Bibliographie & annexes
Présentation
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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As a hydraulic binder, cement enables the design of a wide array of products (including concrete) meeting the needs of designers, users and operators of all transportation buildings, works and infrastructure. By bonding with soil or aggregates, cement produces rigid and hard materials with high mechanical performances. After retracing its origin, this article looks closely at cement production processes and at the various phases leading to setting. This is followed by an examination of various criteria, measured on both powder and paste. In conclusion, the approach leading to European standardization of cements is presented.
Auteur(s)
-
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 ? »
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1983 par Ghislain CROYÈRE
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Naissance de l'industrie cimentière2. Découverte du ciment
À vrai dire, c'était une très longue histoire qui a duré des millénaires.
Si les premiers hommes s'abritaient dans les grottes ou les cavernes, l'homme préhistorique bâtissait déjà de vastes huttes avec des murs en torchis supportés par une armature en bois. L'argile qui durcit en séchant est, très probablement, le premier liant utilisé par l'homme, mais le caractère réversible de ses propriétés qui rend très sensible à l'eau les torchis obtenus a dû être l'un des premiers casse-tête de nos lointains ancêtres.
Vers le 4e millénaire avant notre ère, les égyptiens gâchaient à l'eau le premier véritable liant minéral : un plâtre grossier obtenu par calcination du gypse.
Plus tard, les grecs, puis les romains furent, sans doute, les premiers à fabriquer des liants hydrauliques susceptibles de durcir sous l'eau. Pour cela, ils mélangeaient de la chaux vive CaO, obtenue par cuisson de calcaire, et des cendres volcaniques de la région de Pouzzoles. C'est de là qu'est venu le terme bien connu de « pouzzolanique », qui se dit d'un matériau capable, en présence d'eau, de fixer la chaux Ciments[2].
Après les romains, la technologie des liants hydrauliques se perdit complètement jusqu'en 1756, lorsque John Smeaton découvrit que les chaux les plus hydrauliques, donc celles effectuant les meilleures prises, sont obtenues à partir d'un mélange de calcaire et d'argile et non, comme on le croyait depuis toujours, de calcaire pur. En revanche, cette propriété d'hydraulicité du mélange ainsi constitué est restée totalement inexpliquée jusqu'aux travaux de Louis Vicat qui élabore, en 1817, la théorie de l'hydraulicité et fait connaître le résultat de ses recherches. Il donne des indications précises sur les proportions de calcaire et de silice nécessaires pour constituer le mélange qui, après cuisson à la température convenable et broyage, sera un véritable liant hydraulique fabriqué industriellement : le ciment artificiel. L'industrie du ciment était née.
Quelques années plus tard, en 1824, l'écossais Aspdin donnait le nom de Portland au ciment qu'il fabriquait et qui égalait les performances de la pierre de cette région.
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Découverte du ciment
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).
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(3) - BLAZIT (P.), JDID (E.A.), YVON (J.) - Fragmentation. Applications aux substances industrielles. - [J 3 053] (2007).
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(4) - BAROGHEL-BOUNY (V.) - Nouvelle approche de la durabilité du béton. Indicateurs et méthodes. - [C 2 245] (2005).
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(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
-
« Ciment-partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants ». - • AFNOR, NF EN 197-1 -
-
« Liants hydrauliques – Ciment alumineux fondu ». - • AFNOR, NF P15-315 -
-
« Liants hydrauliques – Ciment prompt naturel ». - • AFNOR, NF P15-314 -
-
« Ciments à maçonner MC ». - • AFNOR, NF EN 413-1 -
-
« Liants hydrauliques. Ciment pour travaux à la mer (PM) ». - • AFNOR, NF P15-317 -
-
« Liants hydrauliques. Ciments à faible chaleur d'hydratation initiale et à teneur en sulfures limitée ». - • AFNOR, NF P15-318 -
-
« Liants hydrauliques. Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates ». - • AFNOR, NF P15-319 -
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