Bienvenue sur le FORUM des Mouleurs de pierre !

Le bon dosage du liant et la résistance des pierres...

Eternel problème du dosage !



Il suscite beaucoup de questions, alors pour éclaircir un peu les choses et éviter les confusions, voici le pourquoi et le comment des dosages qui sont indiqués dans les livres du mouleur et sur le site rêve de pierre.





La bonne composition ?



Tout d'abord, les données de base :



1 - La pierre calcaire reconstituée s'apparente au "béton" calcaire, avec un granulat de type 0/2 à 0/6, c'est à dire présentant une granulométrie régulière qui va de la poudre fine au gravier.



2 - Les dosages recommandés par les fabricants de liants, ciment, et chaux, sont donnés en masse de liant par volume final de mortier ou béton. Tapez "dosage ciment calcia pdf" sur un moteur pour consulter des documents très pratiques sur le sujet, édités par les fabricants.



3 - Concernant le ciment, pour la création de bétons et de mortiers conformes aux DTU, le dosage typique le plus courant recommandé par les fabricants de ciment est de 350kg de ciment par m3 de béton, et il peut varier de 150Kg par m3 pour le béton de propreté, à 400Kg par m3 pour le béton armé. Pour la chaux, le dosage recommandé est de 250kg de chaux par m3 de mortier de parement.



4 - Le rôle du liant est d'enrober correctement toutes les particules, fines ou grossières, du granulat pour les coller entre elles. Il comble les vides entre les grains du granulat. Il faut juste ce qu'il faut de liant et il ne sert à rien d'en mettre plus.



5 - La résistance de l'ensemble dépend principalement de la résistance du liant et de la résistance des granulats.



6 - Le bon dosage en eau est essentiel pour la bonne prise hydraulique du liant et la résistance finale du mortier ou du béton. Il dépend du liant, de son poids et du taux d'hygrométrie du granulat. Pour nous amateurs, le dosage en eau est l'étape la plus critique car elle se fait généralement au jugé.





Mais le mode de dosage en kg de liant par m3 final de béton, qui mélange des poids et des volumes, n'est pas pratique à utiliser pour les mouleurs de pierres que nous sommes, surtout pour les petites quantités.



Un dosage en volume de liant par volume de granulat initial est bien plus pratique. Une fois que l'on connait le dosage, il suffit d'avoir un seau ou un récipient quelconque sous la main.





La bonne consistance ?



Alors quel est le dosage en volumes qui va bien ?



Masse volumique :



La masse volumique du ciment blanc en poudre varie entre 1kg et 1.2 Kg/litre. Prenons le pire cas, 1kg/litre.

La masse volumique de la chaux NHL3.5 en poudre est d'environ 0.7 kg/litre.

Celle de la chaux aérienne CL90 est d'environ 0.5 kg/litre.



Volume du granulat décompacté :



D'autre part, on sait par expérience que pour faire 1 volume de béton fini, il faut environ 1.2 à 1.3 volumes de calcaire broyé (ou de sable et grave) décompacté. Prenons le pire cas, 1.2 volumes.



Conversion :



Alors, si l'on convertit le dosage en kg de ciment recommandé par les fabricants (350kg par m3 final de béton) en volume de ciment, on trouve 350 litres de ciment par m3 de béton fini.

Et si l'on convertit ensuite le dosage que l'on vient de trouver en volume de ciment par volume de calcaire broyé décompacté, on trouve 350 litres de ciment pour 1.2 m3 de calcaire, soit 292 litres de ciment par m3 de calcaire.



Donc, le dosage recommandé par les fabricants, 350kg de ciment par m3 de béton, se traduit par 1 volume de ciment pour 3.4 volumes de granulat décompacté (1000/292 = 3.4).



Avec le même type de calcul, le dosage recommandé de 250kg de chaux NHL3.5 par m3 de mortier se traduit par 1 volume de chaux pour 3.4 volumes de granulat.

Et le dosage recommandé de 250kg de chaux CL90 par m3 de mortier se traduit par 1 volume de chaux pour 2.4 volumes de granulat.



Le dosage polyvalent de base recommandé sur le site rêve de pierre (voir ligne 3 de la table des compositions) est de 1 volume de ciment pour 3 ou 4 volumes de calcaire broyé. Il correspond à 400 ou 300Kg de ciment par m3 de mortier pierre... en plein dans le dosage recommandé par les fabricants, CQFD !



Une table de correspondance, pour résumer :

La correspondance entre les dosages en volumes (proposés dans la table des compositions de rêve de pierre) et les dosages en masses utilisés par les fabricants, est la suivante :



1 volume de ciment pour 6 volumes de calcaire correspond à 200Kg de ciment par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment pour 5 volumes de calcaire correspond à 240Kg de ciment par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment pour 4 volumes de calcaire correspond à 300Kg de ciment par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment pour 3 volumes de calcaire correspond à 400Kg de ciment par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment + 1 volume de chaux NHL3.5 pour 6 volumes de calcaire correspond à 340Kg de liant par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment + 1 volume de chaux CL90 pour 6 volumes de calcaire correspond à 300Kg de liant par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment + 3 volumes de chaux NHL3.5 pour 12 volumes de calcaire correspond à 310Kg de liant par m3 de mortier pierre.

1 volume de ciment + 3 volumes de chaux CL90 pour 12 volumes de calcaire correspond à 250Kg de liant par m3 de mortier pierre.



Avec ces dosages, à choisir en fonction des applications et des contraintes subies par des pierres, on est donc bien dans la plage préconisée par les fabricants.

Tous ces dosages ont été testés avec du calcaire tendre broyé 0/4 et 0/6.

Mais vous devez faire vous même des essais, car le type et la qualité des granulats, et surtout du calcaire broyé, varient très fortement d'une région à une autre.



Le dosage de 1 volume de ciment pour 2.5 volumes de calcaire, suggéré en ligne 1 de la table pour les pierres soumises à de fortes contraintes (linteaux, piliers porteurs, dalles...), correspond à un dosage de 480Kg de ciment par m3 de mortier pierre. On est là dans les dosages les plus élevés, utilisés pour les ouvrages en béton armé soumis à de très fortes contraintes par exemple.



Et avec un dosage de 1 volume de ciment pour 2 volumes de calcaire, qui correspond à un dosage de 600Kg de ciment par m3 de mortier pierre, on est clairement en surdosage !





Le bon compactage ?



Quid de la résistance des pierres ?



1 - Un mauvais malaxage du liant et du granulat (mauvais enrobage du granulat), un mauvais dosage en eau, ou une évaporation trop forte... et la résistance finale du mortier ou du béton s'écroule. Il se casse facilement, devient friable, ou des fissures apparaissent.

Dans la très grande majorité des cas, pour un amateur, les problèmes de fissures ou de pierres friables viennent d'un mauvais malaxage (mauvais enrobage), d'un mauvais dosage en eau (le plus souvent trop d'eau car c'est plus facile d'en mettre trop que pas assez...), ou d'une disparition de l'eau dans le support (fuites de coffrages ou absorption par le mur support trop sec) ou dans l'air (forte chaleur).



2 - Le sous dosage en liant réduit la résistance du mortier ou du béton. Il faut donc le réserver aux pierres qui ne subissent pas de contraintes.



3 - Le surdosage en liant coute cher, n'améliore pas la résistance et peut provoquer des fissures de retrait.



4 - Lorsque le dosage est nominal, la meilleur façon d'augmenter la résistance des pierres est de vibrer et compacter au coulage, et ou de choisir un liant avec une résistance supérieure, et ou un granulat plus dur, voir une granulométrie plus élevée.



5 - Le type de liant utilisé dépend de l'application des pierres et des contraintes qu'elles vont subir.



6 - La chaux aérienne, utilisée en partie à la place du ciment ou de la chaux hydraulique, donne un mortier onctueux et très collant, facile et agréable à travailler, en particulier pour les enduits sculptés. Elle laisse respirer le mur sous-jacent, elle donne un blanc "chaud" aux pierres et exprime au mieux les pigments. En revanche, comme elle durcit très lentement, elle doit être bâtardée avec du ciment si l'on veut pouvoir travailler les pierres ou plaquettes en surface.

Pour info, le dosage 12/3/1 en volumes calcaire/chaux aérienne/ciment correspond à un dosage total de 250kg de liant par m3 de mortier pierre. C'est un bon dosage pour des pierres de parement qui ne subiront aucunes contraintes. Hors de ce cas particulier, il est préférable d'oublier la chaux aérienne.



7 - Pour les plaquettes minces et donc particulièrement fragiles dans les 1ères 24 ou 48h, pour ne pas exercer de contraintes et risquer de les casser, la finition grattée peut se faire à main levée avec une lame "cassée" de chemin de fer à dents (au lieu du chemin de fer entier) et les plaquettes doivent être posées bien à plat pour cette opération, sur un morceau de mousse "amortisseur", du genre tapi de sol par exemple.





La bonne méthode de finition ?



Et les particularités locales ?



Tout ceci étant dit, le dosage est aussi et surtout une affaire d'expérience personnelle et de particularités locales. Faites votre choix au départ en fonction de l'application que vous visez, des différentes recommandations et des conseils des mouleurs expérimentés. Mais ensuite, fiez-vous à votre propre expérience. A 100km de chez vous, le granulat n'est pas le même. Un calcaire tendre n'a rien a voir avec un calcaire dur, un sable siliceux ou un granite broyé rien a voir avec une poudre de marbre. L'impacte sur le dosage "qui va bien", comme sur l'aspect final, est loin d'être négligeable...



Désolé pour ce post un peu long,

Bien à vous,



Loup

Réponses

  • Rien à redire, Loup reste le maître incontesté et incontestable, c'est clair, net et précis, c'est scientifique, c'est un cours de génie civil. MERCI CHEF

    Qui sera le premier à construire un pont en calcaire reconstitué ? :)
  • May 2015 modifié

    Bonjour les Forçats,



    Bjr Loup,

    C'est vrai, passer un CDF dans les premières 24 h c'est ridicule, d'autant que beaucoup réalisent des reproductions, le CDF devient inutile.

    Les outils de façonnages du tailleur de pierre d'aujourd'hui son la haveuse à chaîne et et le burin à air comprimé, nous sommes très loin des outils d’antan, comme le Rifloir utilisé pour les moulures circulaires, le Robottin que nous appelons communément chemin de fer servant à la base sur des pierres tendres type craie, afin de réaliser des finitions en enlevant les traces laissé par un autre outil.

    Il est bon de rappeler que le "chemin de fer " reste un outil qui en restauration est souvent prohibé car il bouche les pores de la pierre/roche, et empêche le Calcin* de ce déposer.

    *Calcin : croûte de calcaire qui se dépose sur les pierres extérieures avec le temps et donne donc une couleur, un relief.

    Mais il y aussi les scies passe-partout et crocodile et la sciotte (petite scie à dent pointu pour les pierres tendes et sans dent pour les pierres dure) et enfin la Rappe, que nous devrions utiliser pars-qu’elle reproduit les petits trou caractéristique que nous recherchons parfois .

    Nous avions aussi l'éperon, outils servant à nettoyer les moulures, et la Rippe (sorte de fourchette à dent dure servant à aplanir et a lisser la pierre).

    Il y en a d'autre, les "chasses", outils permettant de dégager un bout de pierre net, le taillant, le pic, le têtu, la boucharde et plein d'autres....

    Je ferais un post détaillé sur les outils de carrier et du tailleur de pierre, afin de rappeler que le chemin de fer n'est pas le seul outils de finition, et qu'il est pas forcement adapté à nos plaquette de parement, d'autres outils sont plus facile à travailler et sont approprié a ce que nous réalisons.

    Cdtl

    Didier (Dgix)

  • Bonjour Loup,



    Un énorrrme merci pour ce complément très clair et plus que complet !



    J'imagine que ce long post est en réponse à mes essais ratés et aux réponses à mes questions sur le forum. Mon erreur vient surtout de ne pas avoir fait de tests, comme recommandé dans le livre. Du coup je suis puni: j'ai jeté mes 3 premières coulées car trop fragiles. J'ai mis en cause le dosage dans mes questions, mais après réflexions et en vous lisant, je comprends que c'est surtout mon mélange et le séchage qui n'ont pas été. Je continue donc mes tests et essais, et essayant de comprendre les conséquences de chaque changement dans le process.



    A la lecture de ce superbe post, je viens de comprendre encore aussi que je ne mélange surement pas bien et que mon liant n'englobe pas assez le calcaire car lorsque je passe le CDF j'ai les grains de calcaire qui apparaissent au lieu de partir et de laisser cet aspect vieille pierre.



    Bref, je continue de tester et de trouver "ma" bonne recette.



    Encore un énorme merci pour ce superbe livre et cet espace d'échanges et de savoir,



    aller, zou



    Barnabé
  • Bonjour à tous,



    d'abord merci pour ce rappel bien pratique sur les proportion volume etc.



    J’espère que ce topique est bien le lieu pour poser une tel question, si ce n'est pas le cas veuillez m'en pardonner



    après quelque temps sans activité sur le site, mais ayant profité de ce temps pour faire des essais , lu de la littérature sur les différents liant utilisés, je m'interroge sur le bien fondé de l'utilisation de mortier "batardé" dans la reconstitution de pierre. (J'entends par "battardé" le mélange de chaux quel quelle soit et de ciment.)

    Je m'interroge sur le pourquoi est ce murement réfléchi ou c'est par habitude.

    Car en effet le résultat ciment + chaux comme liant ne donne pas du tout les mêmes propriétés à la pierre reconstitué qu'une chaux seule.

    On le constate aisément sur une pierre reconstitué partiellement, la partie refaite chaux + ciment est sèche beaucoup plus rapidement que la pierre naturel ce qui indique que le ciment à rendu la pierre étanche et c'est donc la propriété respirant de la chaux qui a disparu.

    Le seul avantage que je vois à cette "batardisation" est la réduction du temps de prise, ce qui d'un point de vue industriel à du sens mais d'un point de vue artistique?.



    En fin de compte, amis mouliste, quellle est la raison de votre choix?



    Pour ma part j'ai choisi de ne plus utiliser de ciment, j'utiliserai plutôt un additif de type métakaolin qui va par réaction avec la chaux transformer cette dernière en vrai pierre.

    Et par ailleurs pour obtenir un mélange homogène et fluide sans mettre beaucoup d'eau, j'utilise du super-plastifiant, l'effet est bluffant .



    C'est vrai que la chaux est plus longue à prendre ( quoique), mais ça permet des adaptations post coulée que ne permet pas le ciment



    à bientôt



    JLR
  • May 2015 modifié

    Bonjour les Forçats,

    Bjr Roseau,

    L'utilisation de la chaux, est dans un premier temps historique, puisque le monde utilisait la chaux, car le ciment n'existait pas...

    L’avènement du ciment à révolutionné la construction...

    D'un point de vue écologique, de nos jours utiliser la chaux, permet de restaurer des bâtiments souvent en pierre, ou la chaux était déjà présente, et dans un souci de conservation, elle est utilisé, car l'impact carbone du ciment étant un des plus élevé du monde.

    On utilise la chaux depuis l’antiquité , comme liant dans un mortier, qui pouvait être utilisé en guise d'enduit, pour construire, on pouvait et on peut traiter les sols, et l’utiliser comme badigeon.

    Aujourd'hui, avec le regain et l’intérêt de l'écologie, nous avons trouver des propriétés à la chaux, que le ciment n'a pas, et l'utilisation de la chaux à été depuis quelques dizaines d’années remis au gout du jour.

    La chaux à des propriétés particulières (aérienne ou hydraulique), comme la respirabilité des murs, les échanges hygrométriques, la vapeur d'eau quelle rejette, ce qui favorise l'évacuation de l'humidité, elle est donc imperméable à l'eau.

    D'autre propriété comme le pouvoir isolant, thermique , désinfectant,bactéricides et antiseptiques, résistance à la pression et la compression très élevé. etc.

    L'autre avantage de la chaux, c'est sont remplacement, car elle peut être remplacé à certains endroit, sans créer de perte ou de faiblesse sur le reste d'un bâtit, (ce qui sera plus difficile avec un mortier de ciment).

    Son pouvoir collant , en fait une mortier facile à travailler, du fait de son long séchage, qui permet de venir travailler en finition.

    Utiliser les chaux est devenu plus structurellement parlant en adéquation avec notre époque,en rapport des années 50 ou les constructions étaient plus fondés sur l’expansion de structure d'habitation rapide avec une empreinte au sol réduite était de mise, et ne tenant compte d'aucun sens écologique.

    Cdtl

    Didier (Dgix)

  • bonjour, didier,

    C'est un premier élément de réponse, donnant beaucoup d'avantage pour la chaux mais ne réponds pas à ma question

    pourquoi utiliser de la chaux batardée au lieu de chaux pur



    d'avance merci pour vos éclaircissement



    cdt



    JLR
  • mai 2015 modifié

    Bonjour les Pierreux,

    Le mortier bâtard (chaud à 10 ou 15 %), à la particularité d'être à la fois souple de part sa composition (chaux) et un tirage plus rapide avec le ciment .

    Il est vrai que l'utilisation du mortier bâtard est rentrée dans les habitudes de production, qui reste mécaniquement l’alchimie première en construction, suivant son utilisation qui reste souvent le jointoiement , les ravalements de façade ..

    Il y a deux raison à cela, la première, c'est évidemment l'utilisation du ciment qui d'un coté augmente la rentabilité et diminue le coût de production de part son séchage rapide, et sa relative facilité de mise en oeuvre et conserve la part de maniabilité de la chaux, et d'autre par l’utilisation de la chaux seul, qui avec son temps de séchage et prise lente, ne permet pas d'avoir un rendement identique au ciment.

    Tu utilises du métakaolin, qui rentre dans la fabrication du carrelage , et donne donc une propriété particulière à l'ouvrage, qui se rapproche plus de la céramique, la cuisson à 1200° en moins, mais en aucun cas ne transformera le produit en vrai pierre.

    De plus le plastifiant + métakaolin + chaux, donne toute les caractéristiques d'un mortier extrêmement lisse et auto lissant, d'ou cette sensation de finesse.

    Et pour finir tu dis ; "Pour ma part j'ai choisi de ne plus utiliser de ciment", j'en déduit que tu as déjà fais ton choix, et que ta demande d'information complémentaire à pour seul but de te rassurer.

    Et tu dis aussi :" C'est vrai que la chaux est plus longue à prendre ( quoique), mais ça permet des adaptations post coulée que ne permet pas le ciment" , ce qui implique que tu as pris suffisamment d'information avant son utilisation, et que tu as déjà un recul et donc une expérience sur le produit.

    Tu as donc posé des questions, dans lesquelles tu avais déjà la réponse.

    Cdtl

    Didier (Dgix)

    Ps : Loïc et julien en professionnel du bâtiment pourraient avoir une autre explication que la simple économie d'échelle dans les achats et l'utilisation de la chaux seul..

  • Bonjour Roseau, Dgix et bonjour à tous,

    Pourquoi utiliser de la chaux batardée au lieu de chaux pur ?
    Résistance en compression du ciment CEM42.5 = 42.5Mpa

    Résistance en compression de la chaux hydraulique NHL3.5 = 3.5Mpa

    Résistance en compression de la chaux aérienne CL90 = non significative, inférieure au Mpa...



    Résistance à la compression d'une pierre calcaire naturelle tendre, de l'ordre de 12Mpa

    Résistance à la compression d'une pierre calcaire naturelle dure, de l'ordre de 50Mpa



    Tout est là...



    Le ciment est nécessaire pour les pierres massives soumises à des contraintes en compression ou flexion, et pour les pierres soumises à l'humidité permanente.

    Pour les pierres sans contraintes ou de parement et de déco "épaisses", la chaux hydraulique peut être utilisée.

    Pour les plaquettes de parement minces et les enduits, la chaux aérienne est le top.

    Un peu de ciment dans la chaux accélère et facilite grandement les démoulages et les finitions de surface.



    Bien à vous,



    Loup
  • bonjour didier,



    C'est vrai que j'ai une idée sur la question, mais je n'ai que des éléments de réponse. Mon expérience est somme toute très limitée par rapport à tous ceux qui ici pratique le moulage depuis longtemps et qui sont professionnel du bâtiment. Il y a certainement d'autres raisons que je ne peux connaître



    bref je m'interrogeais sur la raison profonde de ce mélange,( j'ai indiqué mon choix, mais ce n'est que mon choix).



    =)









    PS le métakaolin, à ne pas confondre avec le kaolin servant pour les céramique, est un kaolin déshydraté par chauffage à 750 °. Il est extrêmement réactif vis a vis de la chaux( comme la pouzzolane, mais sans la couleur) , il accélère les temps de prise par réaction chimique avec la chaux et confère à cette dernière des qualités mécanique et de résistance chimique défiant les siècles.



    (entre temps Loup a fait une réponse )
  • Loup de Saintonge wrote: Bonjour Roseau, Dgix et bonjour à tous,

    Pourquoi utiliser de la chaux batardée au lieu de chaux pur ?
    Résistance en compression du ciment CEM42.5 = 42.5Mpa

    Résistance en compression de la chaux hydraulique NHL3.5 = 3.5Mpa

    Résistance en compression de la chaux aérienne CL90 = non significative, inférieure au Mpa...



    Résistance à la compression d'une pierre calcaire naturelle tendre, de l'ordre de 12Mpa

    Résistance à la compression d'une pierre calcaire naturelle dure, de l'ordre de 50Mpa



    Tout est là...



    Le ciment est nécessaire pour les pierres massives soumises à des contraintes en compression ou flexion, et pour les pierres soumises à l'humidité permanente.

    Pour les pierres sans contraintes ou de parement et de déco "épaisses", la chaux hydraulique peut être utilisée.

    Pour les plaquettes de parement minces et les enduits, la chaux aérienne est le top.

    Un peu de ciment dans la chaux accélère et facilite grandement les démoulages et les finitions de surface.



    Bien à vous,



    Loup
    merci beaucoup,

    l'argument résistance mécanique est un argument de poids =)



    petite question concernant

    " La résistance de l'ensemble dépend principalement de la résistance du liant et de la résistance des granulats"

    quellle est la part du liant dans la résistance finale?



    merci



    JL R
  • " La résistance de l'ensemble dépend principalement de la résistance du liant et de la résistance des granulats"

    quellle est la part du liant dans la résistance finale?
    En première approche, on doit pouvoir supposer que c'est le moins résistant des deux, le liant ou le granulat, qui confère sa résistance à l'ensemble.



    Mais rien n'est moins sûr, la nature et les lois de la physique peuvent donner des résultats surprenants...



    La forme et l’arrangement d'un granulats très dur sous le compactage par exemple, peut sans doute produire une résistance en compression de l'ensemble supérieure à celle du liant.

    Il faudrait l'avis d'un spécialiste béton ou matériaux sur ce sujet.



    Cordialement,



    Loup
  • Loup de Saintonge wrote:
    " La résistance de l'ensemble dépend principalement de la résistance du liant et de la résistance des granulats"

    quellle est la part du liant dans la résistance finale?
    En première approche, on doit pouvoir supposer que c'est le moins résistant des deux, le liant ou le granulat, qui confère sa résistance à l'ensemble.



    Mais rien n'est moins sûr, la nature et les lois de la physique peuvent donner des résultats surprenants...



    La forme et l’arrangement d'un granulats très dur sous le compactage par exemple, peut sans doute produire une résistance en compression de l'ensemble supérieure à celle du liant.

    Il faudrait l'avis d'un spécialiste béton ou matériaux sur ce sujet.



    Cordialement,



    Loup
    C'est vrai que dans la littérature si une part importante est donné au liant, la qualité de l'agrégat n'est jamais passé sous silence et il est souvent donné autant d'importance au compactage.

    D'ailleurs si l'on remonte 2000 ans en arrière, Vitruve insiste beaucoup sur l'aspect "battage" des bétons de chaux dont la qualité n'est plus à démontrer puisque ceux de bonne qualité ont traversés les âges mieux que les pierre naturelle.



    De tous ça il ressort que pour chaque application on devrait utiliser des liants et agrégat différent.

    en gros le béton pour faire un pont n'est pas celui utilisé pour monter un mur en parpaing



    cdt



    JL Roseau
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