HISTORIQUE. OBJET DE CE TRAVAIL

La déshydratation dans certaines conditions du gypse SO“*Ca.2H°0 donne naissance à du « plâtre » qui durcit au contact de l’eau. La cuisson et la prise de ce corps ont fait l’objet de nombreuses recherches.

Marignac (!) a constaté l'existence de solutions sursaturées au moment de l’hydratation du sulfate de calcium. Ces solutons étaient jusqu'à près de 5 fois plus concentrées que les solutions saturées de gypse. Après filtration elles donnaient lieu à un dépôt. En maintenant le contact entre le sulfate de chaux déshydraté et la solution, la solubilité redevenait normale lorsque la transformation en gypse était complète, L’élévation de la températnre de calcination rendait la dissolution de plus en plus lente.

M. H. Le Chatelier (?) a montré que la composition du plâtre à stuc du commerce correspond à peu près à celle du, semi-hydrate SOfCa.1/2H?0. IT a expliqué le phénomène de

la prise par la formation au contact du semi-hydrate de

(‘) MariGnac, Annales de Chimie Physique, 1874, I, 274. () Le Cnateuer, Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques, Dunod, édit., 1887.

solutions-sursaturées qui laissent déposer des cristaux dont la forme allongée et l’enchevêtrement favorisent la cohésion. Cette formation des solutions sursaturées a permis d'expliquer la prise des mortiers hydrauliques. (Gernez (1) avait jusqu'alors attribué uniquement la sursaturation à des variations de températures de solutions saturées).

Vant'Hoff (?) a repris, au moyen des mesures de dilatation et de tension de vapeur, la détermination des points de transformation du gypse. Grâce à l'accélération, en présence d’électrolytes, de ces réactions très lentes il a pu déterminer avec précision les conditions de stabilité des différentes variétés de sulfate de chaux.

Il a constaté qu'il y a transformation du gypse :

1° En anhydrite naturelle à 635 et pour une pression de 179 mm. ; *

20 En anhydrite soluble à 93° et pour une ‘pression de 588 mm. ;

3° En SO'Ca.1/2H?0 à 107° et pour une pression de 97: mm.

La tension de vapeur du gypse est égale à 10105 à 760 mm.

Ces transformations correspondent à des états d'équilibre obtenus après un temps très long. Or dans la fabrication industrielle du plâtre, il est nécessaire d'opérer à des températures assez éloignées de celles correspondant aux états d'équilibre, de façon à avoir une vitesse de transformation aussi grande que possible.

Afin d'étudier les conditions pratiques de déshydratation MM. P. Jolibois et P. Lefèbvre (5) ont déterminé, en fonction du temps, la perte d’eau du gypse à différentes températures.

(1) Genvez, Comptes rendus Académie des Sciences, 1865, t. 5o, p. 833, t. 51, p. 71. 289. 847.

@) Vanr'Horr, Z{s. fur physikalische Chemie, 1903, 45, p. 257.

() P. Jouois et P. Leresvre, Comples rendus Académie des Sciences, 1923, t. CLXXVI, p. 1317.

Dans un courant d'air sec la déshydratation du gypse se fait régulièrement et aucun accident dans l'allure du phénomène ne révèle l'existence du semi-hydrate. On arrive d’autant plus rapidement au sulfate anhydre que la température est plus élevée (15 heures à 6o°, 25 minutes à 13oÿ).

Au contraire l'étude de la variation de poids du gypse contenu dans un creuset fermé par un couvercle et placé dans une étuve à 1400 montre que la déshydratation, d’abord rapide, ne se poursuit que très lentement au delà du semihydrate.

Enfin dans une atmosphère de vapeur d’eau sous la pression de 760 mm. on constate que de 108 à 160° la déshydratation s’arrête pratiquement au semi-hydrate tandis qu’à 235° elle est rapide et totale. |

« Ces différents résultats peuvent facilement expliquer la présence dans le plâtre à sa sortie du four d’un mélange de semi-hydrate et d'anhydre. Les parties déshydratées dans l'air sec à toute température ou dans la vapeur d’eau au-dessus de 200° sont constituées par du sulfate anhydre. La matière obtenue en chauffant le gypse au-dessous de 160° dans la vapeur d’eau provenant de l’opération est constituée par du semi-hydrate. »

L'expérience industrielle a montré depuis longtemps que par cuisson à des températures de plus en plus élevées le plâtre perd peu à peu sa propriété de faire prise puis la reprend par cuisson au rouge. On obtient alors le plâtre à plancher à grain dur et scorifié susceptible de durcir lentement au contact de l’eau. Malheureusement les résultats d’un grand intérêt technique de Rohland (1), Leduc (?) et Gla-

senapp (*) relatifs à l'influence de la température de cuisson

{(‘) P. Rongzamp, Z1s. f. an. Chimie, 1903, t. XXXV, p. 194; 1903, t. XXXVI, p. 332.

() Lenuc, Revue des matériaux de construction, n° 92, avril 1911, p. 73.

(3) Guasenarr, Thon industrie Zeilung, juin 1908, p. 1197 ; 1909, n° 14 et 15.

l LOUIS CHASSEVENT

sur la variation des propriétés du plâtre sont contradictoires en de nombreux points.

Rohland a mentionné, en dehors de l’anhydrite naturelle, 3 variétés de sulfate anhydre. Le gypse se transformerait en une première variété à 130°, en une deuxième à 525°, puis enfin en une troisième au rouge. De ces différents corps anhydres seuls les deux derniers auraient des propriétés hydrauliques et le premier ne ferait prise que dans certaines conditions en présence de catalyseurs.

M. Leduc a étudié, au moyen de l'aiguille de Vicat, le durcissement du plâtre. Le début de prise était d'autant plus rapide que la température de cuisson était plus élevée tant que celle-ci ne dépassait pas 600. La fin de prise passait, en fonction de la température de cuisson, par un minimum de temps pour 300-3502 puis devenait ensuite de plus en plus longue. Les plâtres préparés de 650 à 900° n’étäsent pas durs après 20 Jours.

Glasenapp a indiqué que l’on obtenait à partir de goo un produit dont les propriétés hydrauliques augmentent lorsque la température de cuisson s'élève jusque vers les 1.4009. On ne se trouverait alors non plus en face d’une variété définie de sulfate de chaux mais en présence d’un mélange intime de sulfate basique et d’une variété d'anhydrite.

MM. P. Jolibois et P. Lefebvre (!) ont déterminé au moyen du galvanomètre double de MM. Le Chatelier et Saladin une transformation irréversible du sulfate de chaux anhydre se produisant avec dégagement de chaleur aux environs de 365. Ils ont de plus constaté que l'absorption par le plâtre de la vapeur d’iode et de la vapeur d’eau diminue rapidement avec la température de cuisson lorsque celle-ci dépasse 4oo?. Ces derniers résultats, en accord avec ceux de Vant’Hoff, confirment la transformation entre 3002

(‘) P. Jougois .et P. LEereBvRE, Comptes rendus Acad. Sc., 1923, t CLXX VI, p. 1476.

et 4oo° de l’anhydrite préparée à basse température en une nouvelle variété ne s'hydratant que très lentement.

Objet de ce travail. — Malgré les nombreuses recherches faites sur le sulfate de chaux beaucoup de points relatifs à la déshydratation et à la réhydratation de ce corps restaient à expliquer. Nous nous sommes efforcés d'apporter quelques précisions sur ce sujet d'une grande importance scientifique et industrielle. Nous avons étudié la réhydratation du sulfate de chaux au moyen de méthodes physico chimiques permettant de suivre et de comparer les différents phénomènes.

Ces travaux ont été exécutés au laboratoire de M. Jolibois, professeur à l'Ecole Nationale Supérieure des Mines. Nous prions notre cher Maître, qui a suivi pas à pas nos recherches en nous aidant de ses conseils, d’agréer l'expression de notre respectueuse reconnaissance. Nous tenons également à exprimer nos remerciments à M. l’Inspecteur général Chesneau, Directeur de l'Ecole Nationale Supérieure des Mines, qui a bien voulu nous autoriser à faire des recherches dans les laboratoires de l'Ecole.