Le béton, l'un des matériaux de construction les plus populaires, est constamment modifié et amélioré grâce à l'utilisation d'adjuvants et d'additifs modernes qui modifient ses propriétés. Dès l'Antiquité, diverses substances étaient utilisées pour conférer au béton les caractéristiques souhaitées.
Par exemple, l’ajout d’œufs en poudre ou de sang de bœuf au mélange de béton accélérait la prise du ciment et augmentait la résistance du béton fini. Dans la Rome antique, les cendres volcaniques étaient également des additifs populaires pour le béton.
De nos jours, le béton de ciment (appelé « pierre artificielle ») est obtenu en mélangeant du ciment, des granulats appropriés et de l’eau. Le contact du ciment avec l’eau provoque une hydratation, entraînant un dégagement de chaleur. Il en résulte la prise d’un mélange de béton contenant des produits d’hydratation denses, tels que des silicates et des aluminates de calcium hydratés.
Les paramètres du béton fini et des éléments en béton dépendent de nombreux facteurs. Quant à sa résistance, le type de ciment utilisé, le type et la qualité des granulats, ainsi que le rapport E/C (eau/ciment) sont très importants. Il est également crucial de choisir les additifs et les adjuvants appropriés, qui influencent la maniabilité, la résistance à l’eau et au gel du béton fini. Les variations de température en automne et en hiver peuvent fragiliser la structure des éléments en béton en raison des cycles répétés de gel et de dégel de l’eau présente dans ses pores. La variation du volume d’eau qui accompagne ces phénomènes provoque des fissures dans les éléments en béton, ce qui peut entraîner de graves dommages. Le moyen le plus efficace d’améliorer la résistance du béton aux cycles répétés de gel et de dégel est de l’entretenir correctement et de garantir une bonne aération . La quantité, la forme et la taille des pores de sa structure sont particulièrement importantes.
La dernière méthode mentionnée, l’aération adéquate du béton, repose principalement sur l’utilisation d’ adjuvants chimiques modernes . Il s’agit de produits ajoutés en petites quantités aux mélanges de béton. Les tensioactifs constituent le principal groupe d’ingrédients utilisés dans leur production. L’introduction de tensioactifs appropriés dans le mélange de béton entraîne la formation de fines bulles d’air stables. Lorsque le mélange frais commence à durcir, les bulles qu’il contient se minéralisent et en font partie intégrante. Ainsi, un espace supplémentaire est créé dans la structure du béton, où l’eau gelée se dilate. Cela empêche l’augmentation de la pression interne, responsable de la formation de fissures par basses températures. Une répartition uniforme des pores contenant de l’air dans tout le volume du béton améliore sa résistance au gel. La présence de bulles d’air dans le mélange améliore également sa maniabilité. Les bulles agissent comme des paliers qui augmentent la plasticité sans modifier le rapport E/C (eau/ciment). Les bulles d’air réduisent également les frottements lors du pompage du béton.
Pour la production d’adjuvants entraîneurs d’air, on peut utiliser des tensioactifs anioniques, amphotères et non ioniques . Parmi les additifs anioniques , les plus importants sont les laurylsulfates et les sels de lauryl éther sulfate. L’utilisation de sels d’alkylbenzènesulfonate , par exemple le sel de sodium sous forme d’ ABSNa , permet également d’obtenir des performances élevées dans la formation de bulles d’air fines et stables. L’introduction d’ alcools éthoxylés , aux propriétés mouillantes supplémentaires, dans le mélange de béton permet de stabiliser les bulles formées. Les additifs amphotères, dont les amidobétaïnes , sont des cotensioactifs qui favorisent l’entraînement d’air du béton et stabilisent la durabilité des bulles d’air. L’invention du béton dans l’Antiquité a ouvert de nombreuses perspectives architecturales, permettant la construction et la préservation de bâtiments tels que le Panthéon et le Colisée. Aujourd’hui, les connaissances sur ce matériau de construction sont bien plus approfondies, et l’optimisation constante des technologies de production du béton et le développement de nouveaux types d’adjuvants permettent de créer des formes et des éléments toujours plus durables et complexes. De plus, le développement du secteur de la construction grâce à la conception du béton apparent permet non seulement de créer des éléments structurels durables, mais aussi de conférer aux nouveaux bâtiments une esthétique originale et un design intéressant.
