Qu'est-ce que le béton ?

   Le béton est un matériau composite composé de granulats fins et grossiers liés par un fluide ciment (pâte de ciment) qui durcit (guérit) avec le temps. Le béton est la deuxième substance la plus utilisée au monde après l'eau,[1] et est le matériau de construction le plus largement utilisé.[2] Son utilisation dans le monde entier, tonne pour tonne, est le double de l'acier, du bois, des plastiques et de l'aluminium combinés. [3] Cette utilisation généralisée entraîne un certain nombre d' impacts environnementaux. Plus particulièrement, le processus de production de ciment produit de grands volumes d' émissions de gaz à effet de serre, conduisant à 8 % net des émissions mondiales. l'exploitation minière, les impacts sur le milieu environnant tels que l'augmentation du ruissellement de surface ou l'effet d'îlot de chaleur urbain, et les implications potentielles pour la santé publique des ingrédients toxiques. Une recherche et un développement importants sont en cours pour essayer de réduire les émissions ou de faire du béton une source de  séquestration du carbone, et d'augmenter la teneur en matières premières recyclées et secondaires dans le mélange pour parvenir à une économie circulaire. Le béton devrait être un matériau clé pour les structures résilientes aux catastrophes climatiques,[6] ainsi qu'une solution pour atténuer la pollution d'autres industries, en capturant des déchets tels que les cendres volantes de charbon  ou résidus et résidus de bauxite.

  Béton coulé dans barres d'armature

  Lorsque l'agrégat est mélangé avec du ciment Portland sec et de l'eau, le mélange forme un fluide boue qui est facilement coulé et moulé en forme. Le ciment réagit avec l'eau par un processus appelé hydratation du béton qui durcit en plusieurs heures pour former une matrice dure qui lie les matériaux ensemble en un matériau durable semblable à la pierre qui a de nombreuses utilisations.[7]  Ce temps permet non seulement au béton d'être coulé dans des formes, mais aussi d'avoir une variété de processus usinés préformés. Le processus d'hydratation est exothermique, ce qui signifie que la température ambiante joue un rôle important dans la durée de prise du béton. Souvent, des additifs (tels que pouzzolanes ou superplastifiants) sont inclus dans le mélange pour améliorer les propriétés physiques du mélange humide, retarder ou accélérer le temps de durcissement, ou modifier autrement le matériau fini . La plupart du béton est coulé avec des matériaux de renforcement (tels que des  barres d'armature) intégrés pour fournir résistance à la traction, ce qui donne du béton armé.

Dans le passé, des liants de ciment à base de chaux, comme le mastic à la chaux, étaient souvent utilisés, mais parfois avec d'autres ciments hydrauliques, (résistants à l'eau) comme un ciment d'aluminate de calcium  ou avec du ciment Portland pour former du béton de ciment Portland (du nom de sa ressemblance visuelle avec la pierre Portland).[8][9] Beaucoup d'autres non-cimenteux types de béton  existent avec d'autres méthodes de liaison des granulats, y compris le béton bitumineux avec un bitume liant, qui est fréquemment utilisé pour les revêtements routiers, et  bétons polymères qui utilisent des polymères comme liant. Le béton est distinct du mortier. Alors que le béton est lui-même un matériau de construction, le mortier est un agent de liaison qui maintient généralement briques, tuiles et autres éléments de maçonnerie ensemble.[10]

L'industrie du béton, le plus grand segment du marché du béton, devrait dépasser 600 milliards de dollars de revenus d'ici 2025. ^[3]  Cette utilisation généralisée entraîne un certain nombre de   impacts environnementaux . Plus particulièrement, le processus de production de ciment produit de grands volumes de  émissions de gaz à effet de serre , ce qui représente 8 % net des émissions mondiales. ^[4][5]  Les autres préoccupations environnementales comprennent   extraction illégale de sable , impacts sur l'environnement tels que l'augmentation   ruissellement de surface  ou  l'effet d'îlot de chaleur urbain et les implications potentielles pour la santé publique des ingrédients toxiques. Des recherches et développements importants sont en cours pour tenter de réduire les émissions ou faire du béton une source de  la séquestration du carbone et augmenter la teneur en matières premières recyclées et secondaires dans le mélange pour atteindre un  économie circulaire . Le béton devrait être un matériau clé pour les structures résilientes aux catastrophes climatiques, ^[6]  ainsi qu'une solution pour atténuer la pollution d'autres industries, captant des déchets tels que  cendres volantes de charbon  ou  résidus et résidus de bauxite .

Lorsque l'agrégat est mélangé avec sec   Ciment Portland  et  eau , le mélange forme un fluide  bouillie  qui est facilement coulée et moulée en forme. Le ciment réagit avec l'eau par un processus appelé   hydratation du béton  qui durcit en plusieurs heures pour former une matrice dure qui lie les matériaux ensemble en un matériau durable semblable à la pierre qui a de nombreuses utilisations. ^[7]  Ce temps permet non seulement au béton d'être coulé dans des formes, mais aussi d'avoir une variété de processus usinés préformés. Le processus d'hydratation est  exothermique , ce qui signifie que la température ambiante joue un rôle important dans la durée de prise du béton. Souvent, des additifs (tels que  pouzzolanes  ou  superplastifiants ) sont inclus dans le mélange pour améliorer les propriétés physiques du mélange humide, retarder ou accélérer le temps de durcissement, ou modifier autrement le matériau fini . La plupart du béton est coulé avec des matériaux de renforcement (tels que  des barres d'armature ) intégrés pour fournir  résistance à la traction , cédant  béton armé .

Dans le passé,  des liants à base de  ciment à base de chaux , comme le mastic à la chaux, étaient souvent utilisés mais parfois avec d'autres  ciments hydrauliques , (résistants à l'eau) tels que  ciment d'aluminate de calcium  ou avec du ciment Portland pour former du béton de ciment Portland (du nom de sa ressemblance visuelle avec  la pierre Portland ). ^[8][9]  Beaucoup d'autres non cimentaires  types de béton  existent avec d'autres méthodes de liaison des granulats, y compris  béton bitumineux  avec un  bitume  liant, qui est fréquemment utilisé pour  revêtements routiers , et  bétons polymères  qui utilisent des polymères comme liant. Le béton est distinct de  mortier . Alors que le béton est lui-même un matériau de construction, le mortier est un agent de liaison qui retient généralement  briques ,  tuiles  et autres éléments de maçonnerie ensemble. ^[dix]