Les bétons : Le béton n'est pas un matériau tout jeune puisque les Romains l'utilisaient déjà. Cependant les architectes ont souvent préféré la pierre, jusqu'au milieu du XXème siècle où sa réapparition a été nette. Les bétons sont le résultats d'un mélange intime de granulats (du sable et des pierres le plus souvent) et de ciment nécessaire pour lier ces granulats. On obtient un matériau très résistant en compression et c'est avec l'invention du béton armé (béton avec un maillage de tiges de fer torsadées) que l'on a vu des constructions civiles naître. Le béton armé bénéficie de l'avantage des deux types de matériau puisque les tiges de fer sont très résistantes en traction. Depuis ses premières utilisations en génie civil et en bâtiment, de nombreuses études ont été menées sur la tenue mécanique, mais aussi sur la longévité, la coloration, la résistance chimique ou la porosité des bétons. Les bétons sont de loin les matériaux de construction les plus employés à la fin du XXème siècle et le volume se chiffre en milliards de tonnes chaque année. Le mortier est sans doute la forme la plus élémentaire de béton : c'est un mélange constitué de sable, d'eau et d'un liant (de la chaux ou du ciment) et parfois d'adjuvants, utilisé pour joindre des éléments d'une construction. Le résultat peut-être le plus spectaculaire est qu'on peut fabriquer un béton qui résiste à l'atterrissage d'un Boeing 747, quatre heures après la coulée.   Renseignements complémentaires :   1) Les différentes classes d'agrégats.   Les agrégats, généralement inorganiques, occupent près des 3/4 du volume du béton et influent donc sur ses propriétés. Ils permettent aussi de diminuer la quantité de ciment utilisée donc le coût. Les agrégats peuvent être rassemblés suivants différents classifications :   - Leur origine : naturelle ou artificielle. Les matériaux naturels les plus utilisés sont le sable et la roche concassée. Les matériaux artificiels, souvent des sous-produits de l'industrie et de qualité plus reproductible que les agrégats naturels, sont principalement composés par les laitiers de haut fourneau concassés et les agrégats allégés.   - La pétrographie (structure et composition) : roches d'origine volcanique, sédimentaire ou métamorphique. Cette classification est limitée car elle ne donne aucune indication sur les propriétés du matériau.   - La densité : La densité du béton étant de 2.6, les agrégats ayant une densité inférieure à 2.4 seront appelés légers et ceux ayant une densité supérieure à 2.8, lourds.   - Méthode d'obtention : elle peut être naturelle (par érosion) ou industrielle (par fragmentation : broyeurs à marteaux, à rouleaux ou à mâchoires) produisant des agrégats plus anguleux.   - Réactivité : la majorité des agrégats peut être considérée comme inerte et inactive (développement d'un lien avec le ciment sans influence significative sur le procédé de durcissement ni la solidité). Le reste représente les agrégats actifs (réaction avec la pâte, avantageuse ou nocive).   - Taille : la taille limite différenciant les agrégats est variable Pour le béton au Etats-Unis : agrégats fins(sable) < 4,75 mm < gros agrégats (graviers).   Ces classifications, dont la taille est la plus utilisée, sont obtenues à partir des propriétés des agrégats (qui reposent sur des méthodes d'échantillonnages). Ces méthodes sont d'autant plus justifiées que les agrégats présentent des fluctuations de caractéristiques parfois importantes.   2) Cendres volantes et fumées de silice.   a) Généralités : Les cendres volantes sont des particules sphériques qui résultent essentiellement des résidus inorganiques issus de la combustion du charbon pulvérulent. Les fumées de silice proviennent de la réduction du quartz par du charbon dans des fours à arcs électriques. b) Les propriétés des cendres volantes : Les cendres volantes lorsqu'elles sont suffisamment fines et les fumées de silice ont les propriétés des roches pouzzolanes elles ne durcissent pas par elles-mêmes en présence d'eau mais réagissent en milieu aqueux avec l'hydroxyde de calcium dissous. Les cendres volantes permettent de réduire la quantité d'eau nécessaire à la fabrication d'un béton, car elles améliorent ses propriétés rhéologiques : la plasticité est accrue, donc l'ouvrabilité est meilleure. Le remplacement du ciment par des cendres volantes dans le béton réduit de façon significative la chaleur d'hydratation. Les cendres introduites dans les bétons permettent de réduire le coût des ciments, la quantité de fissures et de défauts. Elles assurent une constance des propriétés mécaniques et peuvent améliorer la résistance à la compression des bétons de 20%. c) Les propriétés des fumées de silice : Les fumées de silice sont formées de particules très fines (<100 um) ayant une très haute teneur en silice amorphe. Ces deux caractéristiques les rendent très réactives avec le ciment Portland. L'introduction de ces fumées dans les ciments facilitent les réactions d'hydratation. La surface spécifique très élevée implique une augmentation de la quantité d'eau nécessaire à la mise en œuvre du béton. Pour éviter cet excès d'eau, des réducteurs d'eau sont employés pour contrôler le retrait au séchage. Ces fumées améliorent la cohésion des bétons frais. Au bout d'un mois la résistance à la flexion et à la compression des bétons obtenus s'en trouvera augmenté. Lors du cobroyage avec le clinker, la fumée de silice peut se trouver dans son état original (activité pouzzolanique élevée), densifiée (basse activité pouzzolanique), ou en barbotine humide (pas de poussière).