Attention: ces notes ne sont qu'un résumé du livre du FFC 1.2 "Mortier et béton" mis à jour selon les nouvelles dénominations

Les textes barrés correspondent aux textes (ou titres) du livres mais ne sont plus d'actualité

 

 

CHAPITRE 1 LES LIANTS TRADITIONNELS

1 GÉNÉRALITÉS

deux types: traditionnels et synthétiques

matériaux actifs sous forme de poudres

1.1 Définition du liant traditionnel

1.2 Classification générale

deux sortes: aériens et hydrauliques

1.2.1 Les liants aériens

1.2.2 Les liants hydrauliques

1.3 Fabrication des liants

deux types de fours

Chaque type se subdivise en deux catégories

1.3.1 Les fours verticaux à chauffage direct: calcination par stratification

1.3.2 Les fours verticaux à chauffage indirect: calcination à grande flamme

Remarque:

1.3.3 Les fours rotatifs à chauffage direct

Usage et rendement:

Description:

forme

matière

mouvement

particularité de la partie supérieure

et de la partie inférieure

fonctionnement:

matières crues

combustible

différentes étapes de la cuisson

* entre 400 et 700 °C

* entre 1000 et 1100°C

* vers 1500°C

matière obtenue à la sortie du four

 

1.3.4 Les fours rotatifs à chauffage indirect

Usage

Description: Forme

matériau utilisé

mouvement

mode de chauffage

Fonctionnement

2 LES CIMENTS

2.1 Généralités

2.1.1 Définition du ciment

* aspect du ciment

* type de liant

* composition

2.1.2 Formes commerciales du ciment

* sac

mentions de l'emballage

* vrac

garantie de qualité

2.1.3 Marque de contrôle

2.1.4 Transport et conservation

2.1.5 Prise du ciment - Début de la prise

Qu'est-ce que la prise?

Quand débute-t-elle?

Quelles en sont les conséquences

2.1.6 Le durcissement du ciment

Définition

Que se passe-t-il du point de vue volume du béton pendant son durcissement?

Quel matériau empêche ce phénomène?

Voir aussi le livre de Technologie du béton page 39. (édition 1994)

2.1.7 Influence de la température sur le durcissement

 

2.1.8 Catégories de ciments utilisés en Belgique

Voir aussi le livre de Technologie du béton page 44.

Dénomination

Type

Classe de résistance

Spécificités

CIMENT PORTLAND BLANC          
CEM I  

42,5

LA

   
CEM I  

52.5 R

LA

   
CIMENT PORTLAND COMPOSE BLANC          
CEM II

A-M

42,5

LA

   
CIMENT PORTLAND          
CEM I  

42,5

LA

   
CEM I  

42.5 R

     
CEM I  

52.5 R

     
CEM I  

52.5 R

LA

   
CIMENT PORTLAND COMPOSE          
CEM II

B-M

32,5

     
CIMENT DE HAUT FOURNEAU          
CEM III

A

42,5

LA

   
CEM III

B

42,5

HSR LA

   
CEM III

A

42,5

LA

   
CEM III

B

42,5

HSR LA

   
CEM III

c

42,5

HSR LA

   
           
           
           
           

Classes de résistance:

 

2.2 Les ciments Portland (P) (CEM I)

 

2.2.1 Définition du ciment Portland CEM I

Le CEM I est un ciment portland dont l'unique constituant principal est le clinker portland (K). La teneur en clinker est d'au moins 95%

2.2.2 D'où vient le nom "Portland"?

2.2.3 Fabrication du ciment Portland

2.2.3.1 Préparation du clinker Portland

COMPOSITION

Dénomination

 

Formule

Complète

Caractère

 

Minéraux Naturels

 

Chaux

CaO

Basique Calcaire

Argilo-calcaires

Argiles-schistes

Silice

SiO2

Acide  
Alumine

Al2O3

Acide  
Oxyde de fer

Fe2O3

Acide  
Magnésie

MgO

Basique  

 

IMPLANTATION DES CLINKERIES

Près des carrières de calcaire tendre (Visé et Mons) ou durs (Tournais)

 

PREPARATION DES MATIERES PREMIERES

* division très poussée de la matière (1/10 mm)

* homogénéisation des 4 constituants

* la préparation varie selon les caractéristiques du calcaire: essentiellement sa dureté

 

CUISSON

* pâte ou poudre progressivement portée à 1450°

* cheminement dans le four

- déshydratation: séchage (100 à 500°)

- décarbonatation, calcination (800 à 1100°)

- clinkérisation, fusion partielle (1200 à 1500°)

La clinkérisation a toujours lieu dans le four rotatif près de la flamme

La déshydratation et la décarbonatation ont lieu dans le four rotatif dans le cas de production par voie humide (four long)

Elles ont lieu dans des cyclones successifs pour la production par voie sèche (four plus court)

* Refroidissement du clinker (K) et récupération du gaz pour l'envoyer vers le brûleur

 

2.2.3.2 Production par voie humide

 

 

Ce procédé s'emploie lorsque le calcaire est naturellement riche en eau (22%) et facile à délayer

Dès son extraction, la matière (craie humide) est concassée en carrière. En usine elle est délayée dans une cuve pour obtenir un mélange à 35% d'eau. Cette pâte de base est tamisée afin d'éliminer les silex. Le refus de silex est utilisé pour les travaux de fondations de routes.

La pâte est affinée dans un broyeur et ensuite transférée dans une cuve.

Les matières alumineuses et ferrugineuses sont également délayées et broyées afin d'obtenir des pâtes.

* la craie est extraite dans la carrière

* convoyeur à bande

* concasseur

* délayée en tambour ou en cuve avec herse rotative

* tamisée

* le passant est envoyé au broyage final

* stockage, ajouts, dosage, agitation du mélange composé pour maintenir l'homogénéité

 

2.2.3.3 Production par voie sèche

 

La méthode de fabrication par voie sèche est appliquée quand le calcaire a une faible teneur en eau (+/- 16%). Dans une première étape, le calcaire est fragmenté, de telle sorte qu'une fois broyées elles forment une poudre et non plus une pâte comme dans la méthode précédente. Il est ensuite séché et stocké sur une aire de préhomogénéisation.

Afin d'être prémélangée, la matière est stockée en couches successives et reprise par tranches perpendiculaires à l'axe de dépôt.

 

* extraction du calcaire à l'explosif ou par excavatrice pour les calcaires plus tendres

* convoyeur à bande

* fragmenté dans des concasseurs

* stockage, ajouts, dosage

* broyeur à boulets

* vers le four

* la poudre va à contre courant des gaz au travers des cyclones

2.2.4 Sortes de ciments Portland CEM I

Selon le degré de résistance et/ou de rapidité

2.2.5 Utilisation du ciment Portland ou domaines d'application préférentiels

CEM I 42,5 R:

CEM I 52,5:

CEM I 52,5 R:

 

2.3 Les ciments métallurgiques de haut fourneau ( CEM III)

 

2.3.1 Définition et fabrication

Les ciments CEM III sont des ciments de haut fourneau dont les constituants principaux sont le clinker portland (K) et le laitier granulé de haut fourneau (S).

* fonte ? laitier (pour une tonne de fonte on recueille une tonne de laitier)

* laitier est granulé par refroidissement à l'eau courante (ressemble à un sable grossier)

* séché dans un four

* ces laitiers sont mélangés de façon homogène avec du clinker de ciment Portland

* le mélange est moulu en fine poudre + gypse

* emballage

2.3.2 Sortes

* Ciment Portland au laitier

* Portland de fer

* Ciment de haut fourneau CEM III

- HK 35% à 60% de laitier et 65% à 40% de clinker Portland

- HL 60% à 85% de laitier et 40% à 15% de clinker Portland

- CEM III/A 32,5 La teneur en laitier est comprise entre 36 et 65%

- CEM III/A 42,5 La teneur en laitier est comprise entre 36 et 65%

- CEM III/B 32,5 La teneur en laitier est comprise entre 66 et 80%

- CEM III/B 42,5 La teneur en laitier est comprise entre 66 et 80%

- CEM III/C 32,5 La teneur en laitier est comprise entre 81 et 95%

HSR: Ciments à haute résistance aux sulfates

Les ciments de haut fourneau sont HSR lorsque leur teneur en laitier est supérieure à 70% (du total clinker + laitier)

LA: Ciments à teneur limitée en alcalis Les ciments LA peuvent être utilisés avec tout granulat sans risque de réaction non désirée

2.3.3 Domaines d'application préférentiels

CEM III/A 32,5 LA

CEM III/A 42,5 LA

CEM III/B 32,5 HSR LA

eau de mer, eaux usées, eaux de sol contenant des sulfates.

C'est à dire plus de 500 mg de sulfate par kg pour de l'eau ou contenant plus de 3 000 mg de sulfate par kg pour des sols)

2.3.4 Recommandation particulière

Assurer la cure du béton.

* Ciment permétallurgique

- LK plus de 85% de laitier

2.3.5 Utilisation: Milieu agressif

Chaleur d'hydratation plus faible que le ciment Portland

 

2.4 Les ciments sursulfatés (S)

 

2.4.1 Définition

plus de 90% de laitier, 5% d'anhydride sulfurique (gypse desséché) et éventuellement un peu de clinker de Portland.

2.4.2 Sortes: S30 et S40

2.4.3 Utilisation

résiste mieux aux corrosions chimiques, aux contacts avec les acides ou l'eau de mer.

 

2.5 Les ciments alumineux ou fondus (A)

 

2.5.1 Définition: mélange de matières calcaires et alumineuses (bauxite)

fabricant français "LA FARGE"

2.5.2 Utilisation: fabrication du ciment réfractaire

prise éclair: 1/2 Portland + 1/2 alumineux

durcissement très rapide

précautions spéciales:

* employé rapidement après gâchage

* mouiller l'ouvrage pendant le durcissement

    • nettoyage

 

2.6 Les ciments Portland à la pouzzolane(PPz) Les ciments portland composés ( CEM II)

 

2.6.1 Définition: 80% à 95% de clinker Portland + 5% à 20% de pouzzolane

Les ciments CEM II sont des ciments dont les composants principaux sont le clinker portland (K) et de cendres volantes siliceuses (V), le laitier de haut fourneau (S) ou le calcaire

2.6.2 Sortes

2.6.3 Utilisation

-CEM II/A-M 32,5 R

-CEM II/B-M 32,5

    • Mortier, enduits et chapes
    • Bétons de résistances moyennes pour petits travaux, pouvant durcir lentement et exposés à des milieux non agressifs

2.6.4 Recommandation particulière

Bien protéger le béton contre la dessiccation

 

2.7 Les ciments pouzzolaniques (Pz)

 

2.7.1 Définition: clinker Portland + 20 à 40% de pouzzolane + éventuellement un peu de gypse.

2.7.2 Utilisation

2.8 Les ciments à maçonner (M)

 

2.9 Les ciments blancs

 

2.9.1 Définition

Le ciment blanc est un ciment Portland contenant un minimum d'oxyde de fer ou d'autres oxydes colorants. La constance de sa blancheur et de sa luminosité réside dans le choix judicieux des composants de base du clinker. La craie d'Harmignies a une pureté minéralogique de 98%. L'oxyde d'alumine nécessaire dans la recette du clinker est apporté par du kaolin (terre de porcelaine), la silice provient de l'argile pure. La part des oxydes de fer prescrite dans la recette du clinker Portland est réduite à 0,4%.

Tout au long de la fabrication, toutes les précautions sont prises pour que le clinker ne soit pas pollué par des matériaux qui viendraient altérer la couleur.

La production du ciment blanc est similaire à la production du ciment gris hormis le fait que les broyeurs utilisent des boulets de céramique très résistants à l'abrasion afin d'éviter toute pollution lors de la mouture.

  • La luminosité du ciment blanc le destine tout naturellement aux éléments de béton qui contribuent à notre bien-être quotidien.

2.9.2 Utilisation

2.9.3 Sortes

CEM I 42,5 LA blanc

CEM I 52,5 R LA blanc

 

2.10 Quelques sortes de ciments moins utilisés

 

2.10.1 Ciment magnésien

2.10.2 Ciment réfractaire

2.10.3 Ciment expansif

2.10.4 Ciment imperméable

 

2.11 Hydratation des ciments

 

2.11.1 La prise

2.11.2 Le durcissement

 

2.12 Récapitulation:

 

Nouvelles désignations normalisées des ciments (NBN B 12-001 [50])

NOTATION

DENOMINATION

COMPOSITION

ANCIENNE DENOMINATION

CORRESPONDANTE

CEM I

Ciment Portland

Clinker

P

CEM II

Ciment Portland composé

Clinker, cendres volantes, laitiers et calcaire en diverses proportions

PPz

CEM III/A

Ciment de

haut

fourneau

36 / 65

Clinker et 36 à 65 % de laitier de haut fourneau

HK

CEM III/B

 

66 / 80

Clinker et 66 à 80 % de laitier de haut fourneau

HL

CEM III/C

 

81 / 95

Clinker et 81 à 95 % de laitier de haut fourneau

LK

CEM V/A

Ciment composé

Clinker, ? 25% de laitier et ? 25% de cendres volantes

-

 

 

 

COMPOSITION DES DIFFERENTS CIMENTS

 

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