CIMKNT

I. Gimoot romain. — Sous le nom de ciment romain, on désijsrne certaines chaux cuites analogues par leurs propriétés aux ciments de pouzzolane employés par les anciens romains. Ces ciments sont fabriqués avec des calcaires contenant a5 p. 100 et plus d*argile. Ces calcaires sont d^une cuisson extrêmement facile et perdent toutes leurs précieuses' propriétés par une cuisson exagérée. Il faut par suite apporter tous ses ' soins à observer exactement le degré de cuisson reconnu comme le- plus avantageux. Les ciments romains se distinguent des chaux hydrauliques par ce fait qu'ils ne s'éteignent pas en fragments ; ils doivent être finement moulus avant l'emploi. La combinaison avec Teau ne dégage que peu de chaleur. Le ciment romain moulu possède une couleur jaune brun, brun rouge ou brun noir suivant sa richesse en fer et son degré de cuisson Lorsqu'il est fraîchement cuit, sa prise est généralement très rapide. Elle devient moins rapide par la conservation et cette modification s'effectue dans un temps plus court que pour le ciment de Portiand. Dans l'essai de la finesse du ciment romain, il faut tenir compte de ce que les grains trop gros peuvent entraîner la destruction des travaux, en gonflant ultérieurement. Le calcaire brut se rencontre rarement en grandes masses homogènes, on le trouva plus souvent en couches superposées, dont la richesse en argile est variable. Un contrôle permanent des pierres extraites est donc nécessaire, pour rejeter les couches trop pauvres en argile, car elles fournissent facilement un ciment sujet à foisonner.

Après la cuisson, il faut rejeter toutes les roches qui sont colorées en noir par un dépât de carbone (graphite) dans leurs pores ou par un con*

CBAU3C, MORTIBUB, CtHBlITa ET plathb 3T

tact trop direct avec le feu, car ces portions possideot généralement une lendance à foisonner. Il Faut par suite apporter ud soin particulier à l'essai de la constance île volume du ciment romain ; l'essai s'effectue exactement comme dans le cas du ciment de Porlland.

Les conditions de réception du ciment romain ne sont pas fixées en Allemagne, mais elles le sont en Autriche-Hongrie et en Russie. Loup principale différence avec celles qui sont établis pour le ciment de Portlaod, c'est qu'on n'exige qu'une plus faible résistance, qui peut n'tlre qoe les deux tiers ou la moitié du celle du ciment de Portlaud.

n. Ciment de Portiand. — Malièv«s pvaaiiAret — Il est rare de trouver des calcaires possédant une composition telle qu'ils fournissent du ciment de Portland par simple cuisson, jusqu'à commencement de vitrification. La majeurs partie du ciment de Portland qu'on trouve dans le commerce est préparée i l'aide d'un mélange convenable de calcaire et d'argile ou de marne. Toutes les sortes de calcaires peuvent être employées, mais on donne la préférence h celles qui sont les plus faciles à traiter et notammeniqui sont plus faciles à brover. On évite tes calcaires fortement dolomitiques, car l'expérience a appris que les ciments magnésiens possèdent souvent le grave inconvénient de foisonner après la prise. Comme matière argileuse, on introduit do préférence dans le mélange de la marne argileuse molle, exempté de sable on des argiles diluviennes ou alluviennes, c'est-à-dire le plus souvent des argiles ne renfermant pas beaucoup d'alumine.

Nous pouvons nous dispenser d'indiquer ici les méthodes d'essai des matières premières, car l'analyse de l'argile est décrite en détail dans le chapitre suivant et celle des calcaires a déjà été étudiée pege 4 ^1 suivantes. La seul point qui nécessite un i examen particulier est le dosage rapide de la magnésie, qui est sauvent nécessaire, lorsqu'on se trouve en Fig 8. - B.llon à robinet pour 1.

'. , . . , , d03«g« rapide de li m>Kiiésie.

présence d un calcaire dont la teneur

en magnésie est tW's variable suivant les différentes couches et qu'il s'agit de reconnaître les bencs riches en magnésie, pqur les exclure de la fabrication du ciment. l<a méthode ordjnaire. étant tré^ longue, il est nécessaire de la remplacer par un procédé capide, di) à Cramer.

Dans une capsule eu porcelaine, on attaque n gr. de calcaire pulvérisé par l'acide chlorhydrique, on dilue avec de l)eau, on fait bouillir, puis ou précipite l'alumine, l'oxyde de fer et la chaux par l'acide oxalique et l'ammaniaqua ea excès. Le liquide contenant les précipités est raouilli

dans ua ballon d*an litre portant an petit robinet d'écoulement au tiers environ de sa hauteur (fiç. 8).

On refroidit rapidement le liquide sous un robinet d'eau, on le remplit jusqu'au trait, on agite bien puis on laisse le précipité se déposer. Le dépôt est rapide, si Ton a précipité la liqueur bien bouillante et qu'on Tait rapidement refroidie. Au moyen du robinet, on soutire alors 5oo cm* Si Ton n'a pas de ballon à robinet à sa disposition, on se sert d'un ballon ordinaire et on prélève les 5oo cm' à l'aide d'une pipette ou d'un siphon. La liqueur filtrée est additionnée d'ammoniaque et de phosphate de sodium* Toutes ces opérations exigt^nt à peu près deux heures* Le précipité de magnésie obtenu est comparé avec des précipités types conservés dans des flacons bien bouchés ; on peut encore le peser exactement. Cette façon de faire diminue de deux jours le temps nécessaire au dosafi^ce.

Fabricatioii» — Pour produire un bon ciment de Portland, il importe avant tout d'observer exactement les proportions respectives de matières premières qui ont été reconnues les plus avantag'euses, en tenant compte des produits naturels dont on dispose, de l'installation que l'on possède et de la marche de la cuissoui conditions qui varient d'une fabrique à l'autre. Il est par suite nécessaire de contrôler d'une façon permanente, la teneur en calcaire du mélange broyé. On y parvient en dosant volumétriquement le gaz carbonique, à l'aide des appareils de Baur ou de Dibtrich- FRriHLiTiG ou en titrant la chaux par l'acide chlorhydrique en excès et la sonde normale ou demi-normale. Les détails de ces méthodes ont été données pages 8 et suivantes.

La surveillance de la marche des fours s'effectue comme il a été dit pour la cuisson de la chaux. Pour assurer leur bon fonctionnement, il est bon d'examiner les produits de la combustion de temps à autre et de contrôler régulièrement le tirage et le degré de cuisson. On se sert pour cela des cônes de Seger et des indicateurs de tirage décrits en détail dans le chapitre consacré aux poteries. La cuisson du ciment s'effectue â une température notablement plus élevée que celle de la chaux ; elle correspond à la fusion des cônes de Seger n^^ 12 a 16, suivant la proportion de calcaire. Cette élévation température est due à la nécessité de vitrifier le mélange. Produit fabriqué. — Analyse chimique. — L'analyse du ciment de Portland a pour but principal de déterminer si sa composition est comprise entre les limites que l'expérience a fixées pour les ciments de qualité éprouvée. Ces limites sont à peu près les suivantes :

Silice et insoluble 18 a 26 p. 100.

Alumine 4 * 10 »

Oxvde de fer 2 » 4 »

Chaux 57 )) 66 »

Magnésie — » 5 »

Alcalis. ..••...• I 1 3 . ))

Acide sulfurique — » 2 »

La perte à la calcination dépasse rarement 3 p. 100. Comme éléments accessoires, on rencontre parfois de petites quantités de protoxyde de

CHAtlI, MORTIERS, CIMENTS ET PLATKB 29

inaDganëse et de sulfure dé calcium. Ce dernier provient de la réduction du sulfate de calcium par les produits d'une combustion incomplète.

L'analjsc du ciment s'efTectnant comme celle du calcaire, nous renverrons à celle-ci (p. 4 ^ 7)- 1^ dosage de l'acide sulfurique quine présente que peu d'importance pour la chaux est très utile dans le cas du ciment, car l'acide sulfurique ne provient pas seulement des matières premières et du soufre des combustibles ; il est souvent dû à l'addition intentiouDclIc de plâtre. Le plAtre, ajouté même en petites quantités, ralentit la prise du ciraent. Comme le ciment récemment fabriqué est le plus souvent 11 prise rapide et que le commerce demande surtout des ciments à prise lente, on modifie la durée de la prise au gré des consommateurs par l'addition de I à 1 p. 100 de plâtre. Une addition exaf^rce doit être soigneusement évitée car elle produit facilement le foisonnement ultérieur du ciment

qui est très redouté. Lors de l'analvse, il faut '

donc apporter un soin particulier an dosage de l'acide sulfurique.

Lors de la détermination de la perte à la calcioation, on obtient souvent des chiffres trop élevcs, une partie des alcalis se volatilisant par unchauffa^ trop intense. Pour éviter cet inconvénient, Wenk se sert du creuset représenté par la Kg-urc 7. Ce creuset est muni d'une espèce de

chapiteau, fermant hermétique ment, qui diriRc

les j^as chassés par la calcination dans un tufoc latéral. L'extrémité de ce tube est assez près de la flamme pour que la vapeur d'eau ne soit pas ,)„„ j^, cimcnu. condensée mais elle est assez froide pour produire la condensation des alcalis volatilisés. Pour éviter que les poussières alcalines déposées ne soient mécaniquement cnlrainécs, le tuhe latéral contient en outre un fil enroulé en spirale. J^es auali^ses comparatives publiées par l'auteur montrent que les résultats obtenus h l'aide d'un creuset ordinaire sont fortement entachés d'erreur '.

Pour permettre la comparaison de la composition trouvée pour le ciment avec celle d'échantillons types, on rapporte les résultats obtenus au ciment anhvdre et exempt d'acide carbonique. Il ne faudrait pas croire cependant que l'analyse d'un ciment de Portland permette de tirer des conclusions certaines sur sa qualité et sa valeur pratique. L'analyse ne peut fournir que des résultats négatifs, c'est-à-dire qu'elle permet seulement de reconnattre qu'un ciment ne sera pas de bonne qualité, en raison de sa composition. La preuve positive de la valeur pratique d'un ciment doit être fournie par les essais physiques qui possèdent par suite beaucoup plus d'importance que l'analyse.

Btmia physiques. — Les conditions de réception & imposer aux ciments

■ Tonindaflrieteilang. igo:>, p. 3.1g.

M âttAPltRE JEli

de Portland et les ibétbodes à employer pour les contrôler ont été fixées, en Allemagoe^ par l'Asaociatioa des fabricants de cimenta de Portland. Ces prescriptions ont été utilisées dans les autres pays pour l'établissement de rèfiples analog'ues. Avant de s'occuper de Tcssai des ciments, il importe de connaître exactement ces règles; tous les détails des méthodes d'essai doivent être ponctuellement observés, alors même qu'ils paraîtraient sans importatice, sous peine d'obtenir des résultats non comparables et par suite sans valeur. Nous commencerons donc par reproduire textuellement ces prescriptions.

Définition du ciment de Portland» — Le ciment de Portland est un produit obtenu par calcination jusqu'à vitrification d'un mélange intime de différentes substances, dont les éléments principaux sont des matières calcaires et argileuses, et qui est ensuite amené à l'état de poudre impalpable.

I. Emballage et poids. — En principe, le ciment de Portland doit être emballé dans des tonneaux pesant i8o kg. bruts et contenant environ 170 kg. nets ou en demi-tonneaux pesant 90 kg. bruts et environ 83 kg. nets. Le poids brut doit être indiqué sur les tonneaux. Lorsque le ciment est vendu en tonneaux d'un autre poids ou en sacs, leur poids brut doit èlre indic|iié eo caractères visibles sur l'emballage.

Les pertes par tamisage ou les MMes variations de poids accidentelles doivent être tolérées jusqu'à a p. 100. En plus de rîiidicaiion de poids, les tonneaux et les sacs doivent porter en caractères visibles Fc nom de la maison ou ta marque de fabrique.

Remarque : Dans l'intérêt des acheteurs et de la sûreté des affaires, l'adoption d'un poids uniforme est très désirable. Le poids est dç beaucoup le plus employé et qui prévaut presque exclusivement dans les transactions internationales est celui de 180 kgr. brut = 4oo livres anglaises.

IL Temps de prise, — Suivant la destination du ciment, on peut exiger qu'il soit à prise lente ou à prise rapide.

Les ciments sont dits à prise lente lorsqu'ils ne font prise qu'au bout de deux heures ou d'un temps plus long.

Remarque : Pour déterminer le temps de prise d'un ciment, on le mélange avec de l'eau, pendant 3 minutes, s'il est à prise lente, ou pendant 1 minute, s'il est à prise rapide, de façon à former une pâte ferme; cette pâte est étalée en une seule fois sur une plaque de verre de façon à former un gâteau d'environ i5 mm. d'épaisseur s^amincissant vers les bords, La fluidité de la bouillie de ciment servant à préparer ce gâteau est convenable lorsque la masse portée sur la plaque de verre à l'aide d'une spa^ tule ne s'étale vers les bords qu'après plusieurs cbocs ; il suffit en général d'employer de 27 à 3o p. 100 d'eau pour le gâchage '. Le ciment peut être considéré comme ayant fait prise, dès que le gâteau résiste à une légère' pression faite avec Tongle.

La détermination exacte du temps de prise et l'observation du commencement de la prise sont importantes pour les ciments à prise rapide, car

' 37 à 3o cm* d'eau pour 100 gr. de ciment de PorUaad.

CHAUX, MORttBRd^ CtMBKTS ET PLÀtAË 3(

le ciment doit être travaillé avant qu'il n*ait commencé à faire prise. On ae sert pour- cela d'une aiguille de Vicat dont la section cylindrique perpendiculaire à l'axe a une surface de i mm'. On pose sur une plaque de verre un anneau conique en ébonite ayant 4 *:ni. de hauteur et 7 cm. de diamètre intérieur moyen ; cet anneau est rempli de ciment gâché à la même fluidité que tout k l'heure (3oo gr. de ciment environ); on le place sons l'aiguille. Le commencement de la prise correspond à l'instant où l'aiguille ne peut plus traverser complètement le gâteau. Le temps quj s*écoule jusqu'au moment où l'aiguille ne laisse plus d'empreinte sensible sur le gâteau solidifié est le temps de prise.

La prise du ciment étant influencée par la température de l'air et celle de l'eau employée, il est à recommander, pour obtenir des résultats comparables, d'opérer avec de l'eau et dans une atmosphère marquant de t5 à 18*. Une température plus élevée accélère la prise, tandis qu'une tem« pérature plus basse la retarde.

Les ciments à prise lente ne doivent pas s'échauffer sensiblement pendant la prise, tandis que les ciments à prise tapide peuvent manifester une élévation de température sensible.

Le temps de prise des ciments de Portlaod augmente par une longue conservation, en même temps que leur pouvoir cohésif s'accroît lorsqu'ils sont conservés dans un endroit .sec, à labri de l'air. On croit généralement que la'qualité du ciment de Portland diminue par une longue conservation, mais cette opinion est erronée et la prescription qui vent qu'on ne fournisse que du produit frais doit disparaître des cahiers des charges.

IlL Constance de uolame. — Le ciment de Portland doit posséder un volume constant. L'essai décisif se pratique comme il suit : on prépare un gâtean sur une plaque de verre, on le met À Tabri de la dessiccation, puis ao bout de 24 heures on le place sous l'eau. Il ne doit se produire ni déformation, ni fendillement des bords, même après un long temps d'observation.

Remarque : L'essai est effectué avec les gâteaux de ciment confectionnés pour la détermination du temps de prise. Les ciments à prise lente sont placés sous l'eau après 24 heures, mais cependant pas avant que la prise ne soit effectuée. Les ciments à prise rapide peuvent être employés au bout d'un temps moins long. Les gâteau x^ surtout ceux de ciment k prise lente doivent ^tre préservés du contact de l'air et de la lumière directe du soleil, jusqu'à ce que la prise soit effectuée; on y parvient en les plaçant dans une botte couverte ou en les recouvrant de linges humides. On évite par ce moyen la formation des fentes de retrait, qui se produisent en gèoéral au milieu du gâtean et qu'un observateur inexpérimenté pourrait confondre avec des fentes de foisonnement.

Si le gâteau se déforme sons l'eau ou se fendille sur les bords, c'est la preuve certaine que le ciment foisonne, c'est-à-dire que la compacité obtenue tout d'abord est peu à peu détruite par une augmentation ultérieure de volume des grains de ciment. Cette désagrégation du gâteau peut être complète dans certains cas.

En i^ëiiéral, le foisonnement se manifeste déjà au bout de trois jours ; une observation prolong'ée pendant a8 jours est suffisante dans tous les cas.

IV. Finesse de broyage, — Le ciment de Portland doit être assez finement moulu pour laisser au plus lo p. loo de résidu par tamisagpe sur un tamis de 900 mailles au centimètre carré. Le diamètre des fils du tamis doit être égal à la moitié de la largeur des mailles.

Remarques et explications : Il faut employer 100 gr. de ciment pour chaque essai de tamisage.

Le ciment étant presque toujours employé additionné de sable, et sou— vent même d'une forte proportion, la résistance d'un mortier est d'autant plus grande que le ciment qui a servi à le fabriquer a été plus finemen^ broyé car le nombre de particules dont les propriétés adhésives sont utilisées est alors plus grand. Il est donc indiqué de déterminer la finesse des grains par tamisage dans les conditions mentionnées.

Mais il serait complètement erroné de vouloir juger de la qualité d'un ciment d'après sa finesse seule, car les ciments tendres, de qualité ordinaire, se rencontrent beaucoup plus souvent très finement broyés que les bons ciments fortement cuits. Ces derniers possèdent en général un pouvoir de cohésion plus grand que les autres, alors même qu'ils sont plus ci^rossi6rement broyés. Si le ciment doit être employé en mélange avec de la chaux, il est à recommander de se servir de ciment fortement cuit et très finement pulvérisé : l'augmentation des frais de fabrication du mortier sera compensée par la grande amélioration obtenue.

V. Essais de résistanee. — Le pouvoir de cohésion du ciment de Portland doit être déterminé par l'essai d'un mélange de ciment et de sable. Les essais de résistance à la traction et à l'écrasement doivent s'effectuer suivant un procédé défini, en opérant sur des éprouvettes de même forme et de même section et avec les mêmes appareils. Il est bon de déterminer aussi la résistance du ciment pur.

Les essais de traction s'effectuent sur des éprouvettes dont la section de rupture a 5 cm^, les essais d'écrasement sur des cubes de 5o cm* de surface.

Remarque : L'expérience a appris que la résistance du ciment non additionné de sable n'est pas en rapport constant avec celle du ciment mélangé de sable, surtout lorsqu'il s'agit de ciments provenant de fabriques diverses. Il est donc nécessaire d'opérer sur des mélanges de ciment et de sable.

L'essai du ciment pur est cependant à recommander, lorsqu'il s'agit de comparer des ciments de Portland avec des ciments mixtes ou d'autres produits hydrauliques, car dans ces conditions la résistance propre, qui est la qualité particulière du ciment de Portland et qui fait défaut aux autres produits hydrauliques, apparaît plus nettement que dans les essais avec du sable.

Bien que le rapport entre la résistance à l'écrasement et la résistance à a traction soit vari<nhle pour les différents produits hydrauliques, on

apprécie souvent ces produits en se basant uniquement sur leur résistance à la traction. Cette manière de faire conduit à une appréciation inexacte. Comme c*est surtout la résistance à l'écrasement des mortiers qui est uti. Usée en pratique, l'essai de résistance décisif ne peut être queTessai d*écrasement.

Pour assurer la comparabilité des essais, il est recommandé de se servir des modèles d'appareils en usafiÇ'e à l'Office d'essais des matériaux de Grossi ichterfel de- West, près Berlin.

VI. Résistance à la traction et à ^écrasement. — Dans le cas des ciments à prise lente, les éprouvettes préparées avec 3 parties de sable normal pour i partie de ciment et abandonnées au durcissement pendant pendant a8 jours (i jour à Tair et 27 jours sous Teau) doivent présenter une résistance minima à la traction de 16 kg*, par centimètre carré. La résistance à l'écrasement doit être d*au moins 160 kg. par centimètre carré.

Pour les ciments à prise rapide, la résistance au bout de 28 jours est Généralement inférieure aux chiffres ci-dessus indiqués. L'indication des chiffres de résistance doit toujours être accompagnée de celle du temps de prise.

Remarques et explications : Comme le pouvoir de cohésion des divers ciments pour le sable peut être très différent, l'addition d'une forte proportion de sable est absolument nécessaire, surtout lorsqu'il s'agit de comparer plusieurs ciments. Le rapport qui a été reconnu le plus favorable et qui est adopté est celui de 3 parties de sable pour i partie de ciment (on poids).

Le ciment qui possède une résistance à la traction ou à l'écrasement plus élevée permet dans de nombreux cas l'emploi d'une proportion de sable plus gfrande. Considéré à ce point de vue, le ciment mérite d'être payé plus cher, plus-value qui est souvent déjà indiquée par sa résistance plus grande à égale proportion de sable.

L*essai de résistance décisif est l'essai d'écrasement au bout de 28 jours • avant que ce délai ne soit écoulé, le pouvoir de cohésion n'est pas assez développé pour permettre la comparaison de divers ciments. C'est ainsi que divers ciments peuvent fournir les mêmes résultats aux essais de résistance après 28 jours, tandis qu'ils présentent encore des différences notables au boiit de 7 jours.

L'essai de traction après 28 jours sert de contrôle pour la marchandise fournie. Si l'on voulait effectuer l'essai au bout de 7 jours seulement, on pourrait le faire après avoir établi par un essai préalable le rapport existant entre la résistance du même ciment après 7 jours et après 28 jours* Cet essai préliminaire peut aussi s'effectuer avec du ciment pur, quand on a établi le rapport existant entre la résistance du ciment pur au bout de 7 jours et celle du ciment additionné de 3 parties de sable au bout de 28 jours.

Toutes les fois que cela est possible, il est bon d'étendre la série des e$sais sur une longue période de temps en opérant sur des éprouvettes J. PosT. — Analyse chimique, a» édil. fr., t. II. 3

34 CHAPtrnB xtjc

confectioDnées à l'avance. On a ainsi des données sur raititude des divers ciments pendant une durée de conservation prolongée.

Pour obtenir des résultats concordants, on doit se servir partout de sable de même grosseur de grains et de môme nature. On obtient ce sable normal en lavant du sable quartzeux aussi pur que possible ; après Tavoir séché, on sépare les parties les plus grosses à Taide d'un tamis à 60 mailles et les parties trop fines à Taide d'un tamis à 120 mailles (par centimètre carré). Le diamètre des fils des tamis doit être respectivement 0,38 et 0,32 mm.

Comme tous les sables quartzeux traités de la même façon ne donnent pas la même résistance, il est nécessaire de s'assurer si le sable normal dont on dispose fournit des résultats concordants avec ceux que donne le sable normal préparé sous le contrôle de TAssociation des fabricants allemands de ciment de Portland. Ce sable est aussi employé par TOffice d'essai des matériaux de Grossiichterfelde-West, près Berlin ^

Description des essais pour la détermination de la résistance à la traction et à la compression, — Comme il est nécessaire que l'essai d'un même ciment par différents expérimentateurs fournisse des résultats concordants, il importe d'observer exactement les règles indiquées dans ce qui suit.

Pour obtenir des nombres moyens exacts, il faut confectionner au moins 10 éprouvettes pour chaque essai.

a) Mélange du mortier, — Le mélange du mortier composé d'une partie en poids de ciment pour trois parties de sable doit être effectué comme suit, au moyen du mélangeur construit par Steinbruck et Sgiiublzer : 5oo gr. de ciment et i5oogr. de sable sec sont d'abord mélangés à sec dans une terrine avec une cuillère légère. On ajoute au mélange la quantité d'eau préalablement déterminée. La masse humide est mélangée de nouveau pendant une demi-minute, puis régulièrement répartie dans le mélangeur à mortier et malaxée par 20 rotations de l'auge annulaire.

b) Détermination de la quantité d'eau nécessaire*, -La détermination de la quantité d'eau à ajouter au mortier normal s'effectue de la façon suivante, en se servant d'un moule cubique.

Le mélange sec de sable et de ciment est d'abord humecté avec 160 gn d'eau (8 p. 100) dans un premier essai ; si cela est nécessaire, on fait un second essai avec 200 cm' (10 p. 100), puis on effectue le mélange dans le malaxeur, comme il a été décrit.

Le moule servant à la fabrication des cubes (fig. 10) est surmonté d'un cadre dont le bord inférieur porte deux rainures.

On introduit 860 gr. de mortier confectionné dans ce moule, puis on soumet la masse à i5o coups frappés par Tappareilà marteaux de Bœume< C'est la manière dont se comporte le mortier pendant ce battage qui per*

* Le sable normal est fourni en sacs de 5o kgr., plombés par l'office d'essai des malcriaux, par l'intermédiaire du laboratoire pour les industries de l'argile de H. Seoir et A. Cramer.

« Voir page 4?» première partie.

CbADk, HORTlkRS, CiMBNts ET PLATRB

oliservant le

tnel de jagir qoelte est la proportion d'eau qui @fl rapproche le plus <Ia chiffre exact. La quantité d'eau est bien choisie lorsque la bouillie de ciment conimeDce à s'échapper par l'une des deux rainures entre le go"' et le 1 10"* coup. La moyenne de trois ^prouvettes confectionnées avec la mâme quantité d'eau est décisive et sert aussi bien pour Iça éprouvettes de traction que pour celles d'écrasement.

Lorsque les moules sont secs, la sortie de l'eau est plus lente que lar»qu'ils ont déjà servi ; l'essai est par suite incertain lorsque le cadre est emplové pour la première fois.

Il n'est pas exact de déterminer la quantité dVau i moment où la bouillie ressort lors de la préparation des éprouvettes du traction.

c) Préparation des éprouvettes dressai. — La confection des éprouvettes de morlier normal destiaées aux essais de traction et d'écrasement doit s'effectuer comme suit :

Od introduit i8o gr. de mortier préparé suivant les instructions qui précédent dans un moule en 8, s'il s'açrit d'éprouvettes de traction ou 860 gr. s'il s'agit d'éprouvettes d'écrasement. Ces moules remplis sont battus de i5o coups â l'aide de l'appareil k marteaux de BaHMB.

La quantité de mortier fournie par 5oo gr. de ciment et i.Soogr. de sable normal est suffisante pour confectionner deux éprouvettes de traction et deux éprouvettes d'écrasement.

Les moules remplis sont posés sur une surface non poreuse dans une botte fermée dont l'almo* sphjre est maintenue humide. Les éprouvettes de traction sont démoulées au bout d'une demiheupc environ, celles d'écrasement au bout de 30 heures ; 24 heures après leur confection, les éprouvettes sont sorties des boites et plongées dans ciment. de l'eau à I&-|8^ d'où elles ne doivent être sorties que juste au moment de l'essai.

Conjtction des éproaoeiUs de ciment par. — On huile légèrement les faces inlérieures des moules, puis on les place sur une plaque métallique. On peso ensuite 1.000 gr. de ciment, on ajoute aoo gr. d'eau puis on malaxe U masse pendant 5 minutes, de préférence avec un pilon. On remplit alors le moule, de fa{on que la surface supérieure soit fortement bombée, en mettant de cAté le cadre supérieur- Le mortier qui dépasse est ensuite battu, d'abord légèrement et par cùté puis de plus en plus fort à mesure qu'il pénétre dons le moule, jusqu'à ce qu'il devienne élastique et que l'eau ressorte à sa surface. On frappe au moyen 'l'une spatule de 5 cm. sur 8 de surface et 35 cm. de longueur, pesant ^bo gr. dans le cas des éprouvettesdeIraclioB et i.i5ogr. pour les éprouvettes d'écrasement.

Ftg. 10. — Moula «ndeux

parlits pour !■ ronrectioii des cubes de

La surface du cimeat est eosuile lissée et les éprouveltes sont traitées comme il est indiqué en c.

Comme le battsj^e du ciment pur doit fouroir des éprauvetlesde même compacité, l'addition d'eau doit éiro convenablement augmentée si le ciment est très fin ou prompt. La quantité d'eau omployc^e doit toujours élre indiquée lorsqu'on i-elatcles chiffres de résistance.

Traitement des éprouoetles lors des essnis. — Toutes les éprouveltes sont essayées dûs qu'elles sortent de l'eau. Comme le temps cmplové pour produire la rupture exerce une inlIueDce sur le résultat, raut^mciilatiou de chai^ pendant l'essai de traction doit être de looçr. par seconde. L.i résistance à la traction dcKnitivc est la moyenne de lo essais. Pour obtenir des résultats comparables lorsdescssaisd'écrasoment, la pression doit tonjours être exercée sur deux faces latérales du cube, jamais sur le fond et la

partie supérieure travaillée. Le résultat définitif est la moyenne de lo essais.

Telles sont les prescriptions en vig-ueur en Allcmag-nc pour les essais de ciment. Les conventions adoptées dans les autres pays reposent sur les m^mcs bases mais différent par certaines particularités dont l'indication nous entraEneralltrop loin.[Voy.à la fin de ce cbapitre les conditions exi- ^'cs en France pour le ciment destiné à des travaux publics.] Par contre, ces pi-escri plions nécessitent quelques explications et développements que nous allons donner dans ce qui suit.

Relativement à la définition du ciment de Portiand, d'autres rédactions ont été proposées' ; la modification la plus importante est celle qui précise que seul un produit homogène et non un mélange de différentes substances peut Ûtre désigné sous le nom de ciment de Portiand.

En ce qui concerne les appareils d'essai dont il est question dans les prescriptions, nous devons donner les détails suivants.

CHAUX, HOHTIBIIS, CIMENTS BT PLATRB 37

L'aiguille de Viut nécessaire pour la détermination dn temps de prise ost représentée par la figure 1 1 . L'anneau en ébonite a est posé sur la plaque de verre b, puis rempli de 3oo ^r. de ciment gâché et placé sous la lige r. qui pèse 3oo gr. et qui porte k sa partie inférieure une aiguille en .icicr dont la section droite a i millimètre carrô.

Pour mesurer l'élévatioD de température qui accompaj^ne la prise du ciment, on se sert d'un thermomètre ù maxima, dont le réservoir k mercure est fortement rétréci en bas et par suite facile à enfoncer dans le ciment. Ce thermomètre (fig. la) étant divisé en cinquièmes de deçrés permet la lecture facile en dixièmes de degré ; il doit être observé pendant toute la durée de la prise.

Pour rexccution de l'essai de constance de volume (111), il est important que les gâteaux aient été conservés dans les conditions prescrites. Le plus silr est d'emplojer une caisse en bois revêtue intérieurement de zinc et dont le fond est muni de liteaux, sur lesquels on place les plaques portant les gâteaux. Le couvercle de la caisse est garni d'un feutre épais que l'on maintient constamment humide,afin que l'air de la caisse soit toujours saturé devapcurd'eauetqu'ilne puisse se former de fentes de retrait. Les fentes dues â un inégal retrait des gAteaux peuvent être facilement prises par un observatt'ur inexpérimenté pour les fentes de foisonnement. Elles se distinguent cependant nettement de ces dernières, car elles sont toujours plus „ .,

, . . , ,- , Fig. iH. —Doublp tamis

OU moins circulaires ou en spirale tandis que les po„r iVsssi des cifentes de foisonnement apparaissent sur les bords meina. ou se répandent en forme de réseau sur tout le

gâteau ; lorsque 1c foisonnement est grand, elles provoquent la désagrégation complète du gAtcau. Il n'est pas à recommander de recouvrir les éprouvettes d'un linge humide, car elles peuvent être facilement abîmées lorsqu'elles sont fraîchement préparées.

L'essai de la finesse de broyage (IV) peut s'effectuer avec, un simple tamis carré. L'important est que la largeur des mailles do ce tamis corresponde exactement aux dimensions fixées, ce dont on ne peutétresûr que s'il provient d'une maison réputée On ne se contente pas seulement de déterminer le résidu restant sur le tamis de 900 mailles, on recueille aussi celui qui reste sur un tamis de 5. 000 mailles {au centimètre carré). L'importance de ce dernier permet souvent de mieux juj^er de la valeur du ciment. Un ciment de bonne qualité commerciale ne laisse environ que 5 p. 100 de résidu sur le tamis de 900 mailles et 35 p. 100 sur celui de 5.000 mailles, c'est-à-dire qu'il contient à peu près 70 p. 100 de poudre exirémeat fine.

Si l'on a souvent des essais de ciment à faire, on se sert pour le tamisage d'une botte métallique ronde représentée par la figure i3. Cette hotte possède un couvercle et un fond mobiles. Une seule manipulation permet de déterminer les résidus restant sur les tamis de 900 et de 5. 000 mailles.

38 CNAPrriiH xix

La quaolité de ciment à employer pour l'csui est égvlemont de loo gr. Pour obtenir des résultats etaCta, il Taul agiter la bolic pendant in minutes. Le point délicat de i'euai des ciments réside dans la préparation exacte des Éprouvcttes de résistance. Si l'on ne suit pas exactement les

Fig, l4. — Ap|lsrcil de Slciabrflck e( Schoiclzer pour le mclange dci morliera ; coupe longitudinale cl Tue cjiltricure.

prescriptions données, on obtient des indications erronées sur la valeur du ciment.

Les figures i^ et i5 représentent d'une faQOD schëmaliquo l'appareil de STENKBnuGK et ScHHELZBR pour le mélang:e des mortiers. Le mortier est pressé et malaxé dansl'aug^e circulaires par le rouleau /v, qui tourne dans

FigiB. —Appareil de Steinbrûrk et Schmelzer ; conpe trinsvertale.

le même sens que l'auj^c, mai.v avec une vitesse difTérente. Les deux rdcloirs m ol nie ramassent et le retournent. Le râcloîr du cylindre w n'est pas indiqué sur la figure. Les rdcloirs peuvent êtH soulevées en mfime temps au moyen du levier A. Le rouleau w est aussi porté par un axe articulé qui permet de le soulever. Grâce à ces dispositions, il est facile d'enlever le mortier et de nettoyer l'appareil. La commande s'effec-

CHAUX, MORTIERS, CtMBNTS BT PLATRE

tue par des engrenages, que Ton fait tourner à la main à Taide d'une manivelle ou mécaniquement par l'intermédiaire d'une poulie et d'une courroie. Dans ce dernier cas, le dispositif d'embrayage doit être établi de telle façon que l'appareil puisse être arrêté instantanément dés qu'il a fait le nombre de tours prescrits. Sa vitesse doit être telle que l'auge fasse, en pleine marche, 8 tours par minute.

La figure i6 reproduit en grandeur naturelle la forme des éprouvettes de traction. Au point le plus étroit^ la largeur est de 2 cm. a5, la surface de section de 5 cm*. En cas de contestation, les résultats décisifs sont ceux que fournissent les éprouvettes préparées à Pâide de l'appareil de Boehme. La figure 17 représente cet appareil. Les dents a ménagées sur la roue b et au nombre de dix commandent un compteur automatique, peu visible sur la figure^ eu relation avec le volant c. Lorsque la roue 6 a fait i5 tours et que le marteau a frappé i5o coups, le compteur est dans une position telle qu'un évidement ménagé sur son pourtour vient au dessus de l'extrémité du levier d'arrêt e. Celui-ci tombe et débraie la poulie de commande/. Pour remettre l'appareil en marche, on place le marteau g verticalement puis on tourne le levier h vers la gauche, ju8qu*à ce qu'il soit horizontal. Le levier d'arrêt e se trouve ainsi soulevé et le mouvement du volant et du compteur devient libre. On fait alors tourner le volant c vers la droite jusqu'à ce qu'une goupille placée sur sa face postérieure se trouve en face d'une goupille semblable fixée sur coussinet. Le levier h est alors remis dans la position verticale et le marteau abaissé.

La mise en marche s'effectue en appuyant sur le bouton i\ jusqu'à ce que celui-ci vienne en contact avec le levier qui provoque l'embrayage de l'accouplement. Le marteau commence aussitôt à travailler ; dés qu'il a frappé i5o coups, la poulie/ est de nouveau désembrayée par la chute du levier e.

Lorsqu'on a un grand nombre d'éprouvettes à préparer, on emploie un appareil multiple représenté par la figure 18. La manivelle ou la poulie doit faire un tour toutes les deux secondes. L'appareil à marteau doit être installé sur de solides fondations en maçonnerie, de façon à éviter toute vibration pendant le battage, lesquelles influenceraient la résistance de l'éprouvette.

Fig. 16. — Forme des éprouvettes de traction (grandeur naturelle).

40 CtlAPITBB XIX

Le dispositifde Mahtens sci'vaiit à maintenir les éprouvetles pendant le battage est représenté par les figures 19 et ao. il se compose essentiellement de deux colonnes, portant supérieurement les manchons C ; ceux-ci sont pourvus A leurs deux extrémités des noz N' et N', A l'inlcricur des

Fif , 17.— Appareil i marlesu de Boehme.

mandions est disposé un ressort qui soulève ces derniers, lorsque la vis est desserrée. Une rotation du manchon de 180" permet d'amoner le nez N' ou le nez N^ à l'intérieur. La figure 19 montre lo nez N' tourné vers l'intérieur, afin dejmainlenir les moules dos éprouvettes destinées aux

essais de traction. Dans la figure ao, c'est le moule des éprouveties pour les essais d'écrasement qui est maintenu par le nez N' tourni^ vers l'inté-

En Suisse et en Aulriclio, la préparation des dprouveltes ne s'elFectue pas au moyen de l'appareil de BoEfrME, mai.s ù l'aide de celui de Klrbr

(fig*. 2i). Cet appareil permet de réfj^lcr la hauteur de chute du marteau à

^j ou 5o cm. Dans ce but, deux portions d'anneaux de 35 cm. cliacun do

Fis. lo. — DisposiliF de Msrtens pour l> fixiLion d«s mniilcg drs cproitvellcR loni^Deur, sont vUsi^ea sur la périphérie île la poulie soulevant le marteau.

42 CSANTRB XIX

Quand on veut limiter i aS cm. la course de celui-ci, on dévisse l'une des portions d'anneau. L'appareil est livré avec deux marteaux pesant respectivement a et 3 kçr.

D'après les prescriptions en vigueur en Autriche et en Suisse, les éprouvettes cubiques destioi^es aux essais d'écrasement doivent recevoir i5o coups d'un marteau pesant 3 kgr. et tombant de 5o cm,, tandis que les ^pronvelles de traction ne reçoivent que iso coups d'un marteau

Fie:. 31. — Appareil de KItbe pour la prcparilion des éprouveUe* de oimcnl.

pesant a k^r. et tombant de 25 cm. Celte manière de procéder a pour but d'obtenir des éprouvctles de mfmc compacité .

Lorsqu'il s'agit de mettre l'appareil en marche, on commence permettre en place le marteau nécessaire et pftr rétrlâi* lo hauteur de chute, puis on amène au zéro le compteur et le dispositif de dèbrayaf;ru. Dans ce but, on commence par faire tourner la pplilc roue dcnti^u supérieure o, jusqu'à ce que li' ressort à Inme qui frotte sur elle se trouve pris entre deux dents. On tourne ensuite la roue AT, jusqu'à ce que le nombre de coups à frapper ( 130 ou i3o) vienne se placer au dessous de l'aiguille métallique. Le moule D contenant la quantité nécessaire de mortier étant fixé sur la plaque de base de l'appareil à l'aide des mAchoiresF, onfaittomberle marteau, puis

CHAUX, MORTlKRSi ClMKNTS BT PLATRB 48

on met l'appareil en marche aoit à Taide du volant H» soit à l'aide d'un moteur portant une poulie et un dèbrayag^e pour la courroie. Lorsque la hauteur de chute est de 5o cm. on peut frapper environ 4o coups par minute ; ce chiffre peut être porté à 60, quand la hauteur est réduite à 23 cm. La vitesse employée ne doit pas être trop grande, afin que la chute du marteau ait le temps de se produire.

Pour déterminer la quantité d*eau qu'il convient d'employer pour le ficâchage du ciment ', on peut se servir comme repère de la méthode de BuRCHARTz. Un poids connu de ciment étant introduit dans un vase con«> venable, on lui ajoute de l'eau contenue dans une éprouvette graduée jusqu'à ce que la bouillie bien agitée prenne la consistance d'un sirop, c'est-â-dire qu'elle s'étire en longs fils minces lorsqu'on la laisse écouler de la cuillère qui la contient, sans former de grumeaux. En général, la proportion d'eau nécessaire pour obtenir ce résultat avec le oiment de Portiand varie entre 3a et 38 p. 100 en poids ; il est rare qu'elle soit en dehors de ces limites. Avec un peu d'expérience, la proportion d'eau nécessaire peut être déterminée à t p. 100 et même o,5 p. 100 près.

Si le ciment exige n p. 100 d'eau pour arriver à cette consistance

sirupeuse, la quantité d'eau nécessaire pour gâcher un ciment à prise

lente est de :

« . n + I Eprouvettes en ciment pur ;

/i + 3 Mortier (i p. ciment + 3 p. sable) — t •

Pour un ciment à prise rapide, la quantité d'eau est de :

„ n + a Eprouvettes en ciment pur ;

/i "^ 6 Mortier (1 p. ciment + 3 p. sable) -

Dans la plupart des cas, l'application des formules de Burchartz aux ciments normaux permet de trouver la quantité d'eau exacte à ajouter. Elle peut varier entre 16 et t g p. 1 00 ; on la contrôle par battage de quelques eprouvettes. Lorsque l'addition d'eau est convenable, celle-ci appa^ rattàla surface de Téprouvette et le mortier de ciment doit être parfaite^ ment plastique.

D'après les prescriptions reproduites plus haut^ dans tous les cas douteux, les résultats décisifs sont fournis par les eprouvettes confectionnées mécaniquement. Cependant, les ciments très rapides ne peuvent être battus à la machine, même lorsqu'ils sont mélangés de trois parties de sable, et il est nécessaire dans ce cas d'avoir recours au travail à la main.

Pour battre à la main les eprouvettes do mortier de ciment a prise très rapide, on se sert d*un moule en deux parties assemblées par un ressort (lig. sa) ou des moules appartenant à l'appareil à marteau (fig. 19).

* Voiraassi p. 38.

Pour confectionner les éprouvettes, on place sur une plaque de fonte rabotée de 3o X 20 X ^ cm., reposant sur une table solide, cinq feuilles de papier buvard imbibées d'eau et sur celles-ci cinq moules humectés d'eau (fig'. 22). Si l'on se sert des moules de Tappareil à marteau, on les visse solidement sur leur plaque de base, puis on les place sur la plaque de fonte. Le battage s'effectue comme il a été prescrit pour les éprouvettes en ciment pur.

Le battag'e à la main présente l'inconvénient de fournir des éprouvettes de densité variable suivant la force musculaire de l'opérateur. Toutes les fois que cela est possible, on doit donc avoir recours à l'appareil à marteau. Si le battag'e à la main ne peut être évité, on doit déterminer la densité des éprouvettes préparées, afin de pouvoir apprécier exactement les résultats des essais de résistance, car un môme ciment fournit des résultats plus élevés, si les éprouvettes sont plus denses que si elles le sont moins.

La détermination de la densité s'effectue à Taide de la méthode indiquée pour établir la porosité des poteries, laquelle sera décrite dans le chapitre suivant.

Pour déterminer la résistance à la traction (VI) des éprouvettes, on se sert de l'appareil représenté par la figure 28. Cet appareil est composé de deux leviers, qui multiplient l'effort exercé en / l'un par 5 et l'autre par 10, soit au total par 5o. On l'utilise comme il suit : L'appareil étant monté comme le représente la figure, et le support du seau / étant en place (mais non le seau p. ». M 1 ^)» ^" commence par l'équilibrer en avançant ou

dcmoniable. reculant le poids k. L'équilibre est- obtenu lorsque

la partie supérieure du levier a est au niveau du trait tracé sur la tige h fixée sur le support. On suspend alors le seau c au crochet / et Ton glisse l'éprouvette de ciment entre les mâchoires d eie: les extrémités de ces mâchoires doivent se trouver dans des plans parallèles et horizontaux. Les surfaces intérieures des mâchoires sont arrondies de telle façon qu'elles ne saisissent l'éprouvette qu'en un point, au milieu des surfaces latérales. L'appareil servant à l'écou lement de la grenaille de plomb est ensuite approché du seau, comme l'indique la figure. En tournant le volant/, on tend le système de levier de façon à faire monter le seau autant que possible derrière le bec //, par lequel s'écoule la grenaille de plomb. La vis doit être souvent graissée, afin que la rotation du volant/ soit facile et régulière.

On soulève ensuite le registre qui intercepte l'écoulement de la grenaille, jusqu'à ce que la dent n du levier d'arrêt pénètre dans l'entaille de la tringle m ; le registre est ainsi maintenu dans une position fixe et la grenaille s'écoule en un courant régulier. La charge du seau aufi'mente peu à peu et à l'instant précis où la rupture de l'éprouvette se produit le seau tombe sur la dent n qui arrête automatiquement l'écoulement, en fermant le registre. De petites plaques de cuir/) atténuent le choc violent subi par le système de leviers au moment de la rupture.

CHAUX, NOHTIERS, CIMENTS ET PLATHB 45

L'écoulemeDt de la jt^aaille est régulé pour qu'il s'écoule loo p;r. de plomb par seconde. Celte vitesse d'écoulemeot doit être contrâléc de temps à autre k l'aide d'une montre. Le cas échéant, on la fait varier en levant ou abaissant une petite plaque mobile A laide d'une vis. Le poids (lu s«au et de son contenu est déterminé sur une balance ordinaire. Comme la charge est multipliée 5o fois et que la sectioD de l'éprouvcttc est «le 5 cm*, le poids trouvé, è.tprimé en kilogrammes, doit Cire multiplié par lo pour obtenir la chaire de rupture en kilogrammes par centimètre carré. Si ce poids est, par exemple, de 1785 ^r., la résistance à la traclion est de 1,735 X 10= »7 kif. 3ô par centimètre carré.

Si l'on désire éviter la pesée de la grenaille, ou se sert de Vappareil de ScBEPPEft, dans lequel l'elTort exercé est mesuré par l'allon^emenl d'un ressort à spirale. La figure a^ montre l'appareil en élévation, tandis que la fig-ure a5 représente le mécanisme intérieur. Il se compose de deux leviers

Fis. ^3. — Appareil pour la djicrminalîoa de la résistance ù la traclioii

a et A reposant sur des couteaux, qui saisissent d'une part le ressort ù spiralc^et de l'autre les mAchoires d et l'éprouvetle interposée entre elles. Kn tournant le petit volant y, on fait descendre la milclmirc inférieure et on exerce une traction sur réprouvctte. Une fraclion déterminée de cet effort est transmise au ressort à spirale qui s'allonge d'une certaine longueur; c'esL ce(l« longueur qui donue la mesure de l'effort exercé. Cet allongement est transmis â l'aiguille h par l'articulation A- et le segment denté i. Au moment de la rupture de l'éprouvettc, l'aiguille est maintenue dans sa position par le levier excentrique/}. En même temps, le cli. quel m vient s'engager dans les dents de la crémaillère « et s'oppo.se au retour en arriére des leviers. La lecture du cadran indique directement la résistance à la traction en kilogrammes par centimètre carré. Lorsque la lecture est faite, on dégage le cliquet m en soulevant le tringle c, de façon à rendre aux leviers leur liberté de mouvement puis on ramène l'aiguille au zéro en appuyant sur la tringle s. Pour pouvoir ramener rapidement

la mâchoire

CBAfITIiB XIX

iaférieurG à''hauteur conveDahle lorsque l'essai est tcrmip^t on tire lëgéramcot la trinylc o et l'on élive la mâchoire à l'aide du volant w.

Le mécanisme »t renfermé dans une botte close, qui le protège de la poussière. Au lieu de l'aclionner à la main, on peut le commander par une petite turbine ou un moteur analogue. Le coDtrdlo de l'appareil ou du ressort s'elFectue simplement en suspeudaut directement des poids à la mâchoire inférieure.

[Dans l'appareil construit par BuiONET pour les es.sais par traclion, l'efTort est donné par la graduation d'un tube manométrique à mercure. Cet appareil, qui n'est que peu employé dans l'industrie, a l'avantage de produire un effort de traction croissant doucement et sans secousses. On obtient le même résultat à l'aide du dispositif imafçiné par GuiLLorfrères et qui est représenté par la ligure 36. Avec cet appareil, l'essai est elTeclué de la manière suivante ; L'éprouvetley ayant été placée comme le montre la figure, on remonte la partie inférieure du vase a, rempli d'eau, au-dessus du niveau infërieur dm vase b, puis on équilibre le levier cd sur la ligne ef, marquée sur la tige g, par le poida A. On tend ensuite sans tirage l'éprouvetle j, dont la section kl doit être de o m* o5, au moyen de la via m, et on ouvre le robinet n.

L'eau s'écoule aloni du vnsa a dans le vase b par les tuyaux en caoulcbouc 0,0.

L'eau pënétratildans levaseé pèse sur les leviers et les fait manœuvrer dans le sens des flèches. Dèa que

£tiAU^, MOhTIVRS, CrMBl«T8 BT t>LÂTIIB

la cassure de réproavetto a lieu à la aactiop W, ou fsrma le robjpet n. Le niveau où s'est arrêté le liquide dans le vase a doane, sur le tableau p, le poids qui a produit la rupture : ep x, le poids par canlimètro carré et en g le poids pour 5 cm'. Si le poids total du liquide du vsse a n'occasionne pas la cassure de l'éprouvctle, on recommence l'essai, en plaçant sur le plateau rs un poids de i kg-., 3 kg-, ou 3 kg., qui se traduira par lo, 30 ou 3o kg. sur l'échelle x et par 5o, 100 ou i5o kg. sur l'échelle g].

La coaonissance de la ré$islance à Cécrasement est beaucoup plus importante que celle de la résistance à la traction, car eu réalité le ciment

Fig. 16. — Appareil de Guillot.

travaille presqu'exclusivemont en compression. Pour la déterminer, on se sert de la presse hjrdraulique AHSLBn-LAPFON (flg-, 97). Bien que cette presse permette d'effectuer un effort maximum de 3o touoes, la pression est réduite de telle façon par un système de pistons qu'elle peut être lue sur une colonne de mercure, de hauteur commode. Le piston est md par l'inlennédiaire d'un Irain d'engrenages et d'une manivelle. Il est exactement rade dans le cylindre dans lequel il se meut et plong-e dans l'huile épaisse sans iatermédiaire de cuir embouti. Le frottement du piston est ainsi pTesqae complètement évité et son jeu est très facile. Le piston porte à sa

i8 cHAPirnB XIX

partie supérieure une articulation sphérique mobile en tous sens ; le pla. teau supËricur est mobile à l'aide d'un volant, si bien qu'on peut presser des corps de toute hauteur sans avoir à faire faire au pistou une lonçue course inutile. Les divisions du manomètre à mercure indiquent directetement la charg:p toUle de rupture et la rësislance à l'écrasement rapportée à I cm' de surface prcsst*e, à la condition d'employer des ëprouveltes ayant 5o cm' de surface.

La pression maxima que l'on puisse produire est de So.ooo kg-. Nous ne décrirons pas ici eu dclail la construction de la presse et ips précautions qu'exigr sod emploi car une instruction précise accompag-ne l'appareil au moment de sa livraison.

L'essai des ciments au point de vue de leur constance de volume présente une grande importance et il est souvent nécessaire d'être Kxé sur ce point dans un délai plus court que celui qui est nécessaire â l'exécution de la méthode d'essai officielle. On a par suite proposé une série d'autres procédés plus rapides parmi lesquels nous décrironH les suivants :

i" L'essai â l'étuve consiste à chauffer les g&Ieaux ordinaires pendant i heures à une tempéra-

ture de i6o il iSi

; on peut aussi

opérer le chaufTa^e sur une plaque de fer. Les gâteaux ne doivent pas se déformer, ni présenter de fentes sur les bords ou dans la masse ; Kiç. .j. - Pr«s^hydrauliquc Amsl.r- 2» L'essai précédent peut être

rendu plus probant en évaporant simultanément un peu d'eau dans l'étuve. Les g&teaux de ciment sont d'abord pénétrés par la vapeur d'eau et séjournent ensuite pendant toute la durée de l'essai, qui doit être de 4 ou 5 heures, dans une atmosphère chaude et humide.

3" L'essai de Heintzel consiste k façonner dans les mains une boule de 5 à C cm. de diamètre avec du ciment gâché avec pou d'eau. Cette boule est chauffée pendant trois heures sur une plaque de fer deiaà i5 cm. de diamètre, par la flamme directe d'un bec de Bunsen. On observe alors s'il s'est formé des fentes ducs au foisonnement.

CHAUX, MORTlËtlS, CIMENTS Et PLATRE

4* Essai de Michaêlis. — Les gâteaux de ciment préparés à la façon ordinaire sont placés, après que la prise est effectuée, dans un récipient plein d'eau froide, que Ton porte lentement à l'ébullition. L'ébullition est prolongée pendant trois heures, le récipient étant couvert. Les mauvais ciments se réduisent en bouillie sans consistance, tandis que les moyens se déforment et se sillonnent de fentes sur leurs bords. Les bons ciments de Portland ne sont pas altérés par Tébullition, ils acquièrent au contraire une dureté remarquable.

5* Essai de Maclay, — Cet essai porte sur six gâteaux que Ton éprouve différemment. Aussitôt après sa préparation, sans attendre que la prise soit effectuée, on introduit le premier dans un bain de vapeur à 90-98° C (représenté par la figure 28), dans lequel on l'abandonne pendant trois heures. Un second gâteau est soumis au môme traitement après que la prise est effectuée, un troisième après un temps égal au double du premier et un quatrième vingt-quatre heures après la prise. Aussitôt après leur sortie de l'étuve, les quatre gâteaux sont encore placés dans Teau chaude pendant vingt-quatre heures. Les cinquième et sixième gâteaux sont moins fortement éprouvés. Après la prise, le cinquième est placé dans de Teau de i5 à 18® et le sixième dans une atmosphère saturée de vapeur d'eau. Ces essais permettent de grouper les ciments en un certain nombre de classes, suivant leur degré de résistance.

6» Essai de Priissing. — Les gâteaux destinés à cet essai sont confectionnés avec peu d'eau et soumis à une forte pression. Le moule employé se compose d'un anneau métallique B à parois épaisses, cylindrique à l'intérieur et un peu conique à l'extérieur, de 8 cm. de diamètre intérieur et 5 cm. environ de hauteur (fig. 29). Cet anneau est divisé en trois parties égales s'ajustant exactement, qui sont maintenues extérieurement par une ceinture, que l'on peut serrer à volonté à l'aide de la clef E. Les trois parties formant anneau sont assemblées à l'aide de la ceinture de serrage et placées sur une forte plaque en fonte rabotée D. On introduit ensuite 100 gr. de ciment gâché avec 5 à 7 gr. d'eau et bien mélangés dans le moule, un peu huilé intérieurement. La surface supérieure ayant été bien lissée, on pose sur le moule la plaque d'acier A, qui remplit exactement le vide intérieur de l'auneau. Le tout est porté, sous une forte presse (Hg. 3o), puis on fait pénétrer autant que possible le tampon en acier dans le moule.

On obtient ainsi des disques à arêtes vives que Ton abandonne au durcissement comme à l'ordinaire, d'abord pendant vingt-quatre heures dans la botte de zinc, puis dans l'eau. Un deuxième gâteau est, après vingtquatre heures de durcissement, placé pendant peu de temps dans* Teau J. PosT. — Analyse chimique, a* édit. fr., t. II. 4

Fig. a8. — Bain de vapeur pour l'essai de Maclay.

SO ttUPtrnk kiX

froide puis daas l'eau k 90°. S'il se conserve en bon état, oa l'y laisse peadaiit longtemps, jusqu'à un mois, ea maintenant toujours l'eau à 90°. Un essai rapide et trts nul, que l'on peut faire avec les mêmes gâteaux est le suivant : Un gâteau venanL-d'étre préparé est chauiïé à 180° environ sur une plaque de fer; on l'humecte alors d'eau versde avec précaution jusqu'à ce qu'il soit pénétré dans toute sa masse, puis on le chauffe de nouveau à 180°.

7" £ssai de Erdmenger. — Cet essai consiste à soumettre les glteaux

à l'action do la vapeur d'eau à 3o

ou 4o atmosphères. On emploie pour cela une chaudière de cons> truction spéciale (fiç, 3i).

Tous ces procédés d'essai sont incci'tains en ce sens qu'il n'eslnullement prouvé que les processus chimiques qui s'effectuent dans le ciment en train de durcîr sont les mêmes k la température ordi- Fig. iji. — Moule pour l'essai àt PrùBsing. oairede l'air et â une température élevée. Ces processus ne sont pas seulement accélérés par la chaleur, ils peuvent être aussi complètement modifiés et il peut arriver qu'un ciment qui ne résiste pas aux essais précédents se comporte parfaitement bien dans les conditions de son emploi pratique. Cependant, ces essais peuvent toujours fournir un point de repère pour l'appréciation de la valeur d'un ciment, car lorsqu'un ciment supporte bien ces épreuves, on peut en conclure qu'il ne foisouncra pas lors de son emploi en pratique. Mais le fait qu'un ciment ne résiste pas à ces épreuves ne permet pas de conclure sans autre preuve qu'on se trouve en présence d'un ciment sujet à foisonner.

L'inlérél des procédés rapides d'essai des ciment.s au point do vue de leur constance de volume ne consiste donc pas à permettre ù l'achcleur de se

faire rapidement une opinion „. , ~'Zr^ -——

, ,. ,, . F'g- 3<»- — Presse pour la cODipresiioD du

sur la qualité d un ciment ; gsieau soumis k l'essui de Praxsin)ç.

tous ces procédés n'ont de

valeur que pour le contrôle de la fabrication. Dans ce cas, il est souvent important de savoir aussi rapidement que possible si le produit donne lieu k des soupçons, afin de pouvoir rég-lcr en conséquence le mélange, le procédé de préparation, la cuisson, etc. Par contre, pour l'acheteur, c'est le procède prescrit officiellement qui peut seul être décisif. Les iigurrs 32 et 33 montrent comment se manifeste le foisonnement avec ce

tÉkVX, UOhtiBBS, ClkbNTS Ht PLÀtRfi Hi

t>rocédé ; la figure Sa montre un ciment qui foisonne par suite d'uoe trop forte proportion de chaux et la fifj:ure 33 le même défaut dû à l'addition d'une proportion de plâtre trop élevée.

{L'esgai de déformation à chaud décrit précédemment (p. 32), à propos des chaux hydrauliques, est aussi applicable aux ciments (à l'excep- (ion des ciments à prise rapide) et cet essai est prescrit en France par le cahier des chaînes pour les fournitures destioées à l'exécutioD de travaux dépendant de l'Administration des travaux publics] '.

Le fait qu'un ciment foisonne ne permet de conclure à aucune faute déterminée lors de sa préparation, car le foisonnement peut provenir de causes très diverses. En première lig^ne, des particules de chaux libre provoquent le foisonnement, soit que la proportion de chanx soit trop élevée, soit que les matières premières n'aient pas été assez finement broj'ées ou qu'elles aient été mal métangtxs. Une cuisson défectueuse peut aussi produite le même foisonnement, car par une cuisson trop énerifique la chaux perd sa faculté de réaction qu'elle ne reconquiert ensuite que peu k peu. Si cette réaction n'a lieu qu'après que la prise est complète, elle provoque la -destruction de la solidité déjà . acquise par le ciment. Le foisonnement est souvent produit par la magnésie et c'est pour cela qu'on évite la présence d'une trop forte proportion de ce corps. Cependant, on a établi récemment que le foisonnement n'est pas dû à la magnésie elle-même mais à une préparation défectueuse des matières premières maa^nésienoes et à une cuisson trop fort« du ciment. Il sc-mble établi qu'on peut préparer

un ciment irréprochable, même avec 5 p. 100 Fig. 3i. — ChauJière pour dL' magnésie, par un traitement et une cuisson l'osai Erdmcnger.

convenables. En tout cas, on doit se mettre en

garde contre une teneur en magnésie plus élevée. Le foisonnement peut être encore provoqué par des substances subissant une augmentation de volume en raison d'une décomposition, d'une oxydation ou d'une absorption d'eau; tel est le sulfure de calcium, qui se transforme finalement en sulfate de calcium hydraté.

Le foisonnemenl ne survient souvent qa'au bout d'un temps prolongé ; l'observation doit être continuée pendant trois mois au moins. 11 existe même des cas ofi le foisonnement n'a été observé qu'après des années.

Il importe de distinguer du foisonnement les petites variations de volume que subissent avec le temps même les ciments de Porllund nor-

' ;Voir à la Bn de ce chapitre i'arrélé mi chiBx bjéraoliquei et de dneots destiats ■

maux. Daos l'eau il se maaifeste une petite dilatation, daos l'air ud faible

retrait ; c'est au coin m en ce ment du dunisaement que ces phénomi'ncs sont tes plus seasibles el ils disparaissent complètemeni par la suite. Ci'>

Fi$ç. 33. — AspccI d'une gatcUe de ciDoeal dont le roisonneinenl est dA à la présence de plâtre.

modifications se iniiinticnnenl dans des limites très Miroites et il no petit

CIMENTS BT PUTHB 53

*lre question d'une action nuisible. Pour observer ces phéDomènes, on se sert de l'appareil à vis micrométrique de BAU3cui:4<iER (Ëg. 34), qui permet de mesurer les variations de longueur d'uae éprouvclte eo ciment. Mam- TENs a décrit récemment une disposition dont la partie essentielle est reproduite par la (î/j^ure 35, qui utilise les déplacements d'un levier coudé. Cette disposition présente l'avantage de permettre do laisser en place

Pîg. 34. — Appareil de Bausrhiiiger pour mesurer la dilalation du ciment.

toutes Icséprouvctiesde ciment pendant laduréedel'observatioQ et d'opérer sur plusieurs échantillons h la fois '.

Eu dehors des essais prescrits, pour connaître un ciment à tous les points de vue, il est nécessaire d'effectuer quelques autres déterminations et notamment celle du poids spécillque du ciment, qui Fournit une indication sur le degré de cuisson, bien que cette indication ne soit pas absolue comme l'a démontré Fbrd. M. Mever. Pour cette détermination, on ne

> Ou irouTCra la detcriplion d« cet appareil dans un opuscule sur les appareils et nsICDiiles pour l'essai des ciments de Portland édité par le laboratoire pour les ladasirici de l'are; ile de Berlin.

doit se servir que de ciment calciné. L'appareil le plus employé est le volumenomètre de Sghumànn. Gomme le montre la fig'ure 36, il se com^ pose d'un récipient  d'une capacité de 200 cm' environ, dans le col duquel e^t rodé un tube B divisé en dixièmes de cm'. Pour se servir de Tapparj^il, on le remplit de térébenthine jusqu'au trait zéro du tube, puis on introduit 100 gr. de ciment par la partie supérieure élarg'ie en entonnoir. On ferme cette ouverture avec un bouchon et l'on entraîne les particules de ciment accrochées sur les parois du tube en le frappant doucement ou

en Tagitant. On fait la lecture lorsque le liquide est clarifié. Le poids, divisé par l'aug'mentation de volume donne la densité cherchée.

S'il se forme un bouchon de ciment dans le tube lors du remplissante, il est nécessaire de le désagréger par le moyen qui paraît le plus efficace (léger choc, agitation, etc.), avant d'introduire une nouvelle quantité de ciment.

L'appareil de Sghumànn a été modifié par SucHiBR, par P. Beck et par Candlot et Le Gha- TELiER. Pour la description des modifications de SucHiBR et de Beck, nous renverrons à l'opuscule Appareils et ustensiles pour Cessai du ciment de Portland déjà cité.

[L'appareil de Gandlot et Le Gh atelier (fig. 37) se compose d'un flacon terminé par un tube de 20 cm. de hauteur, présentant un renflement, dont la capacité est exactement de 20 cm' entre les deux traits horizontaux a et 6, gravés sur le verre. Au-dessus du trait a, le tube est gradué en dixièmes de centimètre cube. L'appareil étant rempli de benzène jusqu'au trait A, on y introduit un certain poids P du ciment à essayer, au moyen d'un entonnoir dont le tube descend jusqu'à une faible distance au-dessus du trait a. Le niveau du liquide s'élève et le volume V occupé par le ciment est égal à 20 cm' augmenté du nombre de dixièmes de centimètre cube lus sur la graduation ; on a alors :

On peut aussi procéder de la manière suivante: On pèse un certain poids de ciment et on n'en verse dans l'appareil que la quantité nécessaire pour faire monter le liquide du trait b au trait a. Le volume occupé Vest alors exactement de 20 cm^ et le poids de ciment correspondant à P est obtenu par ditTércnce, en pesant le reste non employé^.]

L'appareil de EaDMENOEit él Mann permet une détermination très commode et sûre de la densité. Il se compose essentiellement d'un tube de 5o cm' finement divisé. On introduit 5o gr. de ciment à essayer dans un

Fi(ç. 35. — Appareil d* Martens pour mesurer la dilatalion du ciment.

* Candlot, Chaux, ciments et mortiers, p. 11 5.

petit ballon de 5o cm^, puis ou remplit le balloa de liquide jusqu'au trait à l'aide du tube gradué. La quantité de liquide restant dans le tube gradué indique le volume du ciment. Cet appareil, considérablement amélioré par H. Sbger etL. Cramer possède aujourd'hui la forme représentée par la fig^ure 38. Le flacon à deux tubulures porte un tube gradué muni d'un robinet latéral; sa partie supérieure élargie contient 3o cm^. La partie inférieure mesure ao cm' et est divisée en vingtièmes de centimètre cube. A l'intérieur du tube gradué est disposé un tube ascendant de faible diamètre, qui plonge dans le liquide du flacon bitubulé. L'extrémité supérieure de ce tube correspond avec le trait 5o cm'. Eh insufflant de l'air dans le flacon k l'aide de la poire en caoutchouc, on fait monter le liquide

un

Fiç. 36. — Voluménomèlre de Schumann.

Fig. 87. — Densimètre de Candiot et Le Chfttelier.

dans le tube gradué et on le remplit jusque trait 5o. Lorsque la pression cesse, le liquide au-dessus du trait 5o s'écoule par le tube central et la burette est amenée automatiquement au zéro. Le tube gradué est environné lui-même d'un tube rempli d'eau, qui évite les variations de température pendant l'expérience. Le tube gradué et le flacon sont fixés sur un support, mais il est facile de les séparer quand on le désire, ce qui n*est d'ailleurs généralement pas nécessaire, en particulier lors du rempli ssafdl'e.

Nous devons encore citer le volume nomèire de Meyer qui présente ravautage de permettre une lecture très exacte, car la graduation du tube est bornée aux limites entre lesquelles la densité du ciment de Portiand

50 CUAPITRS SIX

peut être comprise. Cet appareil se compose, comme le montre la figure 3î>, d'un pvcnomètie, relié à un tubeg^raduédeTorme particulière R, au moyen d'un tube de caonlchouc. Pour la détermination, on emploie >to ^r. de ciment qui occupent toujours un volume compris entre g et lo cm'. Par suite, la partiedu tube gradut' comprise entre 9 et 10 cm' est seule exoctemeat divisée en centièmes de centimètre cube. Le tube gradué R porte pour cela une partie inférieure élargie contenant exactement 9 cm'. Pour se soi-vir de l'appareil, on remplit de liquide le pycnomètre et le tube

gradué jusqu'aux traits m elo. En soulevant le pycnomètre, on fait passer le liquide qu'il contient dans le tube gradué . On introduit aloi-s 3o gr. de ciment dans le pjcnomètre, on y laisse de nouveau pénétrer le liquide jusqu'au trait m en l'abaissant, puis on lit le niveau du liquide dans le tube gradué. La densité s'obtient en divisant 3o par le nombre de centimètres cubes lus. Pour faciliter les manipulations, l'appareil est fixé sur un support non i-eprésenlé sur la figure. Au lieu de 0,1, 0,2, il faut lire sur cette mi!lmc ligure 9,1, 9,2, etc.)

Lorsqu'il s'agit d'apprécier ua cimeot, on détermine généralemeat aussi le poids du /iVre. Cependant, la connaissance de celte donnée ne permet de tirer aucune conclusion certaine sur la qualité du ciment, car il peut arriver qu'un ciment de mauvaise qualité, grossiôremenl broyé, pèse plus par litre qu'un ciment bien cuit et très finement broyé. On détermina successivement le poids d'un litre de ciment non lassé et bien tassé. Pour la première détermination, on se sert d'un plan incliné suivant un anjirlc donné, sur lequel on jette le ciment pour le faireglisser dans le récipient d'un litre (fig. ^o). La forme du récipient n'étant pas sans influence sur le résultat, on le prend d'une hauteur é^ale aux deux tiers du diamètre (hauteur82 mm. 7, diamètre 134 mm. 1). Un peut aussi se servir de l'cDlonnoir de Berxoollt (fig. 4i)- Dans cet entonnoir plongrc une

barre de bois de section carrée ayant 10 mm. de côté. Cette barre porte deux tringles en croix qui la maintiennent dans une posilioa verticale nu c<>ntre de l'entonnoir. Le ciment s'écoule dès qu'on soulève cette barre. Cet appareil csl employé en France comme appareil normal sous une forme un peu modifiée.

Le professeur Gary a proposé d'adopter aussi ccl appareil en .\Ucmagae avec quelques modifications ^fig. k'i)- (^es modifications consistent dans remploi d'un fond perforé de trous et dans la fixation des dtmensions de l'appareil telles qu'elles sont indiquées sur la figure. Le diamètre -et la hauteur du récipient d'un litre sont exactement dans le rapport de 3 à a.

' La Commission française des méthodes d'essais des matériaux de construction a adopté, pour la détermination du poids du litre (densité

88 CBAPITKB XIX

appareote), le dispositif rcpréseotë par la figure ^3, lequel se compose d'un eofouDoir vertical, doat la section circulaire a a cm. de diamètre à la base et i5 cm. à uae hauteur de 1 5 cm. au-dessus de cette base; à cetto hauteur, est placée uue tôle perforée ayant, par décimètre carré, environ lo&o trous de a mm. de diamètre. L'entonnoir, qui est supporté par un trépied, se termine ioférieurement par UD ajutage de 3 cm. de diamètre et 10 cm. de longueur. Pour faire un essai, on place d'abord la mesure, ayant un litre de capacité et io cm. de hauteur, à 5 cm. au-dessous de l'ajutage de l'entonnoir. On verse ensuite le ciment dans ce dernier, par quantités de 3oo à4oo gr,, que l'on forcée traverser le tamis à l'aide d'une spatule en bois de 4 cm. de laideur. On arrête le remplissage lorsque la base du cAne, qui s'élève peu à peu au-dessus de la mesure a atteint le bord supérieur de celle-ci. On enlève alors le ciment en excès, en faisant

Fif. 43. — Apptreil de U Comm rrançiiie d«s mtlhodcB d'eitais des ma- Pig'. i*. — Entonnoir de Gary. ItrJaui de construclioa.

glisser sur ce bord une lame bien droite, tenue dans un plan vertical. On adopte comme poids du litre la moyenne des résultats obtenus dans cinq opérations successives. Il est convenable d'effectuer les essais sur le ciment tel qu'il est livré et sur la poudre fine ajaut passé A travers le tamis de l^tfoo mailles. Dans tous les cas, on indiquera, en même temps que le poids du litre, le degré de finesse de mouture de l'échaatitlon sur lequel on aura opéré '.]

Pour déterminer le poids d'un litre de ciment bien tassé, il n'est pas nécessaire d'employer un disnositif particulier. Pour les produits commerciauic de bonne qualité co poids varie entre 1600 et 180a gr.

Le dispositif le plus convenable pour déterminer V imperméabilité à l'eau d'un mortier de ciment esl celui de Boehme, qui a été adopté par l'office pour l'essai des matériaux de CuAnLOTTENBOuna. Cet appareil com-

1 Sa, (Umdlot, Chaax, Climat* tt morlitri, p. iiG.

CBAVX, H0RT1BB9, CIHBNT8 ST PLATRE S9

preod UD rëg^alaleur de proasion, ua appareil pour la réductioo de la pression, muni d'un maDométre, et les appareils servante fixer les distjues de ciment en expèrieace. La disposilioa adoptée est telle que l'eau sous pression se renouvelle coostammeal et que la pression se maintient toujours à la hauteur réglée une fois pour toutes et pouvant être comprise entre i et lo atmosphères, malf^ré la perte de char^ duc à l'eau ayant traversé le ciment. On peut essayer simultanément six éprouvcttes ayant la forme d'un disque. Ces éprouvettes sont fixées à l'intérieur de bottes en fonte (fi^. M) et maintenues par un écrou ; deux anneaux en caoutchouc rendent les joints hermétiques. Un cylindre en verre sert à recueillir l'eau ayant filtrée à travers le ciment. Les éprouvettes ont environ 71 mm. de diamètre et les anneaux de caoutchouc laissent au centre une surface libre d'environ 21 cm*. L'eau recueillie dans le cylindre en verre est mesurée, ce qui donne le degré de perméabilité du ciment.

Pour déterminer la résistance à la flexion des éprouvettes de ciment, on se sert d'un dispositif indiqué par Michaklis et qui constitue une modification de l'appareil servant à mesurer la résistance À la traction. Le dispositif (fig. i5) se compose d'une pièce A portant deux étriers BB. Le volant articulé permet d'élever ou d'abaisser k volonté la lonUhone pièce A. L'application delà force s'efTecIue

, , . , . , ,. , iODtehûnc

sur la face inférieure de 1 éprouvette et en son milieu, au moyen du couteau C et do la suspension. La section de l'éprouvette et l'écartement des conteaux B,B août détermi- . , ,

. . . c j ■ !•(• f'S- 44' —Appareil pour I essai

nés une fois pourtoutes, afin de simplifier j', 1, perméabilité des ciment.. les calculs. La longueur de l'éprouvette

comprise entre les couteaux est de a56 mm. et sa section carrée a jcm. de côté. Dans ces conditions l'eiTorl de flexion « est égal à 3o fois la charge appliquée A l'extrémité du levier lequel multiplie cette charge par 5o. Si les dimensions adoptées sont différentes, on calcule l'effort de flexion k

3P.L l'aide de la formule <> = — ^-r-j- , dans laquelle P représente la charge, / la

distance entre les points d'appui extrêmes, B la largeur et h la hauteur de l'éprouvette.

La résistance des éprouvettes de ciment à l'usure mécanique se détermine comme celles des briques, des carreaux do terre cuite etc. Nous renverrons par suite au chapitre relatif aux poteries, où celte question es^ traitée en détail.

En terminant, nous décrirons encore un ensemble d'ustensiles qui rend de grands services, lorsqu'il s'agit de se faire rapidement une opinion approchée sur la durée de prise, la constance de volume et même, jusqu'à un certain degré, sur la résistance d'un ciment. Ces appareils rendent surtout service sur le chantier, lorsqu'on veut s'assurer si on ne se trouve pas en présence d'un ciment de qualité inférieure) sans entreprendre un essai

approfondi. Le dispositif indiqué par Ritter est représenté par la figure 46. Il ne compose d'un gobelet a, pour le gAchag^e du ciment d'un couteau b, servant de truelle, d'un mesureur pour le ciment c et d'uo mesareur pour l'eau d, d'un moule conique intcrieuremeat e, avec trois baguettes de fer, d'une plaque de for /, d'une cuve en zinc y et d'une cuillère en fer h.

On commence par étendre sur la plaque de fer / une feuille de papier buvard de mCme grandeur abondamment humectée, sur laquelle on pose le moule. Le gobelet mesureur est rempli de cimenta l'aide de lacuilltre, .sans le tasser aucunement, ce qui doit correspondre k loo gr. de cimenta peu près. Le ciment est ensuite versé dans le grand gobelet a. On remplit le gobelet d'eau jusqu'au trait, ce qui doit correspondre à 3o cm', puis on

Kig. Ari. — Appareil de Michaclis pour dclermiiiïr la^rcsistancc h la flexion.

le vide également dans le grand gobelet. On mélange vivement le ciment et l'eau h l'aide do la spatule pendant deuic minutes environ, de façon à obtenir une bouillie avant à peu prés la consistance d'un sirop. Avec un peu d'habitude, il est facile de juger si les proportions respectives de ciment et d'eau doivent élre modifiées. La bouillie de ciment est versée dans le moule que, l'on frappe légèrement sur les côtés de façon & la r-'partir uniformément.

A partir du moment où l'on a enfoui les trois tringles dans les cncoc'iies méuagées sur les cOtés, ou noti' le temps. On relire les tringles latcrjlement au bout d'une demi-heure à une heure et demie, lorsque la bouillie de ciment est assez prise pour ne plus couler. A des intervalles de i5 à 3o minutes, on éprouve le ciment avec l'ongle. Lorsqu'une

riMENTS ET PLATRB RI

légère pression de celui-ci ne laisse plus de trace, on considCre le ciment comme pris.

Le temps écoulé depuis que l'on a versé le ciment dans le moule jusqu'à la prise est noté sur la plaque de ci ment à l'aide d'un cravon tendre. Il est à recommander de laisser encore ta plaque de ciment pendant une une demi heure dans le moule avant de l'enlever. La plaque de cimciil retirée est ensuite retournée, puis abandonnée pi'ndant24heures, à compter du moment de sa préparation. Elle est ensuite placée dans la cuve de zinc remplie d'eau pure, de façon qu'elle soit complètement recouverte.

Au bout de deux ou trois jours de conservation sous l'eau, ou enlève la plaque de ciment, on l'examine attentivement pour reconnatlrc .s'il s'est formé des Tentes sur les bords, lesquelles indiqueraient le roisoiincment du ciment, puis on les brise suivant la division médiane. Les deux moitiés obtenues sont remises dans la cuve. Après an nouvel intervalle de trois à six jours, on brise l'une des moitiés, puis enfin l'aulre au bout de deux ou trois semaines. Les quatre parties ainsi obtenues peuvent être encore conservées à l'air pour une observation. L'cATort nécessaire à

t'iic. 4G.— Apparciii de Rilter pour l'essai rapide des cimcnls,

chaque fois pour briser la plaque de ciment à l'endroit des encoches piimet d'apprècicrsi le ciment examiné a acquis une dureté et une résistance croissantes et aussi de comparer différents ciments au poini de vue de la résistance qu'ils atteij^nent.

ni. Ciments mixtes. — Parmi les ciments mixtes ayant acquis une grande importance, il faut citer le ciment de fer de Portiand et le ciment de pouzzolane ou de scories.

Le ciment de fer de Porlland s'obtient en faisant cuire, jusqu'à commeacement de vitrification un mélange de calcaire et de scories de haut fourneau. La masse broyée est mélangée avec des scories auxquelles on a communiqué des propriétés hydrauliques en les granulant par coulée dans l'ean et en les séchant ensuite ù une température modérée. Dans l'essai des ciments de ce genre, il importe surtout de déterminer la quantité de scories ajoutée ultérieurement. D'après les déclarations de l'associatioD des fabricants de ciment de fer de Porlland (mai 1902)10 ciment de fer de Portiand doit contenir au moins 70 p. loo de ciment de Portiand riche en chaux et par suite 3o p. 100 au plus de scories broyées. An bout de 28 jours, les éprouvettes faites avec un mélange de trois par-

è2 CttÀi»iTkB kik

lies de sable normal et une partie en poids de ciment doivent pr^senicf une résistance niinima de 18 kg-, à la traction et de 180 kg*, à Técrasement, par centimètre carré.

On a cherché autrefois à reconnaître la proportion de scories ajoutées en se basant sur la densité, la perte à la calcination et l'alcalinité de Teau ag-itée avec un poids connu de ciment. Ces procédés sont complètement incertains. La manière dont le ciment se comporte avec le permeng'anate fournit déjà de meilleurs résultats, car la majeure partie du fer contenu dans les scories de haut fourneau est à Tétat de protoxyde, tandis que dans le ciment il est à Tétat de peroxyde. Le sulfure de calcium qui ne manque jamais dans les scories ag-it aussi comme réducteur sur la liqueur de permang-anate. Mais depuis Tadoption des fours tubulaires tournants pour la cuisson du ciment, le ciment de Portland normal contient souvent de notables quantités d oxydule de fer et un peu de sulfure de calcium. Il résulte de là que si un ciment absorbant peu de permang-anate peut être caractérisé comme ne renfermant pas de scories, on ne peut reconnaître sûrement la présence de scories à l'absorption d'une notable quantité de permengpanate. Pour cet essai on traite 1 g-r. de ciment passé au tamis de 5ooo mailles par i5o cm^ d'acide sulfurique étendu (1 volume d'acide dilué de densité 1,12 et 2 volumes d'eau), on ajoute la liqueur de permang^anate g'outte à goutte jusqu'à coloration rose. Si l'on emploie moins de 3 mgr. de permanganate de potassium pour 1 g-r. de ciment, il n'y a pas à redouter la présence de scories. Mais, si la quantité de permenganate employée dépasse 3 mgr., on peut se trouver en présence de l'un des produits suivants.

lo Ciment cuit au four tournant ;

2^ Ciment mélangé de scories ;

3® Ciment dont les matières premières ont été additionnées de scories avant la cuisson .

Dans ce cas, il est à recommander d'effectuer la séparation des éléments par ordre de densité. Le ciment est tamisé sur un tamis de a,5oo mailles par centimètre carré, 10 gr. de matières tamisée sontlévigés dans un petit cristallisoir rempli de benzine, de façon à séparer la poussière la plus fine. Le ciment lavé est séché à i lo*.

Le liquide servant à effectuer la séparation est de Piodure de méthj'Iène (5o cm') séché sur le chlorure de calcium et filtré sur du ciment de Portland calciné et refroidi dans l'exsiccatcur. La liqueur filtré est recueillie dans une éprouvette plongée dans de l'eau à i5<^ ; on lui ajoute goutte à goutte de l'essence de térébenthine rectifiée, séchée, sur le chlorure de calcium et filtrée, jusqu'à ce que la densité du mélange soit égale à 3,oio. Le mélange est conservé dans un petit flacon jaune, à Tabri de la lumière. Il est cependant beaucoup moins sensible à la lumière que les mélanges d'iodure de méthylène et de benzène que Ton employait autrefois et poss^de en outre de nombreux avantages sur ces derniers. On introduit 4o à 5o cm* de mélange dans un entonnoir à séparation de Haradas (fig. 47) d'une contenance de 70 cm* environ, bien séché et dont le robinet a été

efa*t)C, iiollTTBtts, diliBNts feT i>LAtilB

eoduit de vaseliae. On introduit alors 5 gr. de ciment séché à i lo*, eo se servant d'un entonnoir à tube très court.

Le tout est éner^iqucmeot ag'ité, puison fait le vide A environ 17 mm. de mercure, au mo^en d'une trompe & eau. Ce vide est mainteun pendant 5 minutes environ, mais pas plus, car l'essence de térébenthine s'évaporerait et la densité du liquide serait modifiée. De temps à autre, on ouvre la pÎQce q avec précaution, pour éviter que le liquide ne mousse.

L'entonnoir soigneusement bouché (ûg. 48) étant couché, on l'agilo horizontalement, puis on l'abandonne au repos à l'abri de la lumière, jusqu'à ce que les matières légères soient montées à la surfarc dn liquide et que les plus lourdes soient tombées au fond. L'entonnoir est alors saisi par son col et soulevé très lentement jusqu'à ce qu'il soit vertical. Les particules légères et les particules lourdes glissent les unes sur les autres et

- Dispositif pour Ja aéparaiii de fer pir ordre '

peuvent se séparer par ordre de densité, les plus légères se dégageant des plus lourdes ponr monter à la surface. Un seul traitement suffit pour obtenir une séparation À peu près quantitative du mélange de ciment etde scories, On fait écouler le ciment déposé à la partie inférieure dans un crrusct de Gooch en porcelaine. Suivant Lunob, ce creuset se prépare comme suit : sur le fond perforé du creuset, on dispose une couche d'amiante chimiquement pure, à longues fibres, puis une couche d'amianle àfibrcscoartes,p8r>dcssa9 une plaque perforée en porcelaine et par-dessus encore de l'amiante en fibres fines. Le creuset a (fig. 49) est fixé, k l'aide d'un tube de caoutchouc large et très mince sur un entonnoir cylindrique en verre b, dontia tubulure s'engage dans une fiole à filtration c. On fait le vide à l'aide d'une trompe à eau, reliée à la tubulure d. Oo aspire d'abord de l'eau pure pour entraîner les fibres d'amianle non feutrées, puis on enlève le creuset, on le sèche dans les mêmes conditions que par la

64 CHAPITBB XIX

suite et on le pèse. Le creuset ainsi préparé sert à filtrer le ciment de Portland rassemblé à la partie inférieure de l'entonnoir à séparation. Après avoir recueilli le liquide filtré rassemblé dans la fiole, on lave successivement à l'alcool absolu, à la benzine et finalement à Téther anh\dre et chaque fois avec et sans aspiration.

Le résidu soigneusement lavé estséché à iio»^ dans le creuset, pesé, puis analysé. Los scories surnageant à la surface du liquide (iodure de méthylène et essence de térébenthine) sont recueillies et traitées de la même façon. Il n'est pas à conseiller d'opérer sur plus de 5 gr. de ciment à chaque fois. Le liquide recueilli est ramené à la densité de 3,oio, en remplaçant l'essence de térébenthine qui a pu s'évaporer.

Pour recueillir Tiodure de méthylène contenu dans les liqueurs de lavage, on les distille jusqu'à un faible volume, puis on les refroidit à — 5<>. L'iodure de méthylène cristallise en une masse blanche, feuilletée, que l'on sépare par décantation du liquide brun qui l'imprègne.

Les liqueurs de lavage distillées se colorent en rose à la lumière, en raison de la i)ré«encc d'une petite quantité d'iode. Par suite, on les agite

Fig. 48. — Entonnoir A séparation Vi\^. 4l). — Disposition pour l'emploi

de Haradas (scories-ciment). du creuset de Gooch.

vivement avec une petite quantité de mercure puis on les distille en présence do ce métal. L'iodure de mercure est soluble dans les liqueurs de lavage.

Il est important de suivre exactement les prescriptions qui précèdeni pour obtenir de bons résultats. Il serait trop long d'indiquer les raisons qui motivent certaines manipulations en apparence compliquées.

I. — La partie qui surnage au-dessus du liquide peut contenir les corps suivants :

a) Charbon (densité 1,2 à i«7);

b) Gypse (densité 2,3 environ);

c) Mâchefer (cendres de houille fondues, densité moyenne 2,7) ;

d) Scories de haut fourneau (densité moyenne 2,94)*

Ces substances peuvent être séparées les unes des autres au moyen de mélanges convenables d'iodure de méthylène et d'essence de térébenthine.

II. — La partie lourde qui tombe au fond du liquide peut contenir :

e) (aiment (densité minima 3,o35) ;

CHAUX, MORTIERS, CIMëNTS ET PLATRE 65

f) Partîcales de fer (densité plus grande que 3,io) ;

g) Carbures métalliques des scories (densité plus grande que 3,io). Ces substances peuvent être aussi séparées à Taide de liquides de densité convenable.

L'analyse chimique des éléments séparés fournit d'utiles points de repère, comme le montrent les chiffres suivants :

La composition des scories de hauts fourneaux de diverses origines varie entre les limites suivantes^ d'après Tetmaybr :

SiO' 27,31 à 39,95 p. 100

CaO 25,24 à 50,67 P- '^^

Les ciments de Portland d'origines les plus diverses contiennent :

SiO' 19 à 26 p. 100

CaO 57 à 66 p. 100

Il arrive souvent qu'on ne parvient pas à séparer suffisamment les particules lourdes des particules légères, car une partie reste en suspension dans la solution et ne peut être classée dans aucun des deux groupes. On a cherché à remédier à cet inconvénient en calcinant le ciment avant Tessaî: Ce procédé n'est pas à recommander, car la calcination modifie la densité des scories de hauts fourneaux granulées. Dans ce cas, la seule chose à faire est de séparer les particules les plus fines en tamisant le ciment sur un tamis de loooo mailles par centimètre carré et de ne soumettre à l'essai que ce qui reste sur le tamis. Il est bon de séparer les particules de fer contenues dans ce résidu à l'aide d'un aimant et les particules les plus fines par lavage à l'alcool et à Téther. Les grains fins qui restent peuvent être exactement séparés en scorie et ciment à l'aide de la solution d'iodure de méthylène. Si Ton détermine par l'analyse chimique la proportion d'un seul et même élément existant respectivement dans le ciment mixte» dans le ciment pur et dans la scorie pure, on est en mesure de calculer les proportions dans lesquelles le mélange de ciment et de scories a été effectué. L'office d'essai des matériaux de Gross-Lichterfelde choisit dans ce but le soufre à l'état de sulfure, car la proportion de ce corps est très faible dans le ciment pur et très notable dans les scories. On détermine pour cela d'une part le soufre existant dans les trois substances à Tétat d'acide sulfurique tout formé et d'autre part le soufre après oxydation par l'eau de brome et l'acide chlorhydrique. La différence correspond au soufre des sulfures. Supposons que le dosage du soufre des sulfures dans un ciment mixte ait donné 0,9 0/0, dans le ciment pur 0,2 0/0 et dans les scories 2,8 0/0 ; on en conclut que 100 parties de ciment mixte (supposé exempt d'acide carbonique, d'eau et de cendres) renferment :