La fabrication de bétons lourds a longtemps répondu à une demande assez restreinte du type contrepoids d’éléments basculants ou de lests.

C’est le développement de l’industrie nucléaire qui a redonné de l’actualité  à cette problématique, car le béton lourd offre un moyen de protection efficace contre les radiations émises au sein des centrales  nucléaires  ou des accélérateurs de particules.

Les radiations en question sont principalement des rayons ? et des neutrons rapides. Les rayons  ? peuvent être affaiblis par des éléments à fort poids atomique et les neutrons rapides affaiblis par des éléments de faible poids atomique tels que l’hydrogène. L’épaisseur de la paroi du bouclier de béton peut être réduite par l’utilisation de bétons rendus lourds par l’utilisation de granulats de forte densité, tels la barytine (sulfate de baryum) , l’hématite
et la magnétite (minerais à base d’oxyde de fer), le ferrosphosphore, des déchets ferreux, grenailles de fer ou d’acier… Les bétons lourds sont donc spéciaux du fait de la densité particulière de leurs granulats.

La fabrication des bétons lourds exige des coffrages suffisamment rigides pour résister aux pressions élevées qui s’y exercent.
La ségrégation due au poids des granulats doit être surveillée. Ces bétons doivent être compacts et les fissurations de retrait ou de dilatation thermiques sont prohibées. Le dosage en eau doit donc être assez faible  (0,35 < E/C < 0,5) pour éviter la ségrégation, on peut donc employer un réducteur d’eau.
La compacité du béton, nécessaire à l’efficacité de la protection, s’obtient  par un rapport mortier/granulats (en poids) de valeur optimale 0,7.
L‘affaiblissement des neutrons dépendant de la présence d’éléments légers, les bétons de protection neutronique doivent donc conserver un maximum d’eau. Cette quantité d’eau dépend, quant à elles de plusieurs éléments et facteurs, dont la nature du liant, ses constituants, la finesse de la mouture,  la dimension de l’ouvrage,  les conditions de fabrication et de conservation du béton. Pour des rayonnements neutroniques à forte énergie associés  à des rayonnements ?, une combinaison avec des granulats riches en hydrogène (limonite, colémanite, …) peut être nécessaire.

Enfin, les bétons lourds devant protéger, et, le cas échéant, confiner, certains d’entre eux, doivent pouvoir résister à des passages soudains à hautes températures, ce qui a des conséquences sur le choix du liant et des granulats. Les ciments entrant dans la composition des bétons lourds peuvent classiquement être de type Portland (CEM I) ou Portland composés (CEM II, CEM V).