Calcul mortier ciment - Dosage ciment-sable par m³

Méthode de calcul du dosage du mortier

Le calculateur de dosage mortier permet de déterminer les proportions de ciment et de sable, avec ajout éventuel de chaux, ainsi que les quantités nécessaires pour préparer un volume donné. Ce calcul de mortier ciment convient à la maçonnerie, aux enduits, aux mortiers bâtards et aux chapes de ciment et de sable.

Les résultats indiquent les proportions en volume et en masse, les besoins en ciment en kilogrammes et en sacs, la masse et le volume de sable ainsi que les quantités d'eau et de chaux. La masse totale et la masse volumique calculée du mortier frais sont également déterminées.

Principes de calcul et recommandations

Conversion du volume de mortier préparé

Volume de départ. Le calcul commence par le volume de mortier fini nécessaire en m³. Lorsque les matériaux secs sont mélangés à l'eau, la pâte de ciment remplit les vides entre les grains de sable. Le volume apparent total des composants secs est donc supérieur à celui du mortier préparé.

Coefficient de volume sec. Un coefficient fixe de 1.33 tient compte de la diminution du volume total pendant le malaxage et le compactage.

Vsec = Vmortier × 1.33

Par exemple, pour produire 1 m³ de mortier, on retient un volume apparent total de 1.33 m³ de constituants secs. Ce volume est réparti entre le ciment, le sable et la chaux selon le dosage choisi.

Choix des proportions des composants

Sélection automatique. Les proportions dépendent de l'utilisation, de la classe de résistance et du type de liant. Un mortier de ciment utilise par exemple un dosage ciment-sable de 1:4. Pour un mortier bâtard, on ajoute de la chaux, par exemple 1:1:6, dans l'ordre ciment, chaux et sable en volume.

Mortiers de maçonnerie. Les rapports volumiques suivants sont retenus pour les mélanges uniquement à base de ciment :

• M2.5 - 1:7.5.
• M5 - 1:5.5.
• M10 - 1:3.5.
• M15 - 1:3.

Pour les mortiers de maçonnerie au ciment et à la chaux, les dosages retenus sont M2.5 = 1:2:9, M5 = 1:1:6, M10 = 1:0.5:4 et M15 = 1:0.25:3.5.

Mortiers d'enduit. Les proportions pour les mélanges au ciment sont CS I = 1:7.5, CS II = 1:6, CS III = 1:4.5 et CS IV = 1:3. Pour les mélanges ciment-chaux, elles sont CS I = 1:2:9, CS II = 1:1:6 et CS III = 1:0.5:4. Pour CS IV, seul le mélange au ciment sans chaux est utilisé.

Chapes ciment-sable. Ces mélanges ne contiennent pas de chaux. Les rapports ciment-sable retenus sont C12 = 1:5.5, C16 = 1:5, C20 = 1:4, C25 = 1:3.5, C30 = 1:3, C35 = 1:2.75 et C40 = 1:2.5.

Proportions personnalisées. En mode manuel, le ciment représente 1 part en volume et les parts de sable et de chaux sont saisies directement. Le calcul utilise ces valeurs sans ajustement automatique lié à la classe de résistance du mortier ou du ciment.

Influence de la classe du ciment

Coefficient correcteur. En mode automatique, la classe du ciment est prise en compte. Les coefficients sont 1.10 pour la classe 32.5, 1.00 pour 42.5 et 0.95 pour 52.5.

Le coefficient modifie la part volumique calculée du ciment par rapport aux autres composants. Toutes les parts sont ensuite recalculées afin de conserver le même volume sec total. La classe du ciment modifie donc aussi les quantités estimées de sable et de chaux.

Calcul des quantités de matériaux secs

Répartition du volume. Le volume sec total est réparti entre les composants proportionnellement à leurs parts dans le mélange. Ainsi, un dosage 1:4 comporte 5 parts en volume : 1/5 de ciment et 4/5 de sable.

Dans les formules, C, L et S désignent respectivement les parts volumiques de ciment, de chaux et de sable. Si la chaux est absente, sa part vaut zéro.

Vciment = Vsec × C / (C + L + S)

Vchaux = Vsec × L / (C + L + S)

Vsable = Vsec × S / (C + L + S)

Conversion du volume en masse. Le volume de chaque constituant en m³ est multiplié par sa masse volumique apparente supposée en kg/m³. Les valeurs fixes suivantes sont utilisées :

• Ciment - 1400 kg/m³.
• Sable sec - 1600 kg/m³.
• Chaux - 600 kg/m³.

m = V × ρ

Ici, m représente la masse du composant en kilogrammes, V son volume apparent en m³ et ρ sa masse volumique apparente supposée en kg/m³. La masse de sable est aussi reconvertie en volume apparent par division par 1600 kg/m³, pour permettre l'achat de sable au volume.

Calcul de la quantité d'eau

Rapport eau/ciment. La quantité d'eau est calculée à partir de la masse de ciment. Par exemple, un rapport de 0.50 correspond à 0.5 kg d'eau pour 1 kg de ciment. Le calcul suppose que 1 l d'eau pèse environ 1 kg.

En mode automatique, les rapports eau/ciment suivants sont retenus :

• Maçonnerie : M2.5 = 0.65, M5 = 0.60, M10 = 0.55, M15 = 0.50.
• Enduits : CS I = 0.60, CS II = 0.56, CS III = 0.52, CS IV = 0.48.
• Chape : C12 = 0.55, C16 = 0.52, C20 = 0.50, C25 = 0.48, C30 = 0.46, C35 = 0.45, C40 = 0.44.

Réglage manuel de l'eau. Avec des proportions personnalisées, le rapport eau/ciment initial est 0.60 pour la maçonnerie, 0.55 pour l'enduit et 0.50 pour la chape. Il peut être modifié pour ajuster la quantité d'eau calculée.

Correction liée à la chaux. Pour un mortier ciment-chaux, on ajoute 0.7 l d'eau par 1 kg de chaux. La quantité totale d'eau est donc calculée comme suit :

W = mciment × (w/c) + mchaux × 0.7

Ici, W est la quantité d'eau en litres, w/c le rapport eau/ciment et les masses des constituants sont en kilogrammes. En l'absence de chaux, le second terme est nul.

La quantité d'eau réellement nécessaire dépend de l'humidité du sable, des propriétés du ciment et de la consistance recherchée. Le sable humide contient déjà une partie de l'eau. L'eau est donc généralement ajoutée progressivement au malaxage jusqu'à obtenir la maniabilité souhaitée.

Proportions finales et quantités de matériaux

Proportions en volume. Après la répartition des matériaux secs, les volumes sont rapportés à une part de ciment. Si une correction automatique selon la classe du ciment est appliquée, les proportions finales peuvent différer du dosage initial du tableau.

Proportions en masse. On divise les masses de sable et de chaux par celle du ciment. Par exemple, avec un dosage volumique de 1:4 et des masses volumiques apparentes de 1400 kg/m³ pour le ciment et de 1600 kg/m³ pour le sable, le rapport massique est d'environ 1:4.57.

Nombre de sacs de ciment. La masse de ciment calculée est divisée par la masse indiquée d'un sac. Le résultat est toujours arrondi à l'entier supérieur, car l'achat est exprimé en sacs complets.

N = arrondir au supérieur (mciment / msac)

Par exemple, pour un besoin de 320 kg de ciment avec des sacs de 25 kg, on obtient 12.8 sacs. Il faut donc prévoir 13 sacs à l'achat.

Masse totale et masse volumique du mortier

Masse totale. La masse du mortier frais est la somme des masses calculées de ciment, de sable, d'eau et de chaux. Pour l'eau, on utilise l'approximation 1 l = 1 kg.

mtotal = mciment + msable + mchaux + meau

Masse volumique du mortier. La masse volumique estimée du mortier frais est obtenue en divisant la masse totale des composants par le volume spécifié de mortier fini.

ρmortier = mtotal / Vmortier

La masse est exprimée en kilogrammes, le volume en m³ et la masse volumique en kg/m³. Le résultat dépend de la recette choisie, de la quantité d'eau et des masses volumiques apparentes supposées des composants.

Normes européennes de référence

Les normes européennes suivantes définissent le cadre de classification des mortiers et des matériaux de chape :

• EN 998-2 - Définitions et spécifications des mortiers pour maçonnerie. Partie 2 : Mortiers de montage des éléments de maçonnerie. Elle fixe les exigences applicables et les classes de résistance à la compression, notamment M2.5, M5, M10 et M15.
• EN 998-1 - Définitions et spécifications des mortiers pour maçonnerie. Partie 1 : Mortiers d'enduits minéraux extérieurs et intérieurs. Elle définit les exigences et les classes de résistance CS I, CS II, CS III et CS IV.
• EN 13813 - Matériaux de chapes et chapes. Matériaux de chapes. Propriétés et exigences. Elle définit la classification des matériaux de chape, y compris les classes de résistance à la compression C12, C16, C20, C25, C30, C35 et C40.

Ces normes classifient les propriétés des mortiers et des matériaux de chape. Les proportions numériques utilisées par le calculateur sont des recettes retenues pour estimer les quantités de matériaux en première approche.

FAQs

Pourquoi faut-il plus de 1 m³ de matériaux secs pour obtenir 1 m³ de mortier ?

On ne peut pas simplement additionner les volumes apparents du ciment et du sable pour obtenir le volume de mortier fini. Pendant le mélange, les particules fines remplissent les vides entre les grains de sable, ce qui réduit le volume total. Le calculateur applique le facteur 1.33 : pour 1 m³ de mortier fini, il retient 1.33 m³ de constituants secs.

Pourquoi la quantité de sable change-t-elle quand on modifie la classe de ciment ?

En mode automatique, la classe du ciment modifie sa part dans le mélange. Les coefficients utilisés sont 1.10 pour la classe 32.5, 1.00 pour 42.5 et 0.95 pour 52.5. Le volume sec total restant constant, les volumes des autres constituants sont redistribués.

Quelle différence entre les proportions de mortier en volume et en masse ?

Les proportions en volume correspondent à des matériaux mesurés avec des récipients de même taille. Par exemple, 1:4 signifie une part de ciment et quatre parts de sable en volume. Les proportions en masse prennent en compte les différentes masses volumiques apparentes, si bien qu'un même rapport volumique ne correspond pas au même rapport massique.

Comment la chaux modifie-t-elle le mortier et la quantité d'eau ?

La chaux est souvent ajoutée aux mortiers de maçonnerie et d'enduit pour améliorer leur plasticité et leur maniabilité. Dans le calcul, elle occupe une part distincte du volume sec, avec une masse volumique apparente supposée de 600 kg/m³. Une quantité supplémentaire de 0.7 l d'eau par kilogramme de chaux est ajoutée à l'eau calculée à partir du ciment.

Pourquoi la quantité d'eau utilisée peut-elle différer du résultat calculé ?

Le calculateur estime l'eau à partir du rapport eau/ciment retenu et de la masse de ciment, avec un complément pour la chaux. En pratique, le sable humide contient déjà de l'eau et la maniabilité nécessaire dépend de l'usage du mortier et du mode de malaxage. Le volume calculé constitue donc une valeur de départ qui peut être ajustée lors de la préparation.