ANALYSE PROPREMENT DITE

Le choix de l'échantillon est d'une grande importance : il doit représenter aussi exactement que possible la moyenne du banc dont on doit employer les produits après cuisson ; la prise d'essai est souvent fort difficile.

Les bancs calcaires ne sont généralement pas très-homogènes, et on serait souvent induit en erreur grave si on faisait l'analyse sur un échantillon pris au hasard. Ainsi, dans les calcaires du Theil, qui peuvent être considérés comme présentant une assez rare homogénéité, plusieurs des bancs offrent d'une exirémité à l'autre d'une môme carrière des différences de 4 à 5 pour 100 dans la proportion du sable fin et de l'argile, rapportée au poids total de l'échantillon, ce qui répond à des variations de 25 à 35 pour 100 dans le poids de l'argile et du sable fin. Une différence aussi grande doit avoir une notable influence sur la qualité des produits. Les calcaires à chaux et ciments hydrauliques peuvent contenir : du sable quarlzeux en grains fins et gros, de l'argile, de l'oxyde de fer, de la chaux, de la magnésie, de l'acide carbonique, des matières bitumineuses, de l'eau, des pyrites de fer, et même une certaine proportion de sulfate et de phosphate de chaux.

Une forte calcination, sous la moufle d'un fourneau de coupelle, fournit ensemble l'eau, l'acide carbonique et les matières bitumineuses. Il est convenable de doser l'acide carbonique dans une opérationspéciale : son dosage, comparé à ceux de la chaux et de la magnésie^ indique si ces deux bases sont entièrement à l'état de carbonates, et par suite met en garde contre la présence d'une proportion notable de sulfate et de phosphate de chaux. On déduit par différence l'eau et les matières bitumineuses, qu'on n'a aucun intérêt à évaluer séparément.

La présence des matières organiques en forte proportion empêche presque toujours de faire les dosages des bases sur le calcaire lui-même et force à procéder à l'analyse sur le produit de la calcination sous la moufle. Les résultats ne se rapportent plus alors au calcaire proposé, mais seulement au produit spécial obtenu au laboratoire. On ne peut pas diriger le grillage sous la moufle de manière à produire à peu près les mêmes réactions que la cuisson pratique : il y a toujours une différence notable dans la composition chimique des produits de ces deux opérations analogues, mais non semblables. Les résultats obtenus ne se rapportent donc pas non plus à la chaux ou au ciment hydraulique qui seront fournis par la cuisson.

Les calcaires bitumineux contiennent fréquemment de la pyrite de fer en mélange intime, et donnent des chaux ou ciments qui renferment une proportion assez forte de sulfate de chaux. Ce composé, surtout lorsqu'il est en proportion assez grande, est certainement nuisible dans les mortiers, d'abord parce qu'il est soluble dans l'eau, et principalement ensuite parce que sa solidification n'a pas lieu en même temps que l'hydratation des composés de la chaux avec la silice et l'alumine.

On n'a du reste pas encore déterminé les limites que la proportion de ce composé ne doit pas dépasser dans les matériaux hydrauliques, et par conséquent on ne peut pas affirmer qu'un calcaire renfermant des pyrites ne pourra pas donner des produits susceptibles d'être employés avec avantage.

Les calcaires non bitumineux ne contiennent pas de pyrites régulièreinent disséminées, mais bien des nids de cette substance. Il est par suite assez facile de les séparer dans le cassage de la pierre, et il n'y a pas lîea de les considérer dans l'analyse. II y a donc une grande différence entre la marche à suivre pour les calcaires renfermant des matières organiques et ceux qui n'en contiennent pas : nous les considérerons séparément.

Calcaires ne contenant pas de matières organiques. — Nous rangeons dans cette catégorie tons les calcaires qui renferment une proportion de matières oi^aniques assez faible pour que leur présence n'ait pas d'influence notable sur les dosages, et pour qu'on puisse s'assurer par l'examen à la loupe de l'absence des pyrites de fer disséminées.

On cotnmence par rechercher si le calcaire proposé ne renferme pas de sulfate de chaux, en faisant digérer longtemps dans l'eau un certain poids de l'échantillon bien porphyrisé. Dans le cas de la présence du sulfate de chaux, on doserait assez facilement dans la liqueur divisée en deux parties, l'acide sulfurique et la chaux. On continuerait ensuite l'analyse sur la partie insoluble dans l'eau.

Nous conseillerons d'employer pour cette analyse la marche suivante :

Le calcaire est attaqué par l'acide azotique; la liqueur est évaporée jusqu'à siccité, et le résidu traité par l'acide azotique étendu.

La dissolution contient : de la chaux, de la magnésie, de l'oxyde de fer et même de l'alumine dans le cas des calcaires argileux : ces bases sont séparées et dosées par les méthodes ordinaires.

La partie insoluble doit être analysée avec soin ; elle renferme : du sable quartzeux, de l'argile inattaquée par l'acide, et de la silice provenant de la partie attaquée de l'argile. La silice est enlevée par une digestion de vingt^quatre heures dans une dissolution faible de potasse, et sa proportion est déterminée.

€ette évaluation donne un renseignement utile sur l'état chimique de l'argile, et peut servir jusqu'à un certain point à faire présumer la facilité, plus on moins grande, avec laquelle la chaux agira sur l'argile pendant la cuisson ; mais elle ne peut conduire à aucun résultat précis.

Le second résidu, sable et argile inattaquée, est traité par fusion avec du carbonate de soude. On sépare et on dose la silice et l'alumine.

D'après le poids de l'alumine, trouvé dans les deux parties de l'analyse^ on calcule la proportion d'argile, en admettant qu'elle renferme â parties de silice pour 1 partie d'alumine. On déduit par différence la proportion de sable. D'un autre côté, les opérations préliminaires ont fait connaître la quantité de gros sable quartzeux : on déduit par suite celle du sable fin.

Dans l'interprétation des résultats, on peut admettre qu'une cuisson longtemps prolongée pourra faire agir complètement la chaux et la magnésie sur le sable fin et sur Targile, pourvu que le mélange de ces matières avec les carbonates soit suffisamment intime. Mais il est certain

que le gros sable ne sera que partiellement attaqué et qu'il le sera d'autant moins ^ue les grains seront plus gros. Il est donc nécessaire de ne considérer que le sable fin et Targile comme pouvant être rendus actifs par une seule cuisson. Le gros sable produira certainement une certaine quantité de silicates, et par suite sa présence ne peut être négligée; mais il est impossible de prévoir dans quelle proportion il pourra devenir actif.

On a proposé de classer les calcaires, sous le rapport de rbydraulicité des produits obtenus par la cuisson, d'après la proportion de sable fin et d'argile contenus. La classification est certainement défectueuse, car l'homogénéité du mélange de sable, argile, carbonate de chaux, son intimité» la grosseur des grains de quartz, doivent influer sur la qualité des chaux au moins autant que les proportions prises en valeur absolue. En outre, le sable fin ne donne pas les mômes combinaisons que l'argile ; la pratique a démontré que le silicate de chaux tout seul peut donner de bons résultats. Mais il n'est pas encore possible, dans l'état actuel de la question, d'énoncer quelle proportion de sable fin répond à l'argile pour donner des produits d'une qualité déterminée.

D'ailleurs, les précautions adoptées dans la mise en œuvre exercent aussi une grande influence sur les résultats définitifs.

Pour toutes ces'raisons, nous pensons qu'il n'est pas possible de dire, à j9riort\ d'après l'analyse d'un calcaire, si le produit de la cuisson sera delà chaux hydraulique ou du ciment. L'emploi en grand peut seul indiquer la nature hydraulique du produit de la cuisson dans des conditions . déterminées.

On peut seulement présumer qu'un calcaire contenant un mélange intime et homogène de i2à 18 pour 100 de sable fin et d'argile donnera de bonne chaux hydraulique et qu'un calcaire renfermant de 18 à â5 pour 100 d'argile pourra produire du ciment.

Nous avons supposé dans l'analyse précédemment exposée que le calcaire ne contenait pas de phosphate de chaux en notable proportion ; mais il est bon de s'assurer de l'absence de ce corps qui modifierait beaucoup la marche de l'analyse : on attaque un poids déterminé du calcaire par l'acide azotique étendu, et, dans la liqueur claire, on verse du molybdate d'ammoniaque : une simple coloration indique seulement des traces d'acide phosphorique ; un précipité sensible, annonçant une proportion dosable d'acide, ferait connaître la nécessité de modifier la marche de l'analyse.

La présence du phosphate de chaux est du reste un cas très-rare, pour ainsi dire exceptionnel.

Calcaires retifet^nant des matières organiques. — Les calcaires imprégnés de matières organiques, contiennent assez fréquemment des pyrites disséminées, qu'il est presque toujours impossible de discerner à la loupe. Leur effet le plus nuisible est de produire du sulfate de chaux pendant la cuisson ; aussi doit-on chercher à déterminer le sulfate de chaux

existant après un grillage sous la moufle, au lieu d'évaluer celui qui est tout formé dans le calcaire lui-même : il est certain que le grillage sous la moufle produira plus de sulfate de chaux que la cuisson pratique, et par suite on aura une limite supérieure de la proportion du sel qui pourra se trouver dans la chaux ou dans le ciment.

Le grillage souS la moufle doit être conduit très-lentement, à une température un peu supérieure au rouge sombre; il doit être être terminé un peu au-dessous de cette température, aûn que Tacide carbonique du foyer, pénétrant dans la moufle, puisse saturer la plus grande partie de la chaux amenée à Tétat caustique dans la première période de l'opération.

La matière refroidie est mise en digestion avec une très-grande quan* tité d'eau et y est maintenue assez longtemps pour que le sulfate de chaux puisse se dissoudre dans la liqueur; on dose seulement l'acide sulfurique dont le poids permet de calculer le sulfate de chaux.

Nous pensons, sous toute réserve, qu'on ne doit pas employer dans les constructions à la mer des chaux ou ciments qui renferment 5 à 6 pour 400 ou plus de sulfate de chaux. Les expériences faites sur Tin* fluence du sulfate de chaux dans les mortiers ne sont pas suffisantes pour fixer une limite exacte.

L'analyse ne pouvant pas être faite sur le calcaire lui-même, il faut procéder aux dosages sur la matière grillée. On traite par l'eau pour dissoudre le sulfate de chaux, et en môme temps la chaux qui existe à l'état caustique ; on dose la chaux par la méthode ordinaire.

La partie insoluble est traitée par l'acide azotique, et les opérations sont conduites 'comme pour les calcaires non bitumineux. On n'a plus aucun intérêt à faire le dosage de la silice amenée à l'état gélatineux par l'action de l'acide azotique, parce que le grillage a fait agir partiellement la chaux sur le quartz et sur l'argile.