Le béton mousse, également connu sous le nom de béton cellulaire léger (BCL), de béton cellulaire de faible densité (BCFD) et d’autres termes, est défini comme un coulis à base de ciment, avec un minimum de 20% (par volume) de mousse entraînée dans le mortier plastique.
Étant donné qu’aucun agrégat grossier n’est utilisé pour la production du béton mousse, le terme correct serait mortier au lieu de béton ; il peut également être appelé « ciment mousse« . La densité du béton mousse varie généralement de 400 kg/m3 à 1600 kg/m3. La densité est normalement contrôlée en remplaçant tout ou partie des granulats fins par de la mousse.
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Terminologie :
Il est également appelé béton moussé, béton mousse, béton léger cellulaire ou béton à densité réduite.
Historique:
L’histoire du béton mousse remonte au début des années 1920 et à la production du béton cellulaire autoclavé, qui était principalement utilisé comme isolant. Une étude détaillée concernant la composition, les propriétés physiques et la production du béton mousse a été réalisée pour la première fois dans les années 1950 et 1960.
À la suite de ces recherches, de nouveaux adjuvants ont été mis au point à la fin des années 1970 et au début des années 1980, ce qui a conduit à l’utilisation commerciale du béton mousse dans les projets de construction. Au départ, il était utilisé aux Pays-Bas pour remplir les vides et pour stabiliser le sol.
D’autres recherches menées aux Pays-Bas ont permis de généraliser l’utilisation du béton mousse comme matériau de construction. Plus récemment, le béton mousse est fabriqué à l’aide d’un générateur de mousse continu. La mousse est produite par l’agitation d’un agent moussant avec de l’air comprimé pour fabriquer du « béton à l’air » ou du « béton mousse ». Ce matériau est résistant au feu, aux insectes et à l’eau.
Il offre une isolation thermique et acoustique importante et peut être coupé, sculpté, percé et façonné avec des outils pour le travail du bois. Ce matériau de construction peut être utilisé pour réaliser des fondations, des sous-planchers, des blocs de construction, des murs, des dômes ou même des arcs qui peuvent être renforcés par un tissu de construction.
Fabrication :
Le béton moussé se compose généralement d’une boue de ciment ou de cendres volantes, de sable et d’eau, bien que certains fournisseurs recommandent du ciment pur et de l’eau avec l’agent moussant pour les mélanges très légers. Cette boue est ensuite mélangée à une mousse synthétique aérée dans une centrale à béton.
La mousse est créée à l’aide d’un agent moussant, mélangé à de l’eau et à de l’air provenant d’un générateur. L’agent moussant doit être capable de produire des bulles d’air d’une grande stabilité, résistant aux processus physiques et chimiques de mélange, de mise en place et de durcissement.
Le mélange de béton moussé peut être versé ou pompé dans des moules, ou directement dans des éléments structurels. La mousse permet à la bouillie de s’écouler librement grâce au comportement thixotrope des bulles de mousse, ce qui permet de la verser facilement dans la forme ou le moule choisi.
Le matériau visqueux a besoin de 24 heures pour se solidifier (ou de deux heures seulement s’il est traité à la vapeur à des températures allant jusqu’à 70 °C pour accélérer le processus), en fonction de variables telles que la température et l’humidité ambiantes. Une fois solidifié, le produit formé peut être libéré de son moule.
Une nouvelle application dans la fabrication du béton mousse consiste à découper de grands gâteaux de béton en blocs de différentes tailles par une machine de découpe utilisant des fils d’acier spéciaux. L’opération de découpe a lieu avant que le béton n’ait complètement durci.
Propriétés :
Le béton mousse est un matériau de construction polyvalent dont la méthode de production est simple et relativement peu coûteuse par rapport au béton cellulaire autoclave. Les composés de béton mousse utilisant des cendres volantes dans le mélange de boue sont encore moins chers et ont un impact moindre sur l’environnement.
Le béton mousse est produit dans une variété de densités allant de 200 kg/m3 à 1 600 kg/m3 selon l’application. Les produits de densité plus légère peuvent être découpés en différentes tailles. Bien que le produit soit considéré comme une forme de béton (les bulles d’air remplaçant les granulats), ses hautes qualités d’isolation thermique et acoustique en font une application très différente du béton classique.
Avantages :
En termes de conductivité thermique, le béton mousse n’est pas inférieur au bois – un mur de 40 cm est capable de résister à un gel de -30°.
Le béton mousse résiste à une exposition unilatérale au feu pendant au moins 3 heures, en moyenne – 5 heures.
Applications :
Le béton mousse peut être produit avec des densités sèches de 400 à 1600 kg/m3 (25 lb/ft3 à 100 lb/ft3), avec des résistances à 7 jours d’environ 1 à 10 N/mm2 (145 à 1450 psi) respectivement.
Le béton mousse est résistant au feu et ses propriétés d’isolation thermique et acoustique le rendent idéal pour un large éventail d’utilisations, de l’isolation des sols et des toits au remplissage des vides. Il est également particulièrement utile pour la réintégration des tranchées.
Voici quelques-unes des applications du béton mousse :
- approches de pont / remblais
- abandon de pipeline / remplissage annulaire
- remblayage de tranchées
- blocs préfabriqués
- éléments de mur préfabriqués / panneaux
- murs coulés sur place / murs coulés en place
- pose de compensations isolantes
- chapes d’isolation de sol
- chapes d’isolation de toiture
- remplissage de parties creuses
- remise en état de tranchées
- couche de fondation dans les autoroutes
- remplissage de blocs creux
- panneaux d’isolation préfabriqués
Tendances et développement:
Jusqu’au milieu des années 1990, le béton mousse était considéré comme faible et non durable, avec des caractéristiques de retrait élevées. En raison de l’instabilité des bulles de mousse, le béton mousse présentait des propriétés inadaptées à la production de béton de très faible densité (moins de 300 kg/m3 de densité sèche) ainsi qu’aux applications structurelles porteuses.
Il est donc important de s’assurer que l’air entraîné dans le béton mousse est contenu dans des bulles stables, très minuscules et uniformes qui restent intactes et isolées, et n’augmentent donc pas la perméabilité de la pâte de ciment entre les vides.
Le développement d’agents moussants à base d’enzymes synthétiques, d’adjuvants améliorant la stabilité de la mousse et d’équipements spécialisés de production, de mélange et de pompage de la mousse a amélioré la stabilité de la mousse et donc du béton mousse, rendant possible la fabrication de béton mousse d’une densité aussi faible que 75 kg/m3, soit seulement 7,5 % d’eau.
L’enzyme est constituée de protéines hautement actives d’origine biotechnologique non basées sur l’hydrolyse des protéines. Ces dernières années, le béton mousse a été largement utilisé dans les autoroutes, les bâtiments commerciaux, les bâtiments de réhabilitation après sinistre, les écoles, les appartements et les lotissements dans des pays tels que l’Allemagne, les États-Unis, le Brésil, Singapour, l’Inde, la Malaisie, le Koweït, le Nigeria, le Bangladesh, le Botswana, le Mexique, l’Indonésie, la Libye, l’Arabie saoudite, l’Algérie, l’Irak, l’Égypte et le Vietnam.
Absorption des chocs :
Le béton mousse a été étudié pour être utilisé comme piège à balles dans les champs de tir à haute intensité de l’armée américaine. Ces travaux ont abouti à la mise sur le marché du produit SACON par le Corps des ingénieurs de l’armée américaine, qui, une fois usé, peut être expédié directement aux installations de recyclage des métaux sans qu’il soit nécessaire de séparer les balles piégées, car le carbonate de calcium contenu dans le béton agit comme un flux.
La capacité d’absorption d’énergie du béton mousse a été estimée à partir d’essais de chute et s’est avérée varier de 4 à 15 MJ/m3 en fonction de sa densité. L’absorption optimale est estimée à partir d’un mélange de densité modérée de 1000 kg/m3 avec des rapports eau/ciment (W/C) de 0-6 à 0-7.
Voir aussi:
Maisons dômes écologiques construites à partir de Béton cellulaire
7 questions sur les dômes en béton cellulaire répondues par une IA
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