Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Liant hydraulique, le ciment permet la mise au point d’une grande variété de produits (dont les bétons) répondant aux besoins des concepteurs, des utilisateurs et des exploitants de l’ensemble des bâtiments, des ouvrages d’art et des infrastructures de transport. Par cohésion avec des sols ou des granulats, le ciment permet l’obtention de matériaux rigides et durs, aux performances mécaniques élevées. Après avoir retracé ses origines, cet article détaille les procédés de fabrication du ciment, ainsi que les différentes phases conduisant à sa prise. Ensuite, sont exposés les différents critères, ceux mesurés sur la poudre, et ceux mesurés sur la pâte. Pour terminer, le cheminement qui a conduit à une normalisation européenne des ciments est présenté.
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Joseph ABDO : Docteur ingénieur de l'École des mines de Paris et ingénieur de l'École nationale des ponts et chaussées - Directeur délégué Routes, Cimbéton, Paris
INTRODUCTION
Le ciment est un « liant hydraulique ». Par « liant », il est sous-entendu une matière susceptible d'en agglomérer d'autres. Le qualificatif «hydraulique» précise, d'une part, que ce liant durcit à froid par gâchage à l'eau, sans addition d'un autre corps réactif et, d'autre part, qu'il durcit, non seulement dans l'air, mais également dans l'eau.
Notons au passage qu'un liant « pouzzolanique » a besoin d'une activation pour acquérir ce caractère d'hydraulicité. La substance qui va jouer le rôle d'activant est le plus souvent de la chaux (chaux ajoutée ou libérée par la réaction de prise d'un liant hydraulique). En d'autres termes, un liant pouzzolanique activé à la chaux ajoutée est un liant hydraulique. Mais aussi, un liant pouzzolanique, mélangé à un liant hydraulique, devient-il un liant hydraulique du fait de la chaux libérée par la réaction de prise du liant hydraulique.
Mélangé à certains sols ou granulats, et en présence d'eau, le ciment crée progressivement une cohésion croissante au sein du mélange qui se traduit par l'obtention de matériaux rigides et durs à performances mécaniques élevées, compatibles avec les exigences souhaitées d'un matériau de construction. En fonction de la nature des constituants utilisés et de leurs proportions dans les mélanges réalisés, cette poudre magique qu'est le ciment permet la mise au point d'une grande variété de produits répondant ainsi aux besoins des concepteurs, des utilisateurs et des exploitants des ouvrages, ceci dans des domaines aussi divers que le bâtiment, les ouvrages d'art, le génie civil et les routes. À cet égard, on peut citer le béton (ou plutôt les bétons), matériau de construction le plus utilisé dans le monde, mais aussi tous les matériaux traités aux liants hydrauliques employés dans la construction des infrastructures de transport (routes, chaussées, terrassements, plate-formes industrielles ou aéroportuaires, etc.).
À ce stade, deux questions viennent naturellement à l'esprit du lecteur : « De quoi est fait un ciment ? » et « Comment l'homme a-t-il découvert le ciment ? »
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VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1983 par Ghislain CROYÈRE
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Conclusion10. Caractéristiques et emplois des ciments
L'industrie cimentière met aujourd'hui à la disposition de l'utilisateur un grand nombre de ciments qui présentent des caractéristiques précises et adaptées à des domaines d'emploi déterminés. La gamme étendue de compositions, de résistances, de vitesse de prise et de durcissement répond aux usages très divers qui sont faits du béton sur chantier ou en usine, pour la réalisation de bâtiments, ou de structures de génie civil.
Exigences climatiques, résistance à des agents agressifs, autant de paramètres qui impliquent de choisir le ciment le plus approprié. Pour faire ce choix, il importe de connaître les caractéristiques spécifiques des différents types de ciments prévus par la normalisation.
La formulation des bétons s'est renouvelée en profondeur au cours de ces dernières années, principalement du fait des performances des ciments mais surtout grâce à l'utilisation, d'une part, d'adjuvants spécifiques tels les plastifiants et les superplastifiants, et d'autre part, des additions fines (cendres volantes, additions calcaires, additions siliceuses, laitiers) et ultrafines (fumée de silice). C'est ainsi que l'on peut réaliser des Bétons à Hautes Performances dépassant 100 MPa de résistance à la compression à partir de CEM I 42,5 ou 52,5. (Ciments[5] et Ciments[6]).
L'objectif ici est de présenter les limites de composition de chaque type de ciment et les valeurs limites de résistance pour chaque classe. Les domaines d'emploi qui découlent de ces propriétés sont ensuite décrits, ainsi que les particularités liées à la mise en œuvre ou aux précautions d'emploi.
10.1 Ciments Portland CEM I norme NF EN 197-1
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Composition
Les ciments Portland résultent du broyage de clinker et de sulfate de calcium (gypse ou anhydrite) pour régulariser la prise, et éventuellement de constituants secondaires en faible quantité (inférieure à 5 %). La teneur en clinker est au minimum de 95 %.
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Valeurs limites
En plus des valeurs caractéristiques des classes de résistance,...
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Caractéristiques et emplois des ciments
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOUNIOL (P.) - Bétons spéciaux de protection. - [BN 3 740] (2001).
-
(2) - ROSSI (P.), GAVOIS (L.), RAOUL (G.) - Traitement des matériaux. - [C 5 362] (2007).
-
(3) - BLAZIT (P.), JDID (E.A.), YVON (J.) - Fragmentation. Applications aux substances industrielles. - [J 3 053] (2007).
-
(4) - BAROGHEL-BOUNY (V.) - Nouvelle approche de la durabilité du béton. Indicateurs et méthodes. - [C 2 245] (2005).
-
(5) - GEOFFRAY (J.M.) - Qualité du béton. Exigences normatives. - [C 2 275] (2006).
-
(6) - CUSSIGH (F.) - Bétons auto-plaçants (BAP). - [C 2 217] (2007).
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NORMES
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« Ciment-partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants ». - • AFNOR, NF EN 197-1 -
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« Liants hydrauliques – Ciment alumineux fondu ». - • AFNOR, NF P15-315 -
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« Liants hydrauliques – Ciment prompt naturel ». - • AFNOR, NF P15-314 -
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« Ciments à maçonner MC ». - • AFNOR, NF EN 413-1 -
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« Liants hydrauliques. Ciment pour travaux à la mer (PM) ». - • AFNOR, NF P15-317 -
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« Liants hydrauliques. Ciments à faible chaleur d'hydratation initiale et à teneur en sulfures limitée ». - • AFNOR, NF P15-318 -
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« Liants hydrauliques. Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates ». - • AFNOR, NF P15-319 -
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