L'influence du ratio eau sur liant dans les mortiers de maçonnerie

Le ratio eau sur liant est reconnu comme étant le paramètre qui influence le plus les propriétés des matériaux cimentaires, tel que les mortiers de maçonnerie. Ce paramètre est utilisé avec tous les types de liants hydrauliques utilisés en maçonnerie, tels le ciment Portland, le ciment naturel ou les chaux hydrauliques. Il représente le poids de l’eau de gâchage par rapport au poids du liant contenu dans un mélange donné. Ce ratio a une grande influence, entre autres, sur la maniabilité du mélange à l’état frais, ainsi que sur l’ensemble de ses propriétés à l’état durci, tels les résistances à la compression, le retrait et, au final, sur la pérennité de l’ouvrage produit.

Les mortiers à base de liant hydraulique durcissent suite à une réaction chimique (hydratation) entre les particules du liant et l’eau. En théorie, pour chaque kilo de liant hydraulique, environ 0.25 kilo d’eau est nécessaire pour l’hydratation des particules. Ceci représente donc un rapport d’eau sur ciment de 1:4 ou de 0.25. Cependant, un mortier mélangé avec un ratio de 0.25 ne permettra pas d’atteindre la maniabilité nécessaire à l’installation d’unités de maçonnerie. Afin d’atteindre cette maniabilité, une quantité d’eau supplémentaire est ajoutée. Pour la pose d’éléments de maçonnerie, un ratio eau sur liant supérieur à 0.75 est souvent utilisé.

En contrepartie, la quantité d’eau supplémentaire ajoutée, qui n’est pas consommée lors de l’hydratation des particules du liant va, en s’évaporant, contribuer au façonnage d’une porosité plus importante ce qui, au final, affectera à la baisse les résistances à la compression des mortiers.

À l’inverse, un ratio eau sur liant plus bas réduirala porosité et conduira à des résistancesà la compression plus élevées, mais affectera négativement la maniabilité du mortier et, parconséquent, pourrait potentiellement affecter l’adhérence entre le mortier et l’unité de maçonnerie.

En résumé, plus nous ajoutons d’eau à une quantité de mortier donnée, plus les résistances à la compression seront faibles et, à l’inverse, moins nous ajoutons d’eau au même mélange, plus les résistances à la compression seront élevées.

LABORATOIRE VS CHANTIER : 

Les résultats inscrits sur les fiches techniques des fabricants sont toujours en lien avec une certaine quantité d’eau – en maçonnerie, cette quantité d’eau est exprimée indirectement par l’étalement. Pour les mortiers de pose, la norme canadienne CSA A 179 stipule que l’étalement mesuré en laboratoire devrait se situer entre 105% et 115 %, alors qu’en  chantier l’étalement du même mortier devrait se situer entre 130% à 150%.

Cette différence s’explique par le fait qu’en laboratoire, la maniabilité du mortier n’a pas à être prise en compte et que les cubes utilisés pour les essais ont un taux d’absorption de 0 %. En chantier, la maniabilité du mortier est très importante et le taux d’absorption des unités de maçonnerie est variable. Ainsi, pour des raisons de mise en oeuvre, le maçon pourrait décider de moduler la quantité d’eau prescrite à la fiche technique d’un produit.

Parmi les raisons possibles pour expliquer cette modulation on retrouve : le taux d’absorption de l’unité de maçonnerie,la température ambiante, le vent, le poids de l’unité de maçonnerie, etc. Comme nous venons de l’expliquer, le fait de modifier la quantité d’eau – ou étalement – aura pour effet de modifier les résistances à la compression du mortier.

Consciente des nombreuses variations possibles, la norme Canadienne CSA A 179 réfère toujours aux résistances à la compression minimales des mortiers lorsque l’acceptation de ces derniers s’appuie sur les propriétés. Ainsi, un mortier de Type N aura une résistance à la compression minimale en chantier de 3,5 MPa à 28 jours, alors qu’un mortier de Type S aura une résistance à la compression minimale en chantier de 8,5 MPa à 28 jours.

DEUX POINTS ESSENTIELS RESSORTENT DE CES OBSERVATIONS : 

■ Pour bien interpréter les résultats obtenus à partir d’essais effectués en chantier, il estessentiel de connaître le rapport eau sur liant du mortier préparé ;

■ L’analyse des résultats devrait également prendre en compte le taux d’absorption des unités de maçonnerie installées car il influence, entre autres, la porosité du mortier durci.