Morliers de chaux et pouzzolane

général, les mortiers de chaux et pouzzolanes ne formés exclusivement de ces deux éléments, tiennent, en outre, du sable ordinaire. Les dosage d'ailleurs fortement d'un chantier à Tautre, et aucune règle fixe qui définisse les meilleures pro adopter.

La représentation triangulaire permet de choisii cerncment parmi tous les mortiers de consistant qu'on peut obtenir avec trois matières particulières

A priori, Temploi de pouzzolanes grenues conçu avec du sable, est illogique en ce que la plus gra des grains pouzzolaniques de dimensions ap] n'étant pas en contact intime avec la chaux, dépensée en pure perte.

On aperçoit d'ailleurs, comme conséquence de c exposé aux articles 102 et 106, que les meilleurs n sable, chaux et pouzzolane doivent être ceux qui se d'environ 2 parties d'un gros sable sans grair moyens et de 1 partie d'un mélange de chaux et ( lane fiucment pulvérisée. Quant aux proportions de ces deux matières, elles dépendent essentielleme natures. En général, on doit prendre d autant moin que celle-ci est plus grasse et la pouzzolane plus (

Le tableau ci-dessous, extrait d'une série d'c beaucoup plus complète, donne les résistances à h sioii par centimètre carré atteintes, après immersii à Teau douce, par des mortiers plastiques dosés à 3 parties eu poids de sable de Saint-Malo (poin ligure 71) pour 1 partie de divers mélanges de ti et de cinq pouzzolanes pulvérisées et passées au 4900 mailles.

' Annales des Ponts et Chaussées, 1890, I, p. 335.

moulu (laitier C représenté par le chaux, Tune grasse {jig. 88), l'auti représentées par les sommets C. i même avec la chaux grasse, n'oflfra trace de décomposition*.

Fio. 88.

Des mortiers identiques avaient mer. Aucun de ceux à la chaux hy

Les figures 91 (chaux grasse) et

1 Dans ces essais, la chaux et le laitier en poi gés à la spatule et non broyés ensemble. L'i après le gâchage.

établies d'après le même principe que la figure 87 en assimilant les divers mélanges de chaux et de laitier à des produits hydrauliques ne contenant plus de particules inertes ajprès un an *, donnent les valeurs du coefficient K, pour ces difTérents mélanges dans les trois milieux, en fonction de la

proportion z =

de chaux contenue dans un volume

absolu 1 de chaque ciment de laitier. 11 est évident que les valeurs de K. doivent partir de 0 pour z = 0, c'est-à-dire pour le laitier pur, et retomber finalement à 0 pour les mortiers de chaux grasse sans laitier [z = 1) immergés. Les courbes trouvées doivent d'ailleurs être les mêmes, quel que soit le sable employé pour les essais.

Fio. 92.

IIO. Ciment amaigri. — Inventé depuis quelques années seulement, le ciment amaigri [sand-cement ^ silicoportland, etc.) est obtenu par le broyage intime d'un mélange de ciment portland et de sable, à un degré de finesse correspondant à environ 10 pour 100 de résidu sur la toile métallique de 4.900 mailles.

1 Soit que les essais ne soient pas assez précis, soit que la formule

P = K l-r j^ — __ — : — ^j (voir p. 430) ne soit pas assex approchée,

les chiffres déduits des expériences ne permettent pas de calculer d'une manière suffisamment certaine la proportion a de matière réellement active.

Son emploi a pour but de fournir économ mortiers de résistance modérée ou faible, qui compacts et plastiques, et où le ciment prop trouve également réparti.

Certaines usines mélangent même ce prodi grenu de manière à livrer un mortier sec tout ne reste plus qu'à gâcher avant Temploi. Ce au point de vue de l'homogénéité des mortie demment économique qu'à la condition que font les mélanges soit à proximité du chantier.

En outre, que le ciment amaigri soit fourni cié avec du sable grenu, il est très difficile au c d'en contrôler la composition. A fortiori ce pro pas être vendu frauduleusement sous le nomd( land.

Ces réserves faites, le ciment amaigri four une solution de la question des mortiers < maximum (art. 106), si l'on a soin de le mék sable contenant le moins possible de grain même avec les sables ordinaires de la pratique raison de sa grande finesse et malgré la plus tion d'eau de gâchage qu'il exige, des mor compacité n'est pas inférieure et peut être celle des mortiers ordinaires de ciment portlar ci-dessous en donne un exemple :

Provenance.

Sable < Composition granulométrique. \ m =

Point représentatif dans la figure 71 . . .

SAble 4e 4aif

présdeF

Proportion de ciment correspondant au maximum de compacité (poids de ciment pur ou amaigri sur 1 de mélange sec)

Compacité maximum.

Ciment portland Ciment amaigri

Ciment portland Ciment amaigri

des diagrammes triangulaires CMS donnant les pr les principales propriétés de tous les mortiers de c amaigri qu'on peut faire avec le meilleur sable greni on dispose, et, d'autre part, des diagrammes à simple ei analogues à ceux des figures 75 et 76, donnant les n indications pour les mortiers binaires formés par le i sable et du ciment ordinaire. La comparaison des prix < qualités dans les deux cas permettra seule de faire un judicieux.

lit* Addition de matières pousexolaniques mortiers de ciment. — On a vu au chapitre iv que la et le durcissement des ciments résultaient du dédoubh de sels à plusieurs équivalents de chaux en sels moins bas et en chaux libre. Cette chaux cristallise à Tétat d'h) dans les pores du mortier et se trouve en partie dîsî quand le mortier est immergé, en partie remplacée p la magnésie, quand Timmersion a lieu en eau de m( en partie carbonatée progressivement, surtout dan maçonneries aériennes.

D'autre part, les pouzzolanes ayant, par défini tio propriété de se combiner à la chaux en présence de pour former des composés capables d'acquérir une d plus ou moins grande, on peut se demander si l'additi» pouzzolanes aux morUers de ciment n'aurait pas poui de fixer la chaux mise en liberté par la prise, dans de velles combinaisons hydrauliques dont le développe simultané augmenterait la compacité et la cohésion di duil initial.

Cette thèse a été notamment soutenue depuis unequii d'années à l'étranger par quelques spécialistes, tels MM. Michaëlis^ Tetmajer 2, Erdmenger^, etc., qui on diverses expériences à lappui. Malheureusement ces

» Deutsche Topfer und Ziegler Zeitung, 1882, n* 33. Offener Bvief an tien Deutschen Cemenf-Fabrikanten Verein, 1884. Résistance des matériaux hydrauliques à la mer, Bruxelles, 1896. * Schweizerische Bauzeitung^ 1884, n* 24. TÔpfer und Ziegler Zeitun^ n" 26 et 46.

3 Thonindustrie Zeitung, 1896, n*' 32, 51, 53, 56.

matières neutralisent la chaux libre ou les sels i calcaires que les ciments peuvent contenir et qi tuent alors les expamifs dont les dangers ont éU plus haut. Nous avons constaté à plusieurs rep des ciments qui se fissuraient à l'état de pâtes pui mortiers -de sable inerte très fin se comportaient contraire, si Ton remplaçait ce sable fin par de la [ laitier granulé.

Les pouzzolanes naturelles semblent exercer u moins prononcée.

Cette propriété précieuse des laitiers granulés d liser Teffet des cxpansifs et d'augmenter les ré pourrait être mise à profit de la manière la plus 1 de telle sorte qu'il en résultât en même temps une tation de compacité et une économie. Il suffirait ( ces matières avec le ciment, en un mot de former de amaigris où le sable fût remplacé par du laitier nique. On combinerait ainsi les avantages résultan physique du ciment amaigri à ceux qui provie l'action chimique des pouzzolanes.

Des expériences variées, actuellement en cours a toire des Ponts et Chaussées de Boulogne-sur-Mer, c< cette manière de voir. Nous citerons seulement les s

V Des mortiers plastiques ont été faits avec di langes d'un même ciment portland, d'une même [ laitier granulé servant à la fabrication du ciment {laitier B) et de sable de Saint-Malo, sans que le cii laitier aient été préalablement moulus ensemble.

La figure 93 représente les compacités de ces mor figure 94 leurs résistances à la compression apr semaines de conservation à l'eau douce. En assimila mélange de ciment et de laitier à un produit spéci contiendrait pas de grains inattaqués à l'époque tures *, on trouve que le coefficient K-, par lequel il

de multiplier la valeur de l'expression l- j

' Voir le renvoi de la page 487.

MORTIERS 49a .,-<

chaque mortier pour obtenir la résistance correspondante^ ;

varie, quand la proportion de ciment contenue dans le mélange (ciment + laitier) croît de 0 à 1, comme Tindiquo

de conservation dans Teau douce (d'autres éprouvettes identiques seront rompues après plusieurs années) ; les résistances trouvées ont permis de calculer la valeur de K. correspondant à chaque mélange.

Le tableau suivant et la courbe n** 2 de la figure 96 indiquent les résultats obtenus.

Composition i Ciment (5 = 3,10).

du mélange \ en poids ( Laitier (rf = 2,90).

Des mélanges contenant, en volumes absolus, deux parlies de laitier pour une de ciment (:; = 0,333) ont déjà presque la même énergie que le ciment pur.

3° On a broyé de la môme manière, chacun pendant le même temps, divers mélanges d'un autre ciment (ciment portland de deuxième qualité), du môme laitier A et d'un sable très fin contenant environ 80 pour 100 de son poids de silice et 20 pour 100 de carbonate de chaux. Les expériences, faites comme les précédentes, ont donné pour K^, après douze semaines d'immersion à Teaii douce, les valeurs suivantes, calculées en admettant que chaque mélange du ciment et du laitier constitue une matière complètement active, tandis que le sable fin serait inerte :

I Ciment (à = 3,10)

Proportions en poids : « Laitier [d i= 2,î»0)

f Sable fin

Ll - [S -j- s)\

Ces nombres, auxquels correspond la courbe n" 3 de la figure 95, montrent qu'un mélange de trois parties de laitier pour une de ciment a eu à peu près la même énergie que le ciment pur, et qu'un mélange de parties égales des deux matières a eu une énergie d'environ 30 pour 100 supérieure.

4° On a immergé à leau de merdes mortiers plus ou moins maigres composés de divers mélanges de laitiers pouzzolaniques et de ciments, les uns de bonne qualité, les autres mal triés et contenant des expansifs. Bien que quelques-uns de ces mortiers ne contiennent que des proportions de ciment extrêmement faibles et que certains subissent depuis plus d'un an le contact de l'eau salée, aucune décomposition n'a encore été constatée.

Il ressort de ces diverses expériences qu'en général un mélange par parties égales de ciment et de laitier a une énergie au moins égale au ciment pur, en même temps qu'il présente une plus grande sécurité au point de vue des désagrégations.

On pourrait donc composer des mortiers de 2 parties de sable grenu sans grains fins et de 1 partie de ce mélange. Mais, dans bien des cas, un pareil mortier serait plus résistant qu'il n'est nécessaire; on diminuerait alors encore la dépense en broyant dans le mélange de ciment et de laitier une certaine quantité de sable fin, comme on Ta fait dans la troisième expérience citée ci-dessus.

Ces mélanges, quels qu'ils soient, pourraient d'ailleurs être faits, soit dans des usines qui les vendraient tout préparés, soit, pour éviter toute fraude et quand l'importance des travaux justifierait une installation spéciale, par le consommateur lui-môme, dans des broyeurs annexés aux grands chantiers de maçonnerie.

Les laitiers granulés provenant des hauts-fourneaux, qui jusqu'à présent nous ont donné les résultats les meilleurs, ne sont peut-être pas les pouzzolanes les plus énergiques qu'on puisse obtenir.

Pour chercher la composition la plus convenable, il conviendrait de préparer dans des conditions identiques (notam-

ment quant à la différence des températures du laitier et de Teau de trempe et quant aux masses relatives < deux matières) des laitiers formés exclusivement de pi tions variées de silice, d'alumine et de chaux pures, représenterait par des points d un triangle dont les soi correspondraient à chacun de ces trois éléments.

En mesurant, par des expériences analogues à cell viennent d'être rapportées, les pouvoirs pouzzolaniqu ces divers laitiers, on éliminerait rapidement une } partie du triangle comme correspondant à des compo inadmissibles, et on n'aurait plus qu'à resserrer proj vement les points d'essai dans la région utile, jusq qu'on puisse y tracer la surface topographique des pc pouzzolaniques, surface dont le point culminant corr drait à la composition cherchée.

§ 4. — Fabrication des mortiers

I 12. ]ilesiii*a<|e des matières. — Après que dei riences de laboratoire, faites sur des quantités rigoi ment pesées des matériaux dont on dispose, ont indi meilleur dosage à adopter, on doit transformer en vo mesurés comme sur le chantier, les poids trouvés pi matières, telles que le sable, qu'il est plus commodi les conditions ordinaires des travaux, de cuber que d( Dans la pratique, le mesurage des divers éléments d( tiers s'effectue généralement comme il suit :

Chaux en pieriœs. — Quand elle est livrée en piei chaux se mesure au volume. On lui fournit alors imm méat la quantité d'eau nécessaire pour la transfor pâte.

• Le pouvoir pouzzolanique d'un laitier pourrait, par exemple, èti par la valeur maximum des cnclficienls dénergie R- après une mon vation 'par exemple 1 an dans l'eau douce) de mélanges en pr variées de ce laitier et de chaux grasse pure parfaitement éteinte.

geanl une fraction simple de mètre cube, soit 1 mêmes servant à transporter le sable à Tendroi lier doit être fabriqué. Dans ce cas, il est av donner aux brouettes une capacité telle que, ] un mortier au dosage adopté, il faille mélangei entier de sacs de liant à un nombre entier de b sable.

Mais, s'il est plus commode, le mesurage « volume laisse à désirer comme exactitude, ain l'avons montré plus haut (art. 93).

Le tableau ci-dossous, déduit de Texpérience par la figure 72, .montre notamment que les dosage provenant de Thumidité variable du sa être considérables, et qu'il est dès loi^s nécessaire dans certains cas les proportions apparentes de mélanger, de telle sorte que leurs proportions ré les mêmes.