe éprouvé et sûr; lorsqu'une pelle tient debout par elle-même dans le mélange, celui-ci est bon. Mais par dessus tout, rappelez-vous que la quantité d'eau et de ciment régit la force du béton. Ne noyez pas le mélange de ciment.

Une fois mélangé, on place, dans des moules ou formes, le béton à l'état pâteux ; il y épouse la forme requise et, après un stage de 30 minutes à une heure, il commence à durcir.

On ne peut agiter ni remuer en aucune façon le béton durcissant, car une fois déplacé, il ne peut reprendre la force de cohésion qu'on lui a fait perdre.

Au bout de 12 à 24 heures, le béton est généralement assez dur pour qu'on ne puisse le marquer du pied; au bout de 30 jours, il est aussi dur que la pierre. En fait, sa dureté et sa résistance s'accroissent sans cesse.

Comme le mortier, le béton ne résiste que faiblement à la tension ; en revanche, il offre une très grande résistance à la compression.

Dans les œuvres où le béton doit subir de très fortes tensions, ou compressions, on lui incorpore une armature de barres d'acier ; il prend alors le nom de béton armé.

DOSAGE

En général, les vides entre les grains de pierre ou gravier constituent de 45 à 50 pour cent du volume ; dans le sable, ils sont de 40 à 45 pour cent.

Or, pour obtenir un mélange absolument homogène, il faut que le volume de sable soit la moitié de celui de la pierre, et celui du ciment, de 40, ou mieux de 50 pour cent du volume du sable.

Pour mélanger dans cette proportion avec un sac de ciment d'un pied cube, il faut donc 2 pieds cubes de sable et 4 pieds cubes de pierre.

Ce dosage 1-2-4 sert dans les ouvrages de béton de toutes sortes, surtout dans le béton armé et partout où l'on requiert un béton imperméable, ou à l'épreuve des vibrations (comme dans les bases des machines).

On utilise la proportion 1-2½-5 dans les fondations d'épaisseur ordinaire, les planchers, pavages, trottoirs et murs de refend de faible épaisseur.

Le dosage 1-3-6 s'applique au bétonnage des murs épais, grosses fondations, et autres masses exemptes de secousses ou vibrations excessives.

CONSTITUTION D'UNE VERGE CUBE DE BÉTON

(Quantités exprimées en barils)