Description
Le ciment est un liant hydraulique, c’est-à -dire que mélangé à l’eau il forme une pâte qui fait prise et durcit (propriétés hydrauliques). Il est utilisé sous forme de poudre pour confectionner du béton ou du mortier.
Les ciments peuvent être classés en cinq grandes familles et 27 variantes principales (voir la norme EN-197-1-2000) pour plus de détails :
- Ciment Portland (noté CEM I)
- Ciment Portland composé (noté CEM II)
- Ciments de hauts fourneaux (noté CEM III)
- Ciments pouzzolaniques (noté CEM IV)
- Ciments au laitier et aux cendres ou ciment composé (noté CEM V)
Autres dénominations : Le mot ” ciment ” peut désigner différents matériaux comme par exemple :
- Le plâtre
- La Chaux commune,
- La pouzzolane naturelle
- Le ciment prompt,
- Le ciment Portland ou ciment artificiel
Glossaire des ciments :
Ciment alumineux
Le ciment alumineux fut inventé par J. Bied, directeur scientifique des Ciments Lafarge, en 1908 et fabriqué industriellement en France à partir de 1918. C’est un ciment à base d’aluminates de calcium. Les ciments Portland eux contiennent des silicates de calcium. Ces aluminates ne libèrent pas de chaux au cours d’hydratation et offrent plusieurs propriétés spéciales au béton ou au mortier alumineux:
- Une prise rapide
- Une résistance chimique élevée
- Une résistance élevée à l’usure
- Une résistance aux températures élevées
- Un accélérateur de prise par temps froid
Ciment artificiel
Le ciment artificiel, ou ciment Portland, est un mélange artificiel (de la main de l’homme) de 76 à 80% de carbonate de chaux, et de 24 à 20% d’argile, broyé et mélangé à cru, puis cuit à une température de 1 450 °C pour obtenir une roche artificielle très dure, le clinker, broyé à nouveau très finement, donne le ciment artificiel.
C’est un ciment lent, fabriqué en grande quantité à partir de 1850 environ, utilisé aujourd’hui pour les bétons et bétons armés courants, ainsi que pour les travaux de haute technicité comme ceux des ponts et chaussées ou les ouvrages d’art. Sa fabrication longue et compliquée l’a longtemps rendu cher. Il fut imité à moindre frais par ce que l’on peut appeler les ” faux artificiels “.
En 1897, la Commission de méthode d’essai des matériaux classa dans la même catégorie tous les ciments à prise lente, et à partir de 1902, la Commission des chaux et ciments, n’utilise plus ce terme d’artificiel et l’englobe dans les ciments Portland.
Ciment blanc ou extra-blanc
Le ciment blanc ou extra-blanc est un ciment portland sans oxyde métallique (sorte de chaux lourde), destiné à la fabrication des carreaux ou des moulages. Il est remarquable par sa finesse et sa blancheur, ne produisant aucune gerçure sur la surface lisse. Il fut inventé en 1870. Sa prise se fait entre 6 et 15 heures.
Ciment brûlé (ou clinker)
Le clinker, cuit à 1 450 °C et non encore moulu, peut être utilisé comme ciment, on parle alors de ciment brûlé. Il est très dur. Sa prise est beaucoup plus lente que les ciments modérément cuits à 1 000 °C, mais il présente un durcissement et un degré de cohésion tout à fait extraordinaires.
Broyé et mélangé à du gypse pour en retarder la prise, il est à la base de la fabrication courante des ciments ordinaires modernes (ciment Portland). Au XIXe siècle en Dauphiné, les morceaux modérément cuits, souvent de couleur jaune, étaient appelés des frittes jaunes ou des grumes. Les morceaux surcuits s’appelaient des frittes noires. Le mot clinker, importé du Royaume-Uni, servait surtout à désigner les frittes noires du ciment portland artificiel.
Ciment aux cendres
Les ciments aux cendres furent fabriqués pour la première fois en France en 1951, par P. Fouilloux.
Ciment fondu
Ciment du début du XXe siècle, très alumineux, de prise normale, dont le durcissement demande beaucoup d’eau, dégage beaucoup de chaleur et est très rapide. Il est indécomposable dans les eaux magnésiennes et séléniteuses, se mélange mal avec d’autres ciments et est d’un prix élevé.
Ciments de grappiers
La production de ciments de grappiers commence vers 1870. Les grappiers sont les éléments durs que l’action de l’eau ne peut faire tomber en poudre lors de l’extinction de la chaux, et que les bluteries rejetaient. C’étaient les incuits, surcuits, chaux limites et parties trop chargées en argile des calcaires marneux.
Constituant une perte sensible pour le fabricant, on aboutit au Teil (Ardèche) à en tirer partie en créant le ciment de grappiers, dont la qualité pouvait être remarquable. Ce produit un peu bâtard a disparu définitivement du marché avec la guerre 1914, mais on le retrouve dans les manuels d’architecture des années 1930.
Ciment de laitier
Ciment appelé aussi ciment pouzzolane, obtenu à partir de laitier de hauts-fourneaux mélangé avec de la chaux grasse éteinte et de la chaux hydraulique.
Le laitier, pour acquérir de la puissance, doit avoir été refroidi brusquement à la sortie du four en étant jeté dans l’eau. Il contient des sulfures de calcium qui s’oxydent à l’air, qui lui donnent une teinte verte, et désagrègent les mortiers, mais il durcit considérablement, bien que lentement, en milieu humide.
C’est aussi un mélange d’hydrate de chaux en poudre et de gangues hydrauliques pulvérisées ou pouzzolane artificielle.
Ciment lent
Ciment à prise lente, plus de huit heures ; voir ciments naturels ou ciment portland.
Ciment lourd ou surcuit
Ciment surcuit à 1 450°C, donc lent à la prise.
Ciment mixte
Nom que donnaient les usines du nord de la France aux faux artificiels et vendus ailleurs sous le nom de Portland naturel, composé de ciment naturel et de grappiers de chaux mélangés en proportions variables.
Ciments naturels
Les ciments naturels sont des ciments prompts ou lents, voire demi-lents. Ils sont obtenus par la cuisson de calcaire argileux naturellement de bonne composition.
Les ciments naturels se divisent en deux classes :
- les ciments prompts, cuits à 900 °C comme les chaux, qui font prise en moins de 20 min ;
- les ciments lents, cuits à un état proche de la fusion pâteuse à 1 450 °C, qui font prise en 1 ou plusieurs heures.
Des variétés intermédiaires étaient obtenues directement ou par mélange et étaient appelés demi-lents.
Ciment Portland
Le ciment Portland est un ciment artificiel obtenu par la cuisson proche de l’état de fusion pâteuse de 1 450 °C des chaux limites mélangées intimement (calcaires contant de 20 à 25 % d’argile) et longtemps appelées chaux brûlées, ou de roches calcaires et de roches argileuses soigneusement dosées. C’est l’appellation courante des ciments lents. La dénomination de Portland vient des fabriques de Portland au Royaume-Uni, où le ciment avait la même couleur que les pierres de cette région.
Ciment Portland naturel
Nom impropre des ciments naturels de l’Isère. Voir ciments naturels.
Ciment prompt (ou ciment romain)
Techniquement, le ciment prompt est une chaux éminemment hydraulique, un ciment obtenu par la cuisson à 900 °C de calcaires contenant de 23 à 30 % d’argile et dont la prise s’effectue en dix ou vingt minutes. Le plus souvent, c’est un ciment naturel, un ciment provenant de la simple cuisson d’une gangue ayant naturellement les bonnes proportions de calcaire et d’argile. La pierre, à la sortie du four, reste quelques temps à l’air et absorbe de l’humidité, puis elle est blutée, conservée en silos et ensachée. Ce ciment atteint son maximum de dureté après quelques jours.
Le ciment prompt est fabriqué depuis la fin du XVIIIe siècle. Il a longtemps été appelé ciment romain dans le nord de la France, les pays anglo-saxons et d’Europe de l’est malgré le fait que cette qualification commerciale soit absolument impropre. Les grands producteurs étaient sur l’île de Sheppey en Grande Bretagne et à Vassy, Pouilly et Grenoble (encore en activité) en France.
Le ciment prompt a longtemps été utilisé pour faire des moulages au gabarit ou fabriquer des pierres factices de ciment moulé (de 1820 à 1920 env). Il est aujourd’hui aussi utilisé comme ciment à sceller, comme adjuvant naturel dans les enduits de chaux, dans les travaux maritimes et pour fabriquer des moulages d’art en particulier dans les Alpes et en Italie du nord (importation de ciment français, le prompt de la Pérelle et de la Porte de France de la société Vicat, dernier producteur).
Ciment sulfaté
Le ciment sulfaté fut inventé en 1908 par Hans Kühl. Il fut peu fabriqué en Allemagne, mais exploité industriellement en Belgique et en France à Partir de 1922 et jusqu’en 1965.
Ciment romain
voir ciment prompt
- ajduvants de filtration,
- additif dans la production de ciment,
charges minérales pour les peintures, plastiques et papiers
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