POUZZOLANES

D'après les explications que nous avons présentées dans le paragraphe précédent sur le mode d'action des pouzzolanes, il est * peu près impossible d'obtenir, par l'analyse d'un échantillon

isolé, une indication utile sur son emploi pour la fabrication des

mortiers.

Il faudrait démontrer par des expériences analytiques de quelle manière la chaux agit, à la température ordinaire et au contact de Teau, sur le silicate plus ou moins complexe, et reconnaître avec quelle rapidité se forment le silicate et Faluminate de chaux hydratés. Non-seulement ces expériences exigeraient un temps beaucoup trop long, probablement des années, mais encore l'analyse serait impuissante pour faire reconnaître, à un moment donné, la proportion du silicate et do Taluminate déjà formés. On ne doit chercher à obtenir, par l'analyse, que des termes de comparaison pour l'énergie probable des différentes substances qui peuvent être employées comme pouzzolanes.

On y arrive en examinant quelle action exercent sur ces substances les réactifs énergiques, employés habituellement dans les analyses, l'acide azotique, et la potasse en dissolution un peu étendue. En déplaçant ainsi la question, on n'obtient quelque comparabilité dans les résultats qu'en opérant toujours do la même manière, avec les réactifs au même degré de concentration, et dans les limites presque rigoureusement égales de temps et de température. Dans ces conditions, il est possible d'admettre que les silicates divers sont décomposés lentement par la chaux, et lui cèdent de la silice et de l'alumine, avec une facilité comparable à celle qui est constatée pour l'action de l'acide azotique, et pour celle d'une dissolution de potasse.

D'après ces considérations, nous indiquons la marche suivante pour l'analyse des pouzzolanes.

On attaque 5 grammes de la matière (amenée par la pulvérisation au degré de finesse adopté dans la pratique pour la fabrication des mortiers) par l'acide azotique pur et concentré : on laisse l'acide agir sur le silicate pendant vingt-quatre heures, à la température de 80 à 60 degrés; on évapore à sec, et on reprend par l'acide azotique étendu. Dans la liqueur acide, on dose l'alumine, l'oxyde de fer, la chaux, la magnésie et les alcalis. On pèse la partie insoluble, après l'avoir calcinée ; on la fait ensuite digérer pendant douze heures dans une dissolution faible de potasse, chauffée à 40 degrés environ. On lave avec soin la partie insoluble dans la dissolution alcaline, on sèche, on calcine et on pèse. La différence entre les deux pesées est considérée comme représen-

tant la silice rendue solable par les actions successives de l'acide et de l'alcali ; c'est là le résultat important de l'analyse, c'est lui qui sert à la comparaison des diverses pouzzolanes.

n est utile de compléter l'analyse en déterminant la composition de la partie du silicate qui n'a pas été attaquée par les deux réactifs de la voie humide. On la mélange intimement avec un poids égal de chaux parfaitement pure, et on chauffe au rouge vif. Après refroidissement, on attaque par l'acide azotique et on dose la silice et les bases. On a soin de retrancher, dans la pesée de la chaux, le poids de cette base qui a été ajouté pour rendre le silicate attaquable.

Cette marche générale de l'analyse doit être modifiée lorsqu'il s'agit de la silice naturelle et du silex porphyrisé. D suffit, pour ces deux substances, de déterminer la proportion de silice qui peut être dissoute par une dissolution un peu concentrée de potasse, chauffée seulement à 50 degrés. Il n'y a, du reste, aucime comparaison à tenter entre le silex et la silice naturelle, entre ces deux pouzzolanes et les silicates naturels ou artificiels. On ne doit faire la comparaison que pour les diverses variétés de silex entre elles, ou bien pour les différents gisements de silice naturelle . On peut donc sans aucun inconvénient faire varier le degré de concentration de la dissolution alcaline, suivant la nature de la substance qu'il s'agit d'examiner. C'est seulement pour les pouzzolanes de même nature qu'il faut attacher de l'importance à employer des réactifs d'une énergie constante.

L'examen des argiles pures ou impures^ utilisées comme pouzzolanes, exige toute une série d'expériences. Il faut appliquer la méthode générale que nous venons d'exposer pour les silicates, d'abord à l'argile elle-même, ensuite à l'argile soumise à différents degrés de cuisson, afin de reconnaître, par une série de tâtonnements, à quelle température chaque qualité d'argile doit être portée pour acquérir son maximum d'action pouzzolanique.

L'examen analytique des mortiers qui ont été soumis pendant un temps plus ou moins long à l'action de l'eau douce, ou à celle de l'eau de la mer, doit permettre de résoudre plusieurs questions différentes.

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n faut reconnaître la nature et la proportion des compogés hydratés insolubles auxquels est due la solidité du mortier ; il importe de constater les actions chimiques que le mortier a déjà subies, et d'apprécier celles qui pourront encore avoir lieu; il faut pouvoir se rendre compte de la décomposition partielle ou totale, et des raisons qui l'ont causée. Pour les mortiers qui paraissent è\te en bon état, il y a lieu de chercher la probabilité de leur conservation ou de leur décomposition ultérieure.

On n'a fait malheureusement dans ce sens que des expériences peu complètes I insuffisantes pour résoudre toutes les questions in« téressantes que soulève l'emploi des mortiers hydrauliques ; cependant il n'y a aucun reproche à faire aux ingénieurs et aux savants qui se sont occupés des mortiers. U n'est pas possible de démolir les blocs, ou plus généralement les constructions qui ont résisté pendant un certain nombre d'années, dans le seul but de prélever les séries d'échantillons nécessaires aux analyses. On ne peut, dans la plupart des cas, que détacher de très-petits fragments aux angles des blocs, ou à une faible distance de la surface des oonstructions. Il n'est permis de sacrifier aux expériences de laboratoire que les mortiers dont la décomposition est assez avancée* De là est résulté que les causes de décomposition ont pu être étudiées plus à fond que les causes de préservation ; en d'autres termes, on n'a pu aborder par l'analyse qu'une partie des ques* tiens utiles.

Après avoir signalé les difficultés qui se présentent ordinairement dans le prélèvement des échantillons, indiquons de quelle manière il convient de procéder, en prenant pour exemple un bloc de béton immergé depuis plusieurs années.

Il faut réunir les documents les plus complets sur le mode de fabrication, sur les précautions prises pour le durcissement et pour l'immersion , sur les matières premières qui ont été employées , chaux hydrauliques ou ciments, sable, blocailles» H faut observer les conditions dans lesquelles le bloc est placé, telles que l'immersion totale ou partielle, la vitesse des courants, la violence des vagues, etc. On doit noter avec soin toutes les causes étrangères qui ont pu influer sur la conservation, le dépôt de coquillages, la croissance des herbes, le recouvrement par la vase. Ou examine l'aspect du mortier, sa dureté et sa porosité plus ou moins grandes à la surface et dans l'intérieur, et enfin on détache dfis

moreeaux assez gros, et choisis de mamère à représenter 1* état du mortier dans les diverses parties du bloc, Lee échantillons sont enfermés dans des flacons bien bouchés, et conservés ainsi, à Tabri de l'acide carbonique de Tair, jusqu'au moment où il est possible de commencer les analyses.

La série des opérations est la même pour tous les éehantillons, et pour tous les mortiers Cabriqués avec du sable et de la chaux: hydraulique, ou bien avec des ciments. Pour les mortiers faits avec des pouzzolanes, l'analyse est encore conduite de la même manière, mais rinterprétation des résultats est tout à fait difttrente, souvent même impossible; aussi ne considérons-nous maintenant que les mortiers de chaux hydrauliques et de ciments.

Analtss. — On n'a intérêt à déterminer la composition que d'une partie du nmrtier, de celle qui renferme encore tout ou portion des corps, plus ou moins transformés et altérés^ qui existaient dans les chaux ou dans les ciments ; il est donc convenable de séparer, autant que cela est possible par des moyens mécaniques, les blocaiUes et les grains de sable. Il est facile de tenir compte du poids de ees matières qui sont restées inertes dans les réactions, et de rapporter au béton lui-même les résultats obtenus par l'analyse de la fraction sur laquelle on opère.

On détermine avec soin Teau hygrométrique, dont la proportion est assez forte ; puis l'acide carbonique et l'eau de combinaison. Q y a souvent incertitude pour l'évaluation de l'eau combinée (toujours obtenue par différence), non-seulement parce qu'elle est affectée par les erreurs commises dans les dosages de l'eau hygrométrique et de l'acide carbonique, mais encore parce qi^e pendant la calcination il y a volatilisation partielle du chlorure de sodium dont le mortier est imprégné ; dp plue, le sable fin, agissant sur le sulfate de chaux, océasionns eneore untt perle sensible d'acide sulfurique.

On évalue la chaux soluble dans Feau, l'acide sulfurique, et las sels alcalins, en deux opérations. Dans la première, on emploie une quantité d'eau assez faible, et on dierche à dissoudre seulement l'hydrate de chaux; il faut cependant doser aussi l'acide tulfurique, afin de tenir compte du sulfate de chaux dissous en même temps que l'hydrate. Dans la seconde opération, on fai agir l'eau en très-grand excès, et pendant un temps très-long ; on

arrive à dissoudre la chaux hydratée, la chaux de Talumînate, la totalité du sulfate de chaux, et les sels provenant de Veau de mer. On dose la chaux, la magnésie, la soude, les acides chlorhydrique et sulfurique. En comparant les résultats de ces deux opérations entre eux et avec la composition connue de l'eau de mer, on arrive à reconnsutre avec une approximation suffisante T hydrate de chaux, le sulfate de chaux, la chaux combinée avec l'alumine, et les sels qui proviennent de l'eau dont le mortier est imprégné. La matière épuisée par l'eau est ensuite traitée par l'acide azotique, la liqueur est évaporée à sec, le résidu est repris par l'acide azotique. Dans la liqueur acide, on détermine la chaux, la magnésie, l'oxyde de fer, l'alumine ; dans la partie insoluble, on évalue la silice et le sable quartzeux.

D'après tous ces résultats, on peut dresser le tableau de l'analyse, en mettant en évidence l'eau hygrométrique et les sels provenant de l'eau de la mer, le carbonate et le sulfate de chaux, la chaux et la magnésie hydratées, l'alumine et la chaux combinées, le silicate de chaux, le sable quartzeux et l'oxyde de fer, l'eau de combinaison. Pour ce dernier nombre; cfa calcule les fractions qui appartiennent au sulfate de chaux, aux hydrates de chaux et de magnésie, et on obtient par différence l'eau combinée avec le silicate , avec l'aluminate de chaux, et avec l'alumine hydratée.

U faut, ensuite discuter ces résultats, les comparer à la composition des matériaux employés, et chercher à reconnaître quelles altérations ont été subies, quelles causes de décomposition sont encore à redouter pour le mortier. Les points principaux sur lesquels l'attention doit se porter sont les suivants :

La composition du silicate et de l'aluminate hydratés, la proportion de chaux qui se trouve à l'état d*hydrate, la proportion de chaux qui a passé à l'état de carbonate, l'action des sels de magnésie de l'eau de mer. Pour tous ces points, on n'obtient pas des indications bien nettes ; ainsi la composition réelle de l'aluminate de chaux est presque toujours assez incertaine, ce qui empêche de connaître avec certitude celle du silicate ; ain^i encore l'action des sels de magnésie de l'eau de la mer est indiquée seulement par l'accroissement dans la proportion de la magnésie, et pour cette base on doit tenir compte des sels contenus dans l'eau salée, dont le mortier est imprégné. Il est d'ailleurs impossible de savoir

fiiATËIUAUX EMPLOYÉS DANS LES GONSTRUdlONS. «77

si la magnésie se trouve entièrement à l'état d'hydrate, ou partiellement à Tétat d'aluminate, nouvelle cause d'incertitude sur la composition du silicate et de l'aluminate de chaux.

Enfin, pour le carbonate de chaux contenu dans le mortier, on est souvent dans l'impossibilité d'évaluer la quantité qui a été produite par l'acide carbonique de l'air et de l'eau, pendant la fabrication et depuis l'immersion, car le sable employé contient fréquemment du calcaire.

n résulte de là qu'on ne peut tirer de conclusions un peu nettes des analyses d'un petit nombre d'échantillons. D faut multiplier les expériences pour arriver à reconnaître la composition du silicate et de l'aluminate, leur degré d'hydratation, la proportion de chaux libre, et surtout pour se rendre compte de l'action exercée par l'eau, par les sels et par les gaz que l'eau de mer tient en dissolution.

Nous avons fait précédemment une réserve pour les mortiers de pouzzolanes ; elle est maintenant facile à comprendre. D'après le mode d'analyse adopté, les résultats ne permettent généralement pas de reconnaître la composition du silicate et de l'aluminate de chaux, et de se rendre compte du degré d'avancement des réactions qui déterminent le durcissement progressif. La partie de la pouzzolane qui est restée inactive est attaquée par l'acide azotique, et donne de la silice, de l'alumine, de la chaux, etc., qui se mélangent avec les corps de même nature, dont il serait utile de déterminer la proportion. Les observations et les expériences pratiques peuvent donc seules être de quelque utilité dans l'examen des mortiers de pouzzolanes.