PLATRE

Bien que Temploi du plâtre pour la construction remonte à la plus baule antiquité, son étude chimique a été négligée pendant très longtemps. Ce n*est que dans le cours de ces dernières années que les différences existant entre les diverses sortes de plâtre employées dans la technique ont été l'objet d*une étude scientifique. Toutes les indications données dans les anciens ouvrages doivent être considérées comme inexactes.

Le sulfate de calcium se trouve dans la nature a Tétat anhydre (anhydrîte) CaSO* et à létal de gypse hydraté CaSO^ + 2 H^O. Le premier peut se transformer en plâtre par hydratation, mais cette transformation est si lente qu'elle n'intéresse que le géologue, mais non le technicien. Le plâtre qui renferme une demi molécule d'eau, GaSO*+ i/2H^0,est obtenu en chauffant la pierre à plâtre à basse température ; ce produit est le plus connu et le plus employé. On le désigne sous le nom de plâtre à modeler ou de plâtre de Paris et on l'emploie pour fabriquer par moulage les objets les plus divers, pour prendre des empreintes et pour la construction des cloisons intérieures. Par cuisson à une température plus élevée, on obtient deux sortes de plâtre anhydre. L'une d'elles qui ne se combine que très lentement avec Teau et qui durcit mal ou môme pas du tout, est désignée sous le nom de plâtre cuit à mort. L'autre sorte se combine assez lentement avec Teau, mais finit par acquérir une très grande dureté; elle est employée comme mortier et comme enduit sur les murs.

Matière première. — L'analyse do la pierre à plâtre se borne au dosage des impuretés qu'elle peut contenir et qui sont l'argile, le sable, Toxj'de de fer, le carbonate de chaux et les matières bitumeuses. Comme le gypse est soluble dans l'eau, bien que ce ne soit que dans la proportion de a gr. 5 par litre, on peut séparer les impuretés en agitant à plusieurs

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reprises la pierre à plâtre finement pulvérisée, avec beaucoup d'eau, à une température aussi voisine que possible de 35^. La dissolution du gypse est notablement plus facile lorsqu'on se sert d'une solution d'hyposulfiteàSp. 100 environ. Les impuretés déjà nommées sont généralement en proportion si faible qu'elles ne peuvent pas être jopénantes lors de Temploi ; elles peuvent tout au plus altérer la pureté de la coloration. La présence d'anbydrite est beaucoup plus importante, d'autant plus que ce minéral est ^généralement intimement mélang'é à la pierre à plâtre et qu'il est difficile de l'en séparer. Le plâtre renfermant de l'anhydrite possède une résistance moindre, car ce corps ag'it comme une matière inerte, non susceptible de faire prise, c'est-à-dire à la façon d'une addition de sable ou de matière analogue. La proportion d*anhydrite ne peut être déterminée que par le dosage de l'eau; la pierre à plâtre pure renferme théoriquement 21 p. 100 d'eau et pratiquement entre 20 et ai p. 100. La dessiccation destinée à chasser l'eau hygroscopique, qui doit précéder le dosage de l'eau combinée, doit être effectuée sans élévation de température, car une partie de l'eau combinée se dégage bien avant 100^. Par suite, on dessèche la pierre à plâtre dans un exsiccateur sur de l'acide sulfurique. La calcination ayant pour but de chasser l'eau doit s'effectuer avec précaution, car il se dégage un peu d'acide sulfurique à une température ttop élevée et d'autre part il se forme du sulfure de calcium sous l'influence d'une flamme réductrice.

Fabrication et produit fabriqué. — Le plâtre à modeler est obtenu par cuisson ou plutôt par grillage de la pierre à plâtre à basse température. La température théoriquement nécessaire pour la transformation en demi hydrate est de 107^, mais en pratique on élève un peu plus la température en évitant toutefois de dépasser 180®. La pierre à plâtre peut être cuite en roches et pulvérisée, ensuite ou d'abord broyée et ensuite chauffée dans des cuiseurs munis d'agitateurs. Pour mesurer la température, on se sert de longs thermomètres à mercure à monture en acier, dont le réservoir plonge dans la poudre de plâtre, tandis que la lecture se fait en dehors du cuisour. La cuisson du plâtre pour enduits se fait au rouge. Pour déterminer le degré de cuisson, on se sert avantageusement des cônes deSsoER, dont la description se trouve dans le chapitre consacrée aux poteries.

L'essai du plâtre cuit et broyé se borne à la détermination de sa finesse de broyage, du poids du litre, de la quantité d'eau nécessaire pour le gâchage, du temps de prise, de la constance de volume et de la résistance.

La finesse de broyage et le poids du litre se déterminent exactement comme pour le ciment, avec cette différence qu*on se sert de tamis plus gros, ayant respectivement 60 et 900 mailles par centimètre carré. La question technique de savoir si le plâtre doit être grossièrement ou finement broyé n'est pas encore résolue. La finesse de broyage ne peut donc servir qu'à reconnaître si les différents envois de plâtre de même origine sont réf^ulièrement broyés.

La détermination do la quantité d'eau nécessaire pour le gâchage et du

temps de prise s'effeclueat différemment, suix-aal qu'il s'açit de plâtre à modeler ou de plâtre pour enduits.

Le procédé i> employer pour le plâtre à modeler est le suivant : dans ane moitié de ballon en caoutchouc B (fig'ure 5o), de 12 a i4 cm. do dia* mètre, on pèse 100 gr. d'eau à la température ordinaire. Le plâtre qui doit être à la infime température que l'eau est alors introduit rapidement dans celle-ci ou réparti k l'aide d'un lamii* à ao mailles S ; finalement, on a^ite la masse à l'aide d'un agitateur en verre. On continue d'ajouter du plâtre jusqu'à ce qu'on ne voit plus de couche d'eau k la surface. L'orsqu'on opère avec le tamis, on se sert d'un rond en carton découpé P, pour éviter que le j^vpse ne vienne se Gser sur les parais du ballon.

Lorsque laqudntitènécessaire de plâtre a été ajoutée, on pèse de nouveau le ballon ; l'an^mentatioa de poids correspond au plâtre ajouté. Le rapport entre l'eau et le plâtre est variable suivant la nature de ce dernier, il varie à peu près entre 10: 11 et lo : 16. Ba fanerai, le plâtre bien cuit, fournissant des objets coulés de bonne ddreté, doit être employé en plus glande quantité, pour un même volume d'eau, que le plâtre de qualité moyenne. Cette propriété est aussi utilisée en pratique pour l'essai du plâtre. Il faut éviter de remuer la masse pendant l'introduction du plâtre, car il se formerait des iprumeaux. Le même inconvénient apparaît lorsqu'on verse l'eau sur le plâtre, au lieu d'introduire le plâtre dans l'eau. Une agitation trop proloag;ée est également désavantageuse pour la marche de la prise et diminue la dureté de la masse obtenue. Le plâtre qui forme des grumeaux pendant le gâchage, malgré l'observation des précautions cîdessus, qui s'épaissit et fait prise trop rapidement n'a pas été assez cuit . Ce plâtre perd de sa résistance pendant sa dessiccation et se maintient très loD|ftemps humide. Le plâtre qui a été trop fortement cuit durcit très lentement, mais finit par acquérir une dureté snffisante, s'il n'est pas cuit absolument à morJ.

Pour déterminer la durée de la prise et, par suite, le temps pendant lequel le plâtre peutéirc coulé ou étendu, on introduit dans 100 ^r. d'eau le poids de plâtre déterminé précédemment, en opérant exactement de la même façon. On agite rapidement, puis on introduit un thermomètre dans la masse, comme il a été Indiqué pour là ciment (p. 36). La balle de caoutchouc renfermant le plâtre gâché est d'abord abandonnée au repos. Le début de l'augmentation de température indique le commencement de la prise. Lorsque le gypse s'est un peu solidifié, on y découpe un segment à l'aide d'un couteau. De ce segment, on prélève de temps à autre des bandes de 3 mm. de lari^nr environ, que l'on applique sans pression sur les bords

C0APITBB XTX

de la b^Ue. On conlîpuc aiosi jusqu'au momcqt ou la bouîlUc commence à devenir grumeleuse et ne se laisse plus découper nettement et étendre sans pression. Ce moment indique la fin du temps pendant lequel le plâtre peut être employé à la truelle. La détermination do ce temps possède une grande imporlance pour l'emploi pratique du plâtre. Le moment où la colonne mercurielle a atteint son plus haut point est considéré comme le point final de la combinaison chimique du plâtre avec Teau, c'est«à-d ire comme la fin do la prise.

Le temps pendant lequel le plâtre peut Atre coulé est notablement plus court que celui pendant lequel il peut être étendu. On détermine la durcie de celui-ci comme il suit : on préparc une bouillie de plâtre dans les ménnes proportions que tout k rheure, mais en quantité double, on note le moment où tout le plâtre est introduit, on agite rapidement puis au bout de peu de temps on fait couler la bouillie en filet régulier et d'une hauteur modérée dans une deuxième hémisphère en caoutchouc. Cet essai de coulée est répété tooites les demi-minutes environ, jusqu'à ce que la bouillie de plâtre ne donne plus de filet continu. Le temps ainsi déterminé est celui peudant lequel le plâtre peut être coulé. Au lieu de couler réellement ie plâtre, on peut atissi tracer un sillon sur la bouillie de plâtre à Taide d*ui)c baguette de verre et à de courts intervalles. On observe le moment où le lilioQ no sp referme plus complètement, mais où il reste visible sous forme d*un enfoncement plat.

Le tableau suivant montre quels sont les nombres que fournissent par cet essai différentes sortes do plâtres commerciaux de bonne qualité.

Hésidi

mailles

il sur le

IfO mailles

tamis

mailles

Sa .F

Temps de cuulée

Temps H de plasticité U

Fin 1 de la prise ||

Elévation de température

min.

degrés

fiOO

Le gypse pour enduits exige notablement moins d*eau. Pour établir la proportion nécessaire, on continucTadditiondu plâtre jusqu'au moment où toute Teau est juste absorbée à la surface et où il apparaît une mince couche de plâtre sec d'un demi-millimètre environ d'épaisseur. On doit ainsi obtenir une bouillie épaisse, mais plastique, qui s'écoule lentement d'elle-même lorsqu'en tient verticalement une cuiller de forme pointue

remplie de cette pâle. Oq détermine par pesée, comme précédemment, la quantité de plâtre employée pour arrivera ce résultat ; pour loo gr. d'eau cette quantité varie entre 270 et 35o gr.

La durée de la prise se détermine à Taide de Taiguille de Vicat, comme il a été indiqué pour le ciment (p. 36). On remplit l'anneau d'ébonite de hooîliie préparée comme ci-dessus, en se servant de la cuiller et en évitant autant que possible les bulles d'air, puis on lisse la surface. Le commen- (*emeot de la prise correspond à Tinstant où Taig'uille ne traverse plus complètement le gâteau, la fîn à Tinstant où Taiguille n'y pénétre plus. Lorsque le plâtre est grossièrement broyé, il est nécessaire d'appuyer l'ai- ^ille en plusieurs points différents, car il peut arriver que de gros grains isolés s'opposent à la pénétration de l'aiguille et induisent en erreur. Pour le^ plâtres à prise très lente, la prise doit être considérée comme terminée dés que Taigaille ne s'enfonce plus que d'un demi-millimètre environ, car le durcissement ultérieur de la surface est extrêmement lent. Tandis que la prise du plâtre à modeler est terminée au bout de 3o à 5o minutes, celle du plâtre pour enduits dure en moyenne de 12 à 18 heures, parfois même jusqu'à 5o heures.

L'essai de la constance de volume et du foisonnement s'effectue de préférence sur des ^teaux préparés sous pression et avec une quantité d'eau relativement faible, possédant par suiteune très grande densité. Le mieux est de se servir du moule de Prussing décrit p. 49- La quantité d'eau employée doit être aussi faible que possible. Le mélange le plus avantageas est obtenu lorsque la pression la plus énergiq^ue que Ton peut réaliser à 1 aide de la presse à main fait juste apparaître une petite quantité d*eau. L'ne quantité d'eau plus faible que celle qui correspond à l'obtention de ce résultat nuit à la prise et par suite aussi à la résistance. Le procédé le plus sûr pour démouler le gâteau sans Tabîmer ne consiste pas k desserrer l'anneau mais à retourner le moule contenant le gâteau et le poinçon sous la presse, à poser le moule sur un anneau vide du môme ({tamètreet à chasser le gâteau par une action ménagée de la presse. Lorsque les gâteaux de ce genre sont exposés dans une atmosphère d'air chaud H saturé d'humidité on qu'on les pose par leur base sur une couche très mince d'eau saturée de plâtre, on remarque de notables modifications, si le plâtre est sujet à foisonner ; le diamètre du gâteau augmente en haut et en bas, tandis que la partie moyenne conserve à peu près sa grandeur primitive. ËQ outre, les gâteaux deviennent crevassés et friables. Cette épreuve peut être accélérée, comme pour le ciment, parla chaleur. Le procédé le plus rapide pour déceler le foisonnement consiste à chauffer longtemps le gâteau à 60-70® dans une atmosphère saturée de vapeur d'eau . Dans ces conditions, les phénomènes décelant le foisonnement se manifestent en quelques heures ; par suite, ce procédé convient tout particulièrement pour les fabriques de plâtre quand il s'agit d'éprouver rapidement un produit soupçonné de foisonnement. Par contre, il n'est pas absolument nécessaire qu'un plâtre qui foisonne dans les conditions de l'essai accéléré manifeste ce même défaut lors de l'emploi pratique.

Pour Pessai de résistance, le seul poiot intéressant est la résistance à la compression. Pour la déterminer, on se sert de moules cubiques de 5ocin* de surface construits comme il a éié indiqué pages 35 et 4o. L'inconvénient qui se manifeste ici est que le plâtre favorise la rouille du fer et qu'il adhèi'e si fortement au moule que les cubes sont endommag-és lors du démoulage. On y remédie en enduisant les surfaces intérieures des moules avec une solution alcoolique de gomme laque. Le rapport préalablement déterminé entre Teau et le plâtre doit être exactement observé. Le plâtre à modeler est coulé dans les moules tandis que le plâtre pour eiiduits y est introduit à l'état de bouillie assez ferme à Taide de la cuiller ; les bulles d*air sont éliminées autant que possible en les crevant à Taide de la pointe de la cuiller. Les moules sont remplis au-dessus des bords ; vers la fin de la prise, la masse de plâtre surmontant la surface du moule est enlevée par quatre sections verticales, de telle façon que la partie intérieure puisse tomber dans l'intérieur du moule. Quand le durcissement commence, tout le plâtre en excès est gratté à Taide d*un couteau. Le démoulage s'effectue lorsque la prise est terminée.

Les cubes doivent être conservés dans des conditions telles qu'il ne puisse s'évaporer de notables quantités d'eau. Si l'on veut conserver les cubes de plâtre pour enduits à l'état humide, on emploie de l'eau saturée de gypse.

L'écrasement des cubes s'effectue à Taide de la presse de 3o tonnes décrite page 48» exactement comme pour le ciment.

L'essai des objets en. plâtre ou des parties de construction, les enduits par exemple, se borne généralement à la détermination de la porosité et à la recherche des matières étrangères.

I^ porosité se détermine comme il a été décrit au sujet des poteries mais en se servant de pétrole au lieu d'eau et en effectuant la dessiccation sur l'acide sulfurique à la température ordinaire.

Le procédé le plus simple pour rechercher les matières étrangères consiste à lessiver abondamment par l'eau un échantillon finement pulvérisé ; le plâtre finit par être complètement dissous, tandis que les corps étrangers, tels que le sable, les scories, l'argile broyée restent comme résidu. La recherche du ciment mérite une attention particulière ; on l'effectue en dosant l'acide siliciquc combinable et la chaux non combinée à l'acide sulfurique. Il est encore assez fréquent qu'on ajoute du ciment au plâtre car on ne sait pas assez que cette addition diminue la résistance finale, provoque le foisonnement et peut entraîner la destruction complète de l'enduit.

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