SUR L'ESSAI DES PLATRES

Analyse chimique.— On obtient suivant les conditions de cuisson du plâtre un mélange de semi-hydrate, de gypse non cuit, de sulfate anhydre « formé au-dessous de 300° enfin du sulfate anhydre £ formé au-dessus de 300°.

L'analyse chimique (!) basée sur les différences entre les vitesses d’hydratation et de déshydratation de ces corps permet de déterminer les proportions de chacun d’eux.

Malheureusement cette analyse ne fournit que des renseignements insuffisants sur les propriétés du mélange.

Le gypse est déterminé par différence entre le poids total et les poids de sulfate anhydre et de semi-hydrate. Il est ainsi difficile de doser 1 à 2 0/0 de gypse et en telle proportion ce corps fait varier considérablement le début et la vitesse de prise du plâtre.

D’autre part le gypse agit plus ou moins énergiquement suivant sa répartition dans les grains et la grosseur de ceuxci. Par cuisson rapide de pierre à plâtre grossièrement broyée il reste du gypse non cuit à l’intérieur des grains. Ce fait est dû à l’absorption de chaleur nécessaire à la déshydratation et à la faible conductibilité calorifique du plâtre. Le plâtre ainsi obtenu a sa vitesse de prise considérablement accrue si l’on procède après cuisson à un nouveau broyage (?). Le

gypse ne se trouvant plus à l'intérieur des grains mais direc-

(‘) Revue des malériaux de construclion, octobre 1908 et Frirsen, Le plàtre, p. 201.

(2) Revue des matériaux de construction, octobre 1924, p. 270.

tement au contact de la solution agit alors beaucoup plus énergiquement sur la prise. Deux plâtres de même composition chimique peuvent donc avoir des propriétés différentes. Nous en trouverons un nouvel exemple dans l'étude du plâtre éventé.

Il est donc important de pouvoir déterminer simultanément les proportions des corps et leurs influences sur la ‘vitesse d’hydratation du plâtre. Nous avons dans ce but employé la méthode calorimétrique. La quantité de chaleur dégagée et la forme des courbes calorimétriques permettent de savoir rapidement comment l’eau est fixée au sulfate de chaux dans un mélange de SO‘Ca — SO“Ca 1/2H°?0 — SO‘Ca 2H°0.

N Analyse calorimétrigne. Détermination calorimétrique du sulfate anhydre, formé au-dessous de 300. — Une

petite quantité (2 à { g.) de plâtre est ajoutée à de l'eau contenue dans un Dewar et agitée régulièrement. Le dégagement rapide de chaleur observé après 2 à 3 minutes correspond à la transformation du sulfate anhydre en semihydrate.

Soit X la quantité de chaleur dégagée exprimée en petites calories, le poids p en grammes de sulfate anhydre est donné

par la formule :

La correction (20) correspond: à la chaleur de dissolution à saturation du semi-hydrate. Elle est variable avec la température (voir courbe solubilité SO{Car/2H?0).

On a intérêt, lorsque l’on veut déterminer seulement la proportion de sulfate anhydre, à opérer sur une dizaine de grammes de plâtre de façon à diminuer l'importance de la correction.

On signale dans la bibliographie (‘que le plâtre cuit

(!) Revue des matériaux de construction, avril 1911, pp. 73 et suiv.

à 250° (sulfate anhydre) fait prise beaucoup plus rapidement que le semi-hydrate.

Nous avons étudié ce phénomène qui semblait d’autant plus curieux que le sulfate anhydre cuit en dessous de 300 se transforme immédiatement en semi-hydrate au contact de l'eau.

Nous avons gâché du plâtre à mouler du commerce (semihydrate) et du même plâtre déshydraté totalement à l’étuve à 20°. Les pâte$ ont été préparées dans les proportions suivantes :

500 g. de plâtre à mouler, 55 g. d’eau ;

93,8 g. de plâtre à anhydre, 61,2 g. d’eau (6,2 g. eau pour la transformation de SOCa en SOfCa 1/2H°0).

Le plâtre anhydre provoquait lors du gâchage une élévation de température d’une vingtaine de degrés.

Le début de prise observé au moyen de l'aiguille de Vicat a été le même pour ces deux pâtes (27 minutes).

Ce résultat confirme ceux obtenus précédemment(p. 68). Le sulfate anhydre cuit au-dessous de 3009 n’agit pas sur la vitesse de prise d’un plâtre. II y a bien absorption d’eau pendant les deux ou trois premières minutes du gächage mais ce fait est dû à la formation du semi-hydrate et non pas à la cristallisation du bi-hydrate.

Le sulfate anhydre formé au-dessous de 300? ne modifie donc pas les propriétés d’un plâtre. Il se transforme rapidement à l’air en semi-hydrate et il ne reste plus, lors de l’emploi du plâtre, qu'un mélange de sulfate anhydre cuit audessus de 300, de semi-hydrate et de bi-hydrate.

Sulfale anhydre cuit au-dessus de 300°. — Les plâtres cuits dans les fours culées où la partie inférieure de la masse se trouve directement au contact de la flamme, contiennent toujours du plâtre cuit au-dessus de 300°. Nous avons vu (chap. V) que le sulfate anhydre se transforme à 300° en une variété se réhydratant d'autant plus lentement que la tem-

pérature de cuisson a été plus élevée. Le sulfate anhydre cuit en-dessous de 600° est réhydraté en moins d’une semaine. Le plâtre cuit entre 300° et 600° absorbe l’eau d’une façon continue. Il commence à durcir après quelques minutes et est de ce fait difficile à employer. Le sulfate cuit au-dessus de 6oo° reste en raison de sa lenteur d’hydratation comme matière inerte dans la plupart des cas.

On peut déterminer la durée nécessaire à l’hydratation d’un plâtre contenant du sulfate cuit au-de$sus de 300° de deux manières.

1° Par mesure de la résistance électrique.

Une petite quantité de plâtre (3 à 4 g.) est agitée dans un flacon avec une centaine de cm° d’eau. Lorsque le plâtre ne contient pas de sulfate cuit au-dessus de 300! la résistance électrique de la solution n’augmente plus après quelques heures.

La sursaturation se maintient plus d’une semaine lorsque le plâtre contient du sulfate cuit au-dessus de 600. Cette méthode exige malheureusement des appareils de mesure de résistance électriques qui, bien que très simples, ne se trouvent pas d'habitude dans un laboratoire d'essais.

2° Par augmentation de poids de la poudre recouverte d’eau.

Trois.essais sont faits en même temps et séchés à 50°-6o° après 2-7 et 15 jours. Un gramme de SO‘Ca fixe par hydratation 0,26 g. d’eau. Toute augmentation de poids entre 2 et 7 jours correspond au sulfate cuit entre 300 et Goot. L’augmentation de poids après 7 jours est due à la présence de plâtre cuit au-dessus de 6oo° ou d’anhydrite naturelle.

Bi-hydrate ou gypse.— Cecorps provient des parties insuffisamment cuites de la pierre à plâtre. Il modifie considérablement les propriétés d’un plâtre, même lorsqu'il ne se trouve qu'en très petite quantité, en amorçant énergiquement la cristallisation dès le gächage. Un plâtre exempt de germes reste

au contraire à la température ambiante 25 à 30 minutes sans cristalliser. Nous avons pensé qu'il était préférable de mesurer cette action du gypse plutôt que de chercher à à doser par différence de si petites quantités.

La transformation de 1 g. de semi-hydrate en bi-hydrate dégage 25 calories environ. Tout dégagement de chaleur qui se produit après celui observé dans les deux à trois premières minutes (hydratation du sulfate anhydre et dissolution à saturation du semi-hydrate) correspond à lacristallisation du bi-hydrate.

Nous avons ainsi, en étudiant l'influence du mode de cuisson, déterminé calorimétriquement la proportion de plâtre transformé en gypse après 10, 20, 30, 6o minutes.

INFLUENCE DU MODE DE CUISSON DU PLATRE. — MM. Jolibois et Lefebvre ont constaté (!) que le plâtre obtenu dans l’air sec à toute température ou dans la vapeur d’eau au-dessus de 200° est constitué par du sulfate anhydre tandis qu’audessous de 160° dans la vapeur d’eau provenant de la déshydratation il se forme du semi-hydrate.

Les plâtres obtenus dans des fours où le tirage élimine la vapeur d’eau et ceux préparés dans des fours fermés ont donc des compositions différentes.

Nous avons étudié au moyen de la calorimétrie la composition et la prise des produits obtenus dans différentes conditions. Une petite quantité de plâtre était ajoutée à 100 cm* d’eau contenus dans un Dewar et agilés régulièrement. L’élévation de température était observée en fonction du temps.

Plâtres préparés à partir du sulfate précipité. — La courbe 1, figure 26, a été obtenue avec du bi-hydrate insuffisamment cuit dans la vapeur d’eau (2,84 g.). Cette courbe

(:) Comptes rendus de l’Académie des Sciences, 1923, t. CLXX VI, P. 1917.

calorimétrique de présente pas de palier. L'hydratation du semi-hydrate se ‘fait d’une façon continue. La cristallisation a lieu dès l'addition d’eau, la grande quantité de gypse non cuit activant énergiquement la prise. La quantité de chaleur totale dégagée correspond en prenant 25 calories pour la

ETUDE CALORIHE TRIQUE DE PLÂTRE PRÉPARE À PARTIR, DE SULFATE PRÉCIPI TE

Jégagement de chaleur en peliles calories

Temps en minules

Fig. 26.

chaleur de transformation de 1g. de SO'Ca + H?0 en SOiCa

2H°0, à un poids de 1,20 g. de semi-hydrate Sp. que l’analyse en indique 1,25 g. se {4 0/0 du total.

La proportion du semi-hydrate transformé en gypse après 10 minutes est de go 0/0 environ.

La courbe 2 a été obtenue avec du sulfate cuit dans la à

vapeur d'eau à 1230 pendant Dh):

Ge plâtre (2,64 g.) contenait un excès d'eau de 0,8 0/0 par rapport au semi-hy ds et faisait prise rapidement.

Plâtre transformé en gypse :

Après 10 minutes . . . {o o/o environ D ONDES ER 90 » »