Dans le secteur de la construction, le terme granulat fait référence à une large catégorie de matériaux granulaires qui constituent un composant fondamental de nombreux matériaux de construction. Les agrégats sont formés à partir de matériaux solides et confèrent résistance et stabilité aux matériaux de construction essentiels comme le béton et l'asphalte.
Avec leur utilisation intensive dans les routes, les ponts, les bâtiments et autres infrastructures, les granulats comptent parmi les éléments les plus essentiels du monde moderne. Comprendre leurs propriétés, leurs types et leurs applications est vital pour les professionnels du bâtiment modernes.
Qu’est-ce que l’agrégat ?
L'agrégat est un terme utilisé pour désigner la collecte de matériaux granulaires utilisés dans l'industrie du bâtiment. Les granulats font référence à des matériaux comme le gravier, le sable, la pierre concassée et le béton recyclé. Ces matériaux constituent l’élément principal des mélanges de construction comme le béton et l’asphalte. Ces matériaux confèrent aux liants un composant solide qui ajoute de la substance et de la force autour duquel les éléments liquides se lient.
Types d'agrégat
Il existe plusieurs types de granulats et chacun varie en termes de taille, de matériau et de résistance. Les professionnels de la construction choisissent les types de granulats pour leurs projets en fonction des besoins en matière de résistance et d'ouvrabilité, de considérations environnementales, de coût et de normes de sécurité.
Granulats fins
Les agrégats fins sont définis comme des particules dont le diamètre est inférieur à 5 mm. Le granulat fin le plus courant est le sable. Les agrégats fins comme le sable fournissent du volume et de la résistance, mais offrent d'autres avantages, notamment la maniabilité et la douceur. Il s'agit d'un agrégat courant dans les produits de plâtre, de stuc et de maçonnerie comme le mortier.
Granulats grossiers
Les agrégats grossiers contiennent de grosses particules d'un diamètre compris entre 5 mm et 40 mm ou plus. Les types courants de granulats grossiers comprennent le gravier, la pierre concassée et le béton recyclé. Ce type d'agrégat offre le plus de résistance et de volume, mais peut limiter la maniabilité. Ces types d’agrégats sont les meilleurs pour la stabilité des projets porteurs.
Granulats recyclés
Les granulats recyclés sont ceux dérivés du béton, de l'asphalte et d'autres déchets de démolition recyclés. Le recyclage de ces produits contribue à réduire le besoin de créer de nouveaux produits et à réduire la quantité de déchets envoyés dans les décharges.
Granulats légers
Les granulats légers sont ceux qui ont une densité apparente globale inférieure aux granulats de construction standard. Certains granulats légers sont fabriqués à partir de produits comme l'argile, le schiste, la perlite, la pierre ponce, les scories de haut fourneau et l'ardoise. Pour la plupart de ces produits, à l'exclusion de la pierre ponce, les fabricants doivent les dilater afin qu'ils aient deux fois plus de volume mais une densité inférieure à celle d'autres granulats de même taille. Les granulats légers sont utiles lorsqu'il est vital de réduire le poids global d'un projet et dans la production de blocs de béton et d'éléments préfabriqués.
Granulats lourds
Les agrégats lourds sont utilisés dans les applications où une densité et un poids élevés sont requis. Les agrégats lourds profitent aux projets qui nécessitent une capacité de charge élevée, une protection contre les rayonnements, de meilleures performances acoustiques et une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations. Les agrégats lourds comprennent des matériaux comme la baryte, le minerai de fer, la magnétite et les scories ferrophosphorées.
Granulats marins
Les granulats marins sont du sable et des graviers extraits des fonds marins. Ces agrégats varient en qualité ainsi qu'en taille, allant de grains fins à grossiers. Les granulats marins sont utiles dans la fabrication du béton prêt à l'emploi, mais également pour reconstituer les zones côtières appauvries par l'érosion et la remise en état des terres.
Granulats décoratifs
Les granulats décoratifs sont ceux que les constructeurs et les paysagistes utilisent à des fins décoratives. Ceux-ci incluent des matériaux comme du gravier coloré, du verre concassé et des pierres décoratives pour les jardins, les allées et les patios.
Propriétés des granulats
Les propriétés des granulats déterminent leurs capacités de performance qui ont un impact sur les applications pour lesquelles ils sont les mieux adaptés.
Distribution granulométrique
La distribution granulométrique fait référence à la gamme de tailles de particules présentes dans un agrégat particulier. Un mélange de granulats bien calibré contient une gamme de tailles de particules qui permet un meilleur compactage car il y a moins de zones vides entre les particules. Un mélange mal calibré contient un nombre excessif de particules de même taille, ce qui peut augmenter les vides entre les particules. Les granulats grossiers sont plus sensibles aux problèmes de granulométrie que les mélanges de granulats fins.
Forme et texture
Les agrégats angulaires et à texture rugueuse offrent un meilleur emboîtement entre les granules que les particules lisses et arrondies. Les angles et la texture rugueuse offrent une meilleure surface de cohésion et ajoutent une plus grande résistance et durabilité aux mélanges de construction. Les particules lisses et arrondies contribuent à augmenter la maniabilité et la douceur, mais offrent moins de résistance.
Force
La résistance du type de granulat affecte directement la résistance à la compression et la durabilité du béton ou de l'asphalte. Les granulats solides comme la pierre concassée, les granulats de béton à haute résistance et le gravier concassé conviennent mieux aux projets tels que les travaux routiers, les constructions de grande hauteur et les murs de soutènement qui dépendent de leur capacité portante et de leur longévité.
Durabilité et solidité
Les granulats doivent avoir suffisamment de durabilité et de solidité pour résister à des conditions environnementales spécifiques. Cela signifie que l'agrégat résistera et restera structurellement solide lorsqu'il sera exposé à des cycles de gel-dégel, à des changements d'humidité, à des températures élevées et à une exposition à des attaques chimiques.
Certains des granulats les plus robustes à cet égard sont la pierre concassée, le gravier et le sable siliceux. Les granulats qui ne sont pas aussi durables sont les granulats légers et les granulats recyclés contenant des contaminants qui réagissent à l'exposition aux produits chimiques.
Porosité et absorption
La porosité est la mesure de la quantité d'air ou d'espace vide présent dans une substance agrégée. Cela diminue le poids d'un granulat mais augmente le potentiel d'absorption. Les granulats à faible porosité réduisent la demande en eau pour des matériaux comme le béton. Ils peuvent également augmenter la résistance du matériau et améliorer la résistance à l’humidité. Les agrégats à faible porosité et absorption comprennent le granit concassé et le basalte. Les agrégats à haute porosité et absorption sont du calcaire et du grès concassés.
Gravité spécifique
La densité spécifique d'un agrégat particulier mesure sa densité par rapport à la densité de l'eau. Cette propriété permet de fournir des informations aux producteurs de béton en les guidant dans les proportions volumiques des granulats par rapport aux autres composants du mélange.
Les agrégats ayant une densité spécifique plus élevée, comme la pierre concassée, sont préférables dans les applications qui nécessitent résistance et durabilité. Les agrégats avec une densité spécifique plus faible, comme le sable, offrent moins de résistance mais une plus grande maniabilité, une meilleure isolation thermique et un poids plus léger.
Substances nocives
La plupart des granulats sont des substances naturelles, c'est pourquoi la présence de substances susceptibles de causer des problèmes de performance ou de durabilité dans le futur est fréquente. Les substances nocives peuvent inclure des matières organiques telles que des matières végétales et animales qui créent des vides dans l'agrégat ou un excès d'argile ou de limon qui peuvent réduire la maniabilité et la résistance.
Certains granulats recyclés contiennent des niveaux excessifs d'alcalis provenant du ciment, ce qui peut provoquer une expansion excessive et des fissures. Cela réduit la durabilité et la longévité des structures en béton.
Densité apparente
La densité apparente est une mesure qui calcule la masse et le volume globaux des agrégats, y compris les espaces vides entre les particules. Par conséquent, les granulats avec un mélange bien calibré auront une densité apparente plus élevée que les granulats avec un mélange mal calibré.
Certains projets fonctionnent bien avec des granulats ayant une densité apparente plus élevée et d'autres fonctionnent mieux avec des agrégats à densité apparente plus faible. Les agrégats à haute densité apparente sont utiles dans les projets de fondation routière, la protection contre les rayonnements et les applications porteuses. Les mélanges de granulats à faible densité apparente sont préférables dans les applications légères, les projets d'isolation thermique et les structures en béton de masse.
Adhésion et cohésion
L'adhérence fait référence à la capacité des particules de granulats à se lier à la pâte de ciment dans des mélanges comme le béton. Une bonne adhérence est essentielle pour garantir la solidité du mélange, qui peut offrir une résistance à la fissuration et au délaminage. Des agrégats bien calibrés et propres de certaines compositions minérales comprenant des produits chimiques comme la silice, le calcium, l'alumine et l'oxyde de fer offrent une meilleure adhérence que les autres types.
La cohésion mesure la capacité des particules d’agrégat à se coller les unes aux autres. Il s’agit d’une propriété essentielle qui impacte l’ouvrabilité et l’homogénéité. Les mélanges de granulats bien calibrés ont une plus grande cohésion naturelle que les mélanges contenant une concentration de particules de même taille. De plus, les particules de forme angulaire sont plus cohésives que celles de forme arrondie ou lisse.
Utilisations populaires des agrégats
Les granulats ont un large éventail d’utilisations en raison de leurs propriétés polyvalentes. Ils constituent un composant essentiel de nombreux matériaux de construction et jouent un rôle essentiel dans la construction de structures résilientes et solides.
Production de béton – Les granulats sont le principal composant du béton. Ils représentent jusqu’à 60 à 80 % de son volume et lui confèrent la résistance et la durabilité que les constructeurs apprécient dans le mélange. Production d'asphalte – Les fabricants utilisent des granulats pour créer de l'asphalte, qui est le matériau utilisé dans la construction et l'entretien des routes. Les granulats fournissent la résistance qui permet aux routes de résister au poids constant d’une utilisation intensive. Base de route et sous-couche – Des agrégats bien calibrés comme la pierre concassée et le gravier sont courants comme bases de route pour fournir une base stable à l'asphalte. Ballast ferroviaire – Les agrégats comme la pierre concassée constituent une base sûre pour les voies ferrées. Des agrégats de pierre concassée bien calibrés s'emboîtent et permettent une répartition cruciale du poids le long des voies. Cet agrégat permet également à l'eau de s'écouler des voies. Drainage et filtration – Les agrégats comme le sable et le gravier sont utiles à de nombreux niveaux de filtration et de drainage de l'eau, notamment les fosses septiques, la gestion des eaux pluviales et la direction de l'eau vers les tuyaux de drainage. Remplissage de construction – Les professionnels de la construction utilisent des granulats pour combler les zones vides afin de niveler ou d'élever le sol à des fins esthétiques ou de construction. Aménagement paysager – Les agrégats sont utiles pour créer la sous-couche ou les allées et patios en ligne. Les paysagistes utilisent également des granulats dans les massifs pour réduire l’érosion et améliorer l’esthétique des espaces extérieurs. Mur de gabions – Les gabions sont des conteneurs en treillis métallique qui contiennent des agrégats. Les ingénieurs les utilisent pour contrôler l’érosion des murs de soutènement et stabiliser les pentes. Éléments préfabriqués – Les granulats sont utiles dans les éléments préfabriqués en béton pour apporter résistance et stabilité au mélange de béton. Les fabricants ont utilisé une grande variété de granulats en fonction des produits préfabriqués qu'ils fabriquent.
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