La densité du ciment
Vous avez besoin de connaître la densité du ciment pour vous approvisionner en ciment ou bien pour faire du béton ?
Le ciment, qui est le constituant de base (liant) utilisé pour faire du mortier ou du béton, possède une densité différente de celle du béton.
Voici les explications.
La densité apparente du ciment
La densité apparente du ciment varie de 0,9 à 1,2.
La densité apparente est le rapport de la masse volumique apparente du matériau à la masse du même volume d’eau. La masse volumique apparente (encore appelée masse volumique en vrac) étant le rapport entre la masse de matériau et le volume apparent de l’ensemble des grains (volume qui comprend la porosité inter et intra-granulaire).
La densité apparente du ciment est une information utile lorsqu’on doit transporter ou stocker du ciment, pour calculer le volume occupé par un certain poids de ciment (ciment en sac de 25 kg, ciment en sac de 35 kg, ciment en vrac).
La densité absolue du ciment
La densité absolue du ciment varie entre 2,8 à 3,2 (i.e. la masse volumique du ciment est de 2,8 à 3,2 t/m3).
La densité absolue, c’est le rapport de la masse volumique absolue (encore appelée masse spécifique) du matériau à la masse du même volume d’eau. La masse volumique absolue étant le rapport entre la masse du matériau et le volume de matière pleine sans aucun vide entre et dans les grains (volume absolu de la matière).
Il est utile de connaître la densité absolue du ciment lorsqu’on doit mettre au point une composition de béton.
En effet pour s’assurer que la formule respecte bien le volume prévu (généralement une formule de béton est définie pour un mètre cube de béton) il convient de transcrire les poids des différents constituants du béton en volumes. On converti donc le poids de ciment de la formule en volume en utilisant la masse densité absolue du ciment.
Par exemple, si l’on considère un béton dont le dosage en ciment est de 350 kg par mètre cube de béton. Si la densité absolue de ce ciment est de 3.15, alors les 350 kg de ciment occuperont un volume de 350/3.15 = 111 litres dans le m3 de béton.
Le ciment : constituant des bétons et mortiers.
Les paramètres qui impactent la densité du ciment
La densité du ciment dépend du type de ciment et de l’usine de production.
Le type de ciment
Selon le type de ciment, la nature et les dosages des différents constituants utilisés pour sa fabrication sont différents.
Le constituant principal des ciments est le clinker, qui est obtenu par cuisson puis broyage d’un mélange d’environ 80% de calcaire et 20% d’argile.
Le ciment Portland est essentiellement constitué de clinker. De nos jours, ce ciment est de moins en moins utilisé au profit des ciments aux ajouts, dont la fabrication est moins énergivore.
Les ciments aux ajouts sont obtenus en additionnant au clinker d’autres constituants tels que le laitier granulé de haut fourneau, les cendres volantes de centrales thermiques, le filler calcaire (addition calcaire finement broyée), les fumées de silice.
Ces différents ajouts ainsi que leurs dosages, font varier la densité du ciment.
Voici les différents types de ciments courants :
- Le ciment Portland : CEM I
Il contient au moins 95% de clinker et au plus 5% de constituants secondaires. - Le ciment Portland composé : CEM II/A ou B
Il contient au moins 65% de clinker et au plus 35% d’autres constituants : laitier de haut fourneau, fumée de silice, pouzzolane, cendres volantes, calcaires, constituants secondaires. - Le ciment de haut fourneau :
CEM III/A ou B : contient entre 36 et 80% de laitier et 20 à 64% de clinker.
CEM III/C : contient au moins 81% de laitier et 5 à 19% de clinker. - Le ciment pouzzolanique : CEM IV/A ou B
Il contient 45 à 89% de clinker et 11 à 55% de pouzzolanes. Ce ciment n’est pas présent en France. - Le ciment composé : CEM V/A ou B
Il contient 20 à 64% de clinker, 18 à 49% de laitier et 18 à 49% de cendres volantes ou de pouzzolanes.
Ainsi, les constituants utilisés pour fabriquer les différents types de ciment diffèrent. Et comme ces constituants ont des densités différentes, cela va impacter la densité finale du ciment.
L’usine de production du ciment
Le processus utilisé pour la fabrication du ciment impacte aussi sa densité. Il faut en effet savoir que la technologie utilisée pour cuire et broyer le ciment diffère d’une cimenterie à une autre. Ainsi, si l’on considère un même type de ciment, la densité du ciment varie d’une cimenterie à une autre.
La densité du béton
La densité du ciment ne doit pas être confondue avec celle du béton, le ciment étant un des composants du béton (le liant).
La densité apparente du béton traditionnel est de l’ordre de 2,2 à 2,4 (ie la masse volumique du béton est donc comprise entre 2,2 et 2,4 t/ m3 de béton).
Sa densité varie en fonction du type de béton, de la densité des constituants (principalement les granulats – masse volumique du sable et du gravier -), leurs dosages (formulation de béton), mais également de la quantité d’air qu’il renferme (air occlus lors de la fabrication, du transport par camion toupie et à la mise en œuvre ).
Le poids du béton armé est quant à lui d’environ 2500 kilogramme par mètre cube (unité de volume).
La masse volumique réelle du béton léger est comprise entre 200 et 1800 kg/m3 en fonction du type de granulats légers utilisé.
La densité du béton lourd est comprise entre 3,0 et 5,0 selon le type de granulat lourd utilisé.
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