‹ Contribution à l'étude des aluminates de calcium hydratés; Pouvoir rotatoire des dérivés allèniquesChapitre 23 sur 33 · EN GE · texte numérisé non relu

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basiques, sous la forme d’aluminate monocalcique et de chaux.

Dans les expériences que nous avons faites pour essayer d'éclairer la question, nous trouvons d’autres arguments en faveur du rattachement du sulfoaluminate au groupe des aluminates dérivant de l’acide métaaluminique.

Nous avons d’abord étudié l’action d’une élévation de température et l’action du chlorhydrate d’ammoniaque en solution dans l’alcool absolu à l’ébullition, comme nous Pavions fait pour les aluminates (première Partie, chap. I

et IV).

Action de ‘la chaleur.

La décomposition du sulfoaluminate au sein de son eau-mère sous l’action de la chaleur a été constatée, dès 400 C., par CANDLOT, LE CHATELIER, et KüHL et AL3ERT (1)

Opérant sur le sel séparé de son eau-mère et placé dans une très petite quantité d’eau pure, nous n'avons pas trouvé d’altération sensible des cristaux après trois heures de chauffage au bain-marie à 1000 C. A 1500 C., à l’autoclave, nous avons trouvé une transformation rapide en hexagones bien formés et en gros bâtons de sulfate de chaux. En moins d’une demi-heure, la disparition des fines aiguilles de sulfoaluminate est complète. En prolongeant le chauffage, nous avons constaté que les hexagones disparaissaient à leur tour en donnant des cubes et des débris provenant de l’hydrolyse. Les choses sont donc tout à fait comparables à ce qu’on observe avec l’aluminate en aiguilles. La quantité d’eau étant faible, elle se sature rapidement. Le p, atteint une valeur élevée; on passe aux hexagones, ce qui s'opère rapidement par suite de la température élevée. La formation d’hexagones n’est possible

(1) A. Kuzu et Albert, Zement, 12, 279, 1925.

que grâce à un faux équilibre, et ceux-ci donnent à leur tour l’aluminate cubique stable à chaud. Le passage à la forme cubique étant lent, le phénomène d’hydrolyse intervient considérablement. L’emploi d’eau pure à la place d’eau-mère comme phase liquide permet de dire que la formation des cubes qui apparaissent n’est pas due simples ment à l’action de la chaleur sur l’eau-mère, mais bien à une transformation des aiguilles initiales. |

L’aluminate contenu dans le sulfoaluminate est donc

susceptible de subir une transformation en aluminate cubique sous l’action de la chaleur.

Action du chlorhydrate d’ammoniaque en solution dans l’alcool absolu à l’ébullition.

Les conditions de cet essai ont été les mêmes que pour les aluminates.

Poids total ; x Poids de substance de CaO Durée totale pois total % Ne essayée non the d ébullition ayant réagi ayant réagi gr. gr. gr.

Ainsi la chaux non combinée à SO réagit sur NH4CI.

Ces deux essais fournissent des indications qui sont donc bien dans le sens que nous avons indiqué.

Nous avons vu (Première Partie, chap. VI) que la transformation de l’aluminate tricalcique cubique en aluminate basique par simple agitation avec de l’eau à basse température n’était pas réalisable parce que la.solution saturée de cet aluminate n’avait pas un p, suffisant. En effet, le p, de la solution saturée d’aluminate cubique est, d’après Taorvazpson, de 11,00, valeur notablement inférieure à.

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celles — déterminées par MM. TRAVERS et SEHNOUTKA (1) — qui correspondent à la précipitation des différents aluminates, basiques.

Mais le sulfoaluminate commence à précipiter au voisinage de p, — 11. Effectivement, si on agite à froid de Taluminate cubique avec une solution de sulfate de chaux, on obtient du sulfoaluminate. Ainsi, en agitant, à température constamment inférieure à 210 C., 0 gr. 75 d’aluminate de THorvALpsoN avec 550 cc. d’une solution saturée de sulfate de chaux (quantité supérieure à celle qui correspondrait à 3 SO{Ca pour 1 AIO. 3 CaO. 6 H?0) et 200 cc. d’eau (pour éviter la précipitation de sulfate de chaux, dont la solubilité est diminuée par la présence des ions Ca**), nous avons constaté l’apparition d’aiguilles après une journée d’agitation. La disparition des cubes a été complète après plusieurs jours. La phase solide était alors constituée de grandes aiguilles isolées, pures, un peu moins fines que : celle qu’on obtient par une précipitation lente à partir d’une solution diluée de sulfate d'aluminium et d’eau de

chaux en quantité convenable. L'analyse de ces aiguilles

nous a donné un rapport moléculaire + égal à 2,75.

La transformation est lente, probablement par suite de la faible vitesse de dissolution de l’aluminate cubique et du faible p, du milieu qui entraîne une précipitation lente du sulfoaluminate. C’est à cette lenteur de la précipitation qu'on doit d’avoir de belles aiguilles isolées. La vitesse de transformation est d'autant plus grande que la température est plus élevée (tout en restant inférieure à 210 C.), le jeu des équilibres étant accéléré. Si au filtrat on ajoute de l’eau de chaux par petites fractions, on a une nouvelle précipitation d’aiguilles insolubilisées par le relèvement

(1) A. Travers et J. SERNOUTKA, Ann. de Chim., 10e série, t. XIII (mars 1930), p. 289.

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du p.. Si l’on admet avec nous que le sulfoaluminate s’apparente à l’acide métaaluminique, la possibilité de cette transformation constitue une nouvelle preuve de la reversibilité de la réaction :

(AI1O2}?Ca. + 2 CaO TT (AIOS) 2Caë.

D’après les idées que nous avons énoncées, la formation de sulfoaluminate à partir des cubes doit être impossible à température élevée, puisqu'elle suppose le passage de l’aluminate tricalcique à l’aluminate monocalcique stable seulement à basse température. Ne disposant pas de thermostat avec agitation mécanique, nous nous sommes contenté de placer l’aluminate cubique en contact très prolongé avec la solution de sulfate de chaux, dans un thermostat à 400 C., en agitant de temps à autre. Après plusieurs mois à cette température, nous n’avons pas trouvé

trace d’aiguilles à côté des cubes. L'absence d’agitation continue n’est évidemment pas favorable à l’établissement des équilibres, mais elle est en partie compensée par la durée de l’épreuve et l’influence accélératrice de l'élévation de la température. Il serait intéressant pour l’étude de équilibre des deux acides, de reprendre l’expérience avec agitation continue et de déterminer la température maxima à laquelle la transformation peut s’opérer.

Au contraire, si on mélange, après les avoir portées séparément à 400 C., une solution de sulfate d'aluminium à 5 gr. de (SO4)$AL.18H20 par litre et de l’eau de chaux dans des proportions qui.donnent à froid des aiguilles de sulfoaluminate, on constate encore la formation de ce sel, alors qu’il est instable à cette température; il devrait précipiter de l’aluminate cubique, étant donné que la concentration en-aluminate du mélange dépasse la solubilité de l’hexahydrate.

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