Les matériaux réfractaires désignent les matériaux qui résistent aux températures particulièrement élevées et aux attaques chimiques. Dans le domaine de la construction, la brique est le matériau réfractaire le plus connu mais elle est aujourd’hui concurrencée par d’autres matériaux tels que les bétons réfractaires.
Les bétons réfractaires
Le béton réfractaire conventionnel est obtenu au moyen d’un mélange de granulats réfractaires, d’alumine sous forme de poudre et de ciment qui font prise avec la chaleur. Le ciment utilisé est du ciment alumineux ou du ciment fondu. En effet, le ciment alumineux et le ciment fondu, en raison de leur haute teneur en alumine (alumine tabulaire et alumine électrofondue ou mullite), résistent aux températures très élevées. Le ciment fondu offre une bonne résistance mécanique jusqu’à 1 400 °C, alors que le ciment de Portland est limité à 500 °C. Au-delà, le ciment de Portland résiste difficilement à la traction et à la compression générées par la chaleur.
Les recherches en la matière ont permis de mettre au point il y a une quarantaine d’années des bétons réfractaires plus performants : le béton réfractaire à faible teneur en ciment (BTC) et le béton à ultra-basse teneur en ciment (UBTC). Ces bétons réfractaires se composent de 5 % à 12 % de ciment pour les bétons réfractaires à faible teneur en ciment, et de moins de 5 % de ciment pour les bétons à ultra-basse teneur en ciment.
Ces bétons permettent de limiter la quantité d’eau de gâchage dont l’évaporation pose problème lors du séchage après une cuisson supérieure à 1 400 °C.
La brique réfractaire
Une brique réfractaire est une brique qui conserve ses propriétés mécaniques à haute température (800 °C minimum). Ces briques résistent, par nature, aux températures élevées, et sont utilisées pour la réalisation et la réfection de fours à pain, fours à pizza, barbecues et foyers de cheminées. Traditionnellement, on distingue la brique réfractaire de chamotte à base d’argile et la brique à la vermiculite qui est un minerai naturel.
Le mastic réfractaire
Le mastic réfractaire est une pâte utilisée pour la réalisation de joints d’ouvrages ou de matériaux exposés à des températures très élevées (jusqu’à 1 500 °C). En effet, la pâte peut être employée au sein de fours, de poêles, et peut également être utilisée pour réparer des matériaux réfractaires fissurés tels que la brique réfractaire.
Les propriétés des matériaux réfractaires
Les matériaux réfractaires doivent résister aux contraintes thermiques et mécaniques sans risque de rupture. Ainsi des tests sont effectués pour mesurer leur résistance à la traction, à la compression et à la déformation (le fluage). D’autres mesures sont réalisées pour évaluer l’élasticité des matériaux réfractaires lorsqu’ils sont soumis à hautes températures sans modifications substantielles de leurs propriétés mécaniques.
Les matériaux réfractaires : quels prix ?
Pour l’achat de briques réfractaires, comptez 70 €/m².
Pour l’achat d’un sac de ciment alumineux ou de ciment fondu, comptez 20 € environ.
Les bétons réfractaires à ultra-basse teneur en ciment et à faible teneur en ciment sont réservés à des professions spécifiques telles que les fumistes.