Maçonnerie : matériaux, produits, mélanges et proportions

Quelles que soient les qualités du bois, les Hommes comprennent vite que la pierre est globalement plus durable et résistante à toutes formes d’agressions.
Après s'être d'abord contenté de la superposer selon ses formes (pierres sèches), l’homme s'est mis à la tailler de façon de plus en plus précise. L’usage du mortier a représenté un progrès important dans l’assemblage des pierres, c’est le début de la “maçonnerie”, telle que nous l’entendons aujourd'hui.

Les matériaux de construction

• Maçonner consiste à assembler des matériaux qui peuvent être de natures différentes, ces matériaux devant être montés selon des règles précises, des proportions à respecter, en se servant d’outils adaptés.
• Les matériaux les plus répandus sont en premier lieu la pierre sous toutes ses formes, dans sa diversité d’origine et de composition. Elle peut être employée brute ou taillée.
• La pierre blanche et calcaire, taillée sur quatre faces, est représentative de la pierre de construction. Plutôt tendre et facile à travailler, elle est adoptée par les sculpteurs. Relativement poreuse à sa sortie des carrières, elle durcit au contact de l’air pour former en surface une couche protectrice appelée « calcin ». cette protection lui permet d’affronter les siècles avec une certaine sérénité.

• La brique est également un matériau considéré comme traditionnel, bien que d’origine industrielle. Selon le type et le mode de fabrication, la brique est obtenue par moulage ou par extrusion dans des filières.
• La brique tire sa matière, l’argile, des sols où elle est fabriquée.
• D’une région à l’autre, la teinte de l’argile varie, l’aspect final des briques en dépend. Ce dernier dépend aussi des modes de fabrication, les procédés industriels de cuisson ayant permis d’obtenir des briques plus homogènes que par le passé, tant au niveau des teintes que des caractéristiques techniques.
• Ces performances ont permis aux briques d’être utilisées dans la réalisation de bâtiments économes en énergie, notamment dans leur version multi-alvéolaire, appelée “Monomur”.
• Les briques pleines ont pour dimensions courantes : 55 x 105 x 200 ou 220. Des variantes sont possibles en fonction des utilisations : par exemple, demi-briques, appelées "mulot": 50 x 50 x 220 mm ; 55 x 55 x 220 mm et 60 x 55 x 220 mm, etc.

• Le bloc béton plus communément dénommé 'parpaing”, est un matériau fabriqué par moulage.
• Il est le plus souvent constitué de ciment, de gravillons, de sable et d’eau. Disponible en différents formats, il peut être creux, plein, alvéolé. Il intègre parfois un élément isolant.
• Autres blocs : ceux constitués de béton cellulaire apportent, de par leur structure, des performances thermiques élevées, permettant dans certains cas de se passer d’un isolant complémentaire.
• Les blocs de béton cellulaire, mais aussi les briques et blocs béton rectifiés en usine, permettent un assemblage par collage à joints minces, contrairement aux briques et parpaings classiques, qui nécessitent l’emploi de mortier.

• Le mortier a longtemps été le seul matériau possible pour assembler les briques et parpaings entre eux.
• Les mortiers sont constitués de ciment, de sable et d’eau (mortier maigre). On peut y ajouter de la chaux, c’est alors un mortier bâtard.
• Si l’on ajoute des agrégats plus ou moins fins, on obtient alors un béton, que l’on destine au coulage de dalles, de fondations ou à la fabrication de blocs de formes diverses.
• Les joints maçonnés au mortier ont une épaisseur moyenne de 1 cm.
• Les blocs et briques rectifiés et collés permettent de réduire l’épaisseur du joint entre 2 et 4 mm. La colle est alors déposée à l’aide d’un rouleau spécial, d’où l’appellation de “maçonnerie” roulée.

Quels produits pour la maçonnerie ?

Le mortier tire ses caractéristiques de sa composition. Le sable est le seul élément solide, dont les particules vont être reliées par le liant, qu’il s’agisse de ciment et/ou de chaux.
Cette action entraîne l’immobilisation du matériau, mis en contact avec cette matière d’assemblage, qui va progressivement durcir et se transformer en mortier en séchant.

• La chaux hydraulique est obtenue par cuisson à 1000 °C, d’un calcaire contenant 5 à 20% d’argile.
• Appelée aussi "chaux grasse", c’est à la base une chaux vive qui a été éteinte par hydratation.
• Si elle est utilisée seule comme liant, elle génère des joints relativement friables. Mélangée avec du ciment, on obtient un mortier bâtard, ce qui améliore la plasticité et assainit les matériaux jointoyés.
• Autre application de la chaux, le lait de chaux. Il était autrefois utilisé comme badigeon sur les façades, mais aussi dans les étables, les écuries et sur les troncs des arbres fruitiers… pour ses qualités sanitaires. C’est un excellent antiseptique.

• Le Ciment artificiel dit "Portland" (C.P.A.) est le résultat du broyage d'une roche naturelle, le clinker, à laquelle on ajoute 5% de gypse. Le clinker est lui-même composé de 80% de calcaire et 20% d’argile, cuits à 1450°C.
• L’appellation “Portland” provient de la similitude avec la pierre calcaire que l’on trouve sur l’île anglaise du même nom.
• Ce ciment représente le liant hydraulique par excellence. Mélangé avec du sable et de l’eau, il devient mortier.
• Si on y ajoute des graviers, on obtient du béton.
• Aux 3 lettres CPA, on peut parfois ajouter L pour laitier, C pour cendre ou Z pour pouzzolane. Les chiffres correspondent à la résistance mécanique du ciment, exprimé en bars.
• Les mortiers et bétons peuvent être commercialisés “prêts à l’emploi”. Ils sont présentés en sacs, pré-mélangés et prêts à être gâchés par rajout de la quantité d’eau nécessaire.

Les ciments sont caractérisés par : 

• leur résistance mécanique exprimée par un nombre exprimant des bars
• leur rapidité de prise
• leur résistance à la chaleur (réfractaire ou non)  
• leur teinte : gris, blanc, pierre, fondu, etc.

• Comme le ciment le plâtre se présente sous la forme d’une poudre très fine, mais blanche.
• Lorsqu’il est mélangé à l'eau, il forme une pâte souple et onctueuse, elle durcit après évaporation de l’eau pour aboutir à un matériau dur et blanc. La préparation diffère de celle du ciment, le plâtre devant être versé dans l’eau, mélange qu’il faut agiter au fur et à mesure.
• Le plâtre est appliqué sur des surfaces planes lorsqu’il est encore humide, pour la réalisation d’enduits sur les murs intérieurs et les plafonds.
• Le plâtre n’est pas considéré comme un liant au sens strict du terme, il est néanmoins à la base de matériaux transformés, tels que les carreaux de plâtre pleins ou alvéolés, hydrofuges ou non, les plaques de plâtre à support carton, simples, alvéolées ou doublées avec un isolant : laine de verre, laine de roche, polystyrène expansé ou extrudé.

Sous le terme "d'agrégats" on trouve les matériaux qui entrent dans la composition des mortiers et des bétons.

• Le sable est le premier des agrégats.
• Extrait des rivières, il est tamisé et calibré, toujours inférieur à 0,6 mm de diamètre.
• Cette condition n’est pas remplie avec le sable de mer. Il est donc impropre à cet emploi, sauf à être lavé et débarrassé des débris organiques.
• Les graviers sont de différents calibres selon les utilisations. Lorsqu’ils sont ajoutés à un mortier, ils permettent de réaliser un béton.
• Ils sont obtenus soit par prélèvement direct dans le lit des rivières soit par concassage de pierres plus grosses. Les calibres utilisés varient de 6,3 à 25 mm de diamètre, selon les directives de la norme NF.

Préparation des mortiers

Généralement, les bétons sont préparés selon la règle des 1,2,3, soit : 

• une part de ciment ;
• pour deux parts de sable ;
• trois parts d’agrégats.

Proportions de matériaux à retenir pour préparer 1m de béton pour des usages ciblés.

• La préparation des mortiers est principalement conditionnée par leur destination, telle que le montre le tableau ci-dessus.
• Les enduits de mortier sont en général composés de trois couches : le gobetis, le corps d’enduit et la finition. Les proportions varient pour chaque couche. Par exemple, pour un sac de 50 kg de ciment, vous devez respecter les proportions prévues pour chaque ingrédient.
• Pour les mortiers tout préparés et conditionnés en sacs de 25 à 35 kg, la proportion comparative sur 50 kg prévoit 9,4 à 10 l d’eau pour couvrir 2 à 2,4 m.

En affinant ces calculs pour obtenir un rendement pratique, on utilisera

• pour un gobetis de 5 mm d’épaisseur 21 kg d’enduit au m.
• pour un corps d'enduit de 10 mm 14 kg au m.

La non correspondance des proportions étant liée au dosage différent des enduits de chaque couche.


Les additifs appelés aussi adjuvants, sont des produits dont la composition varie en fonction de l’usage prévu.
Ces additifs sont le plus souvent dosés à plus ou moins 5% du poids de ciment.
On trouve ainsi dans le commerce des :

• accélérateurs de prise
• des retardateurs de durcissement
• des hydrofuges
• des plastifiants.

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