VIL PLATRE

i55. — Le plâtre appartient à la famille des composés qui peuvent s'hydrater et prendre de la solidité par suite de cette fixation d'eau.

On trouve dans la nature du sulfate de chaux hydraté CaSO'' -i- 2H-O, dont le nom minéralogique est le gypse. Les cristaux de gypse sont ordinairement sous une forme assez caractéristique, le fer de lance ou pierre à Jésus. Le groupement cristallin caractéristique est dû à une macle.

Le gypse est peu soluble dans l'eau ; son maximum de solubilité serait vers 35" où pour dissoudre i partie de gypse il suflirait de 3gb parties d'eau.

Chauffé, le gypse perd son eau, mais sa déshydratation ■est lente et elle n'est complète que dans certaines condi-

PLATUE

lions. Le plâtre que l'on emploie habituellement n'a été chauiïc qu'à température peu élevée (au moins 128°) et il retient encore o,5 molécule d'eau. Au delà de 200° on obtient du plâtre anhydre dont les propriétés sont un peu différentes du précédent.

i56. — Mis au contact de l'eau, le plâtre se transforme à nouveau en gypse, c'est-à-dire en sulfate à 2 molécules d'eau de cristallisation.

Le sulfate à o,5 molécule d'eau est notablement plus soluble que le plâtre ; un litre à 20" en dissoudrait 10 gr. 5 : Mais cet hémiliydrate est transformé par l'eau qui la dissout instantanément en hydrate à 2 molécules d'eau. Cette hydratation ne se produit qu'au-dessous de 63", 5, Une fois que l'hémihydrate est entré en solution, l'eau ne renferme plus en solution de l'hémihydrate mais bien du sulfate à deux molécules d'eau. Comme ce dernier sel est moins soluble que l'hémihydrate, on est en face d'une solution sursaturée qui abandonne le sel en excès sous forme de cristaux allongés. Cette solution saturée d hydrale à deux molécules peut encore se saturer naturellement d'hémihydrate qui se déposera ensuite sous forme de sel à deux molécules. CaS0'*2H-0.

i5-. — Le plâtre déshydraté renferme de TanliNdiite ou sulfate anhydre CaSO^ Il se produit quand on chauile lentement la pierre à plâtre en morceaux vers 960".

Soumis à l'action de l'eau, le plâtre anhydre s'hydrate et donne le sulfate à deux molécules d'eau. La formation de ce bihydrate ne peut cependant avoir lieu que si la température est inférieure à 63^,5 . Au-dessus de cette température il n'y a plus d'hydratation parce que l'anhy-

PIERUES ET MATÉRIAUX AUTIFIGIELS

drite est la forme la plus stable à cette température ; du reste, le gypse au-dessus de 63°, 5 se transforme lentement en anhydrite.

i58. — En exposant du gypse à une température très élevée le plâtre résultant a perdu la propriété de faire prise avec l'eau ; il est cuit à mort.

Le plâtre cuit à mort se produit déjà vers looo". Il se comporte vis-à-vis de l'eau comme l'anliydrite ou sulfate anhydre. L'hydratation se produit bien mais excessivement lentement; elle conduit au sulfate dihydraté CaS0\2H^0.

Quand on cuit de la pierre à plâtre un peu haut, vers 190", on forme en même temps que du plâtre de l'anhydrite, c'est-à-dire simultanément les deux sulfates : CaSO^cSH^O et GaSO^

Ce plâtre est une sorte de plâtre mort qui fait prise très lentement et incomplètement par suite de la présence de l'anliydrite.

log. — L'anhydrite est du sulfate de chaux anhydre. Produit au voisinage de 200^ ce sulfate anhydre a des propriétés très différentes du sulfate de chaux anhydre.

Cette anhydrite se produit quand on sèche dans le vide entre 60" et 90" du sulfate précité. On peut aussi l'obtenir en desséchant à 100° du sulfate dihydraté obtenu en hydratant du plâtre avec 20 fois son poids d'eau.

L'anliydrite ainsi préparé est soluble, propriété qui le dislingue de l'anliydrite naturel ; de plus, au contact de l'eau, il se transforme en hémihydrate puis en dihydraté. La production d'hémihydrate n cst que transitoire et n'a lieu qu'au-dessous de 36".

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160. — En résumé, en exposant à l'action de la chaleiudu gypse, GaSO*, 2H-O lentement, il y a partiellement départ de l'eau d'hydratation. Il se forme en majeure partie de l'hémihydrate CaSO*, o,5H^0. En prolongeant l'aclion déshydratante et l'aidant par le passage d'un courant d'air sec on arriverait à la déshydratation complète.

161. Solidification et prise du plâtre. — Nous avons expliqué plus haut que l'hémihydrate était soluble dans l'eau et qu'il se transformait aussitôt dissous en dihydrate moins soluble qui se précipitait. Tout le processus de la prise du plâtre tient dans cette réaction, car la dissolution de l'hémihydrate est extrêmement rapide. Elle conduit donc à la formation pour ainsi dire instantanée d'une solution sursaturée de dihydrate qui laisse aussitôt déposer des cristaux et devient alors apte à se saturer de nouveau d'hémihydrate qui passeront de suite à l'état de dihydrate dont une partie se déposera, etc. Le même circulus se reproduira indéfiniment jusqu'au moment où il n'y aura plus de sulfate hémihydraté à transformer en sulfate dihydraté.

La transformation de l'hémihydrate en dihydrate se fait avec une variation de volume ; la masse hydratée a augmenté de volume par suite de la cristallisation du nouvel hydrate. Un centimètre cube d'hémihydrate donne i'=""%/|o6 de dihydrate.

Quand l'hydratation du plâtre se fait avec de l'eau contenant un sel en dissolution, il peut se produire certains phénomènes particuliers.

Ainsi les sels suivants accélèrent la prise :

Chlorure de sodium en solution étendue, sulfate de potassium, sulfate de sodium, azotate de potassium, azotate

PIIÎRUES ET MATÉRIAUX AUTiriCVELS

de sodium, bichromate de potassium, clilorliydrate d'ammoniaque, chlorure de magnésium, chlorure d'aluminium, sulfate d'aluminium.

Au contraire, la prise est retardée par le chlorure de sodium en solution concentrée, le borax.

Ces actions retardatrices ou accélératrices n'ont d'effet qu'au-dessous de ^o".

162. — 11 est en outre un point très intéressant à citer parmi les phénomènes d'hydratation que manifeste le plâtre, c'est la transformation lente que peut subir l'hémih}drate à la longue.

2(CaS0'f H^O = CaS0'\2lP0 + CaSO\

Il se forme du gypse et de l'anliydrite et les propriétés hydrauliques se trouvent naturellement totalement changées .

163. Le plâtre dans le moulage. — ^ous avons eu l'occasion déjà principalement à propos des faïences et du grès employés comme éléments de construction ayant un caractère décoratif, de parler du moulage.

Le moulage s'effectue souvent, et surtout quand il s'agit de pâtes argileuses comme dans la céramique, dans du plâtre. Le moule de plâtre ordinaire étant poreux facilite le départ de l'eau qui passe de la pâte dans le moule. La masse se sèche, superficiellement au moins, avec rapidité, prend du retrait et quitte le moule avec facilité. Nous j)ensons donc utile de dire quelques mots ici de la confection des moules.

PLATItr

164. — Pour faire le moule il faut d'abord un modèle qui sera ordinairement en plâtre ou en terre.

On commence par recouvrir le modèle d'une couche de vernis à l'huile de lin siccative, puis l'on pose dessus une deuxième couche formée de vernis composé de gomme laque dissoute dans l'alcool. Le vernis à l'huile de lin doit pénétrer un peu dans la terre ou dans le plâtre, de manière à protéger le modèle de l'action de l'eau que renferme le plâtre délacé dans l'eau. L'absorption de l'eau par le modèle aurait deux effets fâcheux, elle viendrait ramollir la terre ou mouiller le plâtre, et en même temps elle diminuerait la quantité d'eau incorporée au plâtre. La couche de vernis à la gomme laque isole le modèle du plâtre que l'on a coulé et facihte le détachement de celui-ci. Quelquefois on substitue à ce vernis de l'huile et du savon gras. Si l'on désire épargner le modèle et s'il est en phUre on l'enduit d'eau de savon. Dans le cas où l'on voudrait faire un moule d'après un modèle en une autre matière telle que le bois ou le marbre, on modifierait un peu la marche à suivre. Pour le bois, on passerait d'abord une couche de vernis à la gomme laque (jue l'on graissera ensuite avec de l'huile et du savon. S'il s'agit d'un objet en marbre l'emploi de corps gras est à rejeter, car il salirait le modèle. Il faut alors recourir à des feuilles d'étain ou à de la cire. Pour des modèles en cire on se servira de chlorure de zinc en solution à 20 ou 25" Baumé comme isolant.

Le modèle étant préparé on le pose sur une table et dispose autour de lui une garniture en argile. On coule alors du plâtre délayé dans l'espace ainsi limité. La partie sur laquelle repose le tout a naturellement été

PIERRES ET MATÉIUAUX AUTIFICIELS

isolée par une couche d'une des préparations précédentes pour éviter l'adiiérence du plâtre au support.

Suivant la manière dont le plâtre a été gâché on aura du plâtre plus ou moins poreux.

Eau Plâtre

37 63 42 58 37 5o puis ajouter après délayage 1 3 parties d'eau

puis ajouter après délayage 32 parties d'eau

Le plâtre dur sert pour les pâtes dures et à gros grains, le plâtre ordinaire sert le plus souvent pour le moulage. Les autres variétés de plâtre gâché n'ont pas d'emploi pour le sujet qui nous occupe ; elles ne sont employées, que pour certains modes de façonnage de l'industrie céramique.

Certains modèles exigent naturellement, par suite de leur forme un mode opératoire plus compliqué, car il faut que l'on puisse séparer le modèle du moule, et cela n'est pas toujours possible quand il y a des parties rentrantes. Il faut donc dans certains cas opérer avec un modèle dont' on sépare les divers éléments.

Au lieu de diviser le modèle, il est possible aussi de mouler par parties et de faire alors le moule en plusieurs morceaux. On limite alors sur le modèle les parties à mouler par de l'argile et l'on coule le plâtre délayé dans la cavité ainsi ménagée. Lue fois le premier morceau de moule ainsi fait, on l'enlève ime fois la prise effectuée et lui donne sur les côtés une surface nette. On fait alors sur

Plâtre dur Plâtre ordinaire Plâtre étendu .

Plâtre noyé

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l'un des côtés une cavité. Le moule est alors reposé sur le modèle après avoir reçu sur les côtés une couche de vernis à la gomme laque. Puis on limite, à partir du côté dans lequel on a envisagé une cavité, une nouvelle portion du modèle et l'on y coule du plâtre, on arrive ainsi à faire un second moule ayant un côté emboîtant avec le premier. On continue ensuite le même mode opératoire.

Les moules en plusieurs morceaux sont ensuite réunis dans une chappe en deux ou plusieurs parties qui groupe un certain nombre de morceaux du moule. On fait cette chape en coulant du plâtre avec les précautions indiquées sur le dos des morceaux du moule.

i:65. Moulage du plâtre. — Quand on possède un moule on confectionne aisément des pièces de plâtre.

Le coulage peut s'opérer soit dans des moules en plâtre fabriqués comme nous venons de l'indiquer, soit dans des moules en gélatine.

i66. — Le moule en gélatine se prépare comme nous allons l'mdiquer.

On fait autour du modèle une garniture en argile, tout comme s'il s'agissait de couler du plâtre, en prenant bien som de ne laisser aucune fissure, manque ou ouverture dans laquelle puisse se glisser la colle. Ordinairement on laisse un intervalle de 2 à 2"^5 entre le bord de l'ar-ile et le modèle. On se sert comme gélatine de colle de menuisier. Cette colle est d'abord gonflée dans l'eau jusqu'à ce que par un faible échauffement elle fonde en donnant un liquide clair bien homogène. Une fois la colle assez imprégnée d'eau pour réaliser ces conditions, on l'introduit dans un chaudron et lui ajoute de 10 à i5 % de son poids

de glycérine concentre et amène le tout à fusion en chauffant doucement. Cette addition de glycérine a pour but de maintenir la masse élastique, seule la colle formerait un moule sec et cassant ; l'addition de glycérine est naturellement d'autant plus giande que la colle est plus dure. La colle glycérinée est alors remuée pendant qu'on la chauffe jusqu'à ce que toute l'eau soit évaporée. On essaie, pour arriver à ce résultat, la colle de temps en temps ; elle est à point quand ime prise de matière se solidifie par refroidissement en une masse élastique. Un excès de glycérine donnera une matière molle et visqueuse, si la matière manque au contraire d'élasticité c'est qu'il y a trop peu de glycérine. On arrivera à la consistance désirée par des additions ménagées de colle ou de glycérine.

Une fois fondue, la colle doit être bien claire et exempte de bulles.

Avant de verser le liquide on a eu le soin de passer sur le modèle une couche de solution de bichromate à 5 7^,. Cette préparation donnera de là dureté à la surface du moule et permettra de le détacher facilement. On peut alors procéder au coulage. Il est avantageux, une fois le coulage effectué, de laisser la lumière agir sur la masse gilatineuse, l'action durcissante du bichromate étant favorisée par les rayons lumineux. On laisse alors reposer pendant 2 4 heures. Si le moule est d'un seul morceau on peut le consolider en coulant tout autour un manteau de plâtre. Dans le cas oii la pièce est un peu grande on peut consolider le moule avec des baguettes de bois préalablement encollées et disposées autour du modèle avant la coulée.

Avec une forme un peu compliquée on est obhgé de découper le moule en plusieurs morceaux. Cette opération

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se fait une fois la prise elTectuée. Le découpage s'effectue soit avec des cheveux posés sur le modèle, soit à l'aide d'un couteau pointu.

Le durcissement de la gélatine peut s'elfectuer aussi sur le moule une fois fait, en le badigeonnant de solution de bichromate et exposant à la lumière solaire.

On a proposé comme variante de donner au moule de l'élasticité au moyen de mélasse pour remplacer la glycérine.

On huile les moules une fois terminés.

Les moules une fois hors d'usage ne sont pas perdus ; on récupère la gélatine par fusion. S'il reste des grains de gélatine chromée insoluble, on filtre le liquide à travers une toile de lin.

Quelquefois les moules de gélatine sont recouverts intérieurement d'une couche de caoutchouc. Yoici comment on ferait un semblable moule avec un modèle de plâtre. Sur le modèle de plâtre encore humide on répandrait de la poudre de talc, puis l'on poserait sur le tout une couche de solution de caoutchouc dans la benzine. Cette couche s'applique au pinceau.

167. — Un autre moyen de faire des moules élastiques comme les précédents, consiste à faire des moules en caoutchouc. Ceci n'est possible que'pour certaines formes, car il faut faire intervenir la pression dans la conduite du procédé. On commence par badigeonner sur le modèle avec la solution de caoutchouc à plusieurs reprises de manière à donner à la couche de caoutchouc une petite épaisseur. Sur cette première couche on applique ujie feuille de caoutchouc non vulcanisé qui vient entourer tout le modèle. On soumet alors le tout à la vulcanisation

pendant i h. 1/2 à 2 heures sous 4 atmosphères de pression. Avec un manteau de plâtre, on consohde ensuite le tout.

Le moule est divisé en fragments si besoin est.

168. — Pour couler du plâtre dans un moule il faut, s'il se compose de plusieurs parties, réunir le tout en un bloc qui ne laisse aucune issue par où le plâtre gâché pourrait s'écouler.

Il est bon pour préparer le plâtre de ne pas le délayer dans une eau riche en sulfate de chaux. Il est facile de reconnaître une eau très séléniteuse par addition d'alcool fort qui amènera un trouble notable dans une eau de cet ordre. Le mieux est de se servir d'eau de pluie. Nous avons indiqué plus haut les différentes manières de gâcher le plâtre ; le mieux est de faire d'abord quelques essais pour se rendre compte de la texture qu'aura le plâtre une fois solidifié. La prise est naturellement d'autant plus rapide que le plâtre est en plus grande quantité ; l'eau chaude accélère aussi.

Le plâtre est délayé de manière à ce qu'il ne se forme pas de grumeau, on opère sans lenteur en agitant avec une cuillère, en évitant les bulles d'air. Une fois prêt, le plâtre délayé est coulé.

Les grosses pièces ne se coulent ordinairement pas en une seule fois. On introduit d'abord un peu de plâtre que l'on répand sur toute la surface du moule, de façon à le faire pénétrer dans toutes les infractuosités, et, une fois la solidification opérée sur la périphérie, on rejette le plâtre resté liquide. On remplit alors la cavité restée libre avec du plâtre épais. Pour éviter d'employer trop de plâtre et de faire des pièces trop lourdes, on a soin de vider