CHAPITRE III. t

De la chaux durcissante a l’eau.

Parmi les pierres qui produisent de la chaux propre aux constructions sous l’eau, ou exposées à l’humidité, on distingua d’abord la pierre de Léna. Bergmann paraît être le premier qui ait dirigé l’attention sur cette espèce de chaux , et qui ait cherché à faire connaître la cause de ses effets. Il dit, dans ses Opuscules (i), que la chaux noire que l’on prépare à Léna , dans la province d’Uplande, fait un excellent mortier, qui se durcit bien plus promptement que le mortier ordinaire , et même dans l’eau. Cette qualité parait provenir, dit ce savant, plutût du manganèse que du fer, puisque les pierres calcaires, privées du manganèse, et chargées d’une quantité de fer, égale à celle que contient la pierre de Léna, donnent une couleur plus faible. 11 y a dans plusieurs endroits de la Suède , des pierres calcaires qui noircissent par la calcination , et qui ont, certainement, la même propriété.

Avant de prononcer, d’une manière aussi affirmative, sur la cause du durcissement de cette chaux , il aurait été à désirer, que le célèbre professeur d’Upsal , eut fait, l'analyse de cette pierre à chaux, et en eût fait connaître les parties constituantes.

Guy ton de Morveau, persuadé, d’après l’assertioudeBerg-

(i) Opuscules de Bergmann, traduits en français par Guy ton de Morveau,

a* volume, page a36. ,

mann , que le manganèse était la cause du durcissement daus l’eau, des chaux qui jouissaient de cette propriété , se procura six sortes de pierres à chaux , qu’on lui assura être employées , avec succès , dans les constructions hydrauliques : i° celle de Léna, province d’Uplande; 2 0 d’Ath en Tournaisis ; 3° de Millerai en Savoie; 4 ° de Morex , daus le pays de Gex ; 5° celle que l’on emploie à Lyon , pour faire le béton ; 6° de Brion en Bourgogne. Il calcina ( 2 ) ce5 pierres , alin de comparer leur perte par le feu et la couleur qu’elles acquéraient; il les lit dissoudre ensuite dans l’acide nitreux, puis les traita avec le nitre. Voici les résultats qu’il obtint sur dix parties : . .

Espèce de pierre.

Perte par le fan.

Couleur obtenue.

Perte dans l'acide nitrique.

Couleur de la fusion avec le nitre.

Pierres de Lena

d’Aih en TonrnBtait. ..

de Millerai en Savoie. . .

de More*

de Lyon.........

de Brion

Braae-noîtitre

Crise -blanchâtre. ....

Blanche., .... ...... .«

Rï Un clair

Blanche. ..

Brun sombre. .......

Teinte vcïio foncée.

N'a pas verdi.

Un point vert.

Tracra verira.

Avne vert sensible.

Comme les pierres manganésifères brunissent et noircissent en les exposant à l’action du feu , et quelle» produisent des traces verdâtres , lorsqu’on les fond avec le nitre , Guyton conclut, de ces expériences, que parmi ces six sortes de pierres , trois contenaient du manganèse , savoir : celles de Léna , de Morex et de Brion , et que les trois autres : celles d’Ath , de Millerai et do Lyon j n’en contenaient pas; puis, conformément au principe établi par Bergmann , que le manganèse donnait k la chaux la propriété de se durcir

dans l’eau. Guyton regarda les pierres de Léna , de Morex

(i) Académie de Dijon, année i}83 , a* semestre, page 93 .

et de Brion , comme les seules qui puissent donner de la chaux propre à être employée dans les travaux hydrauliques; et celles d’Ath , de Millerai et, de Lyon , comme n'y étant pas propres ; mais , comme ces trois dernières pierres fournissent, réellement , de la chaux que l’on emploie avec beaucoup de succès, pour les constructions qui s’exécutent dans l’eau , et que les mortiers qui en proviennent s’y durcissent facilement, le savant académicien de Dijon observe qu’il est possible qu’il se trouve des pierres de deux espèces dans la même carrière, et peut-être par bancs minces et entremêlés, qu’il serait difficile de séparer; or, dans ce cas, le mélange pourra bien donner une chaux maigre, si l’on veut, une chaux plus lente à durcir , se délayant même, d’abord, en partie dans l’eau , mais formant dans la suite un béton solide.

Persuadé, d’après l’observation de Bergmann, que le manganèse était le principal agent du durcissement des chaux ; convaincu ensuite, par une analyse, faite à l’école Polytechnique , de la chaux de Metz , qui contient ,

Acide carbonique 39,00

Chaux 44>5o

Silice .... 5 ,a 5

Alumine i,a 5

Manganèse 3 , 5 o

Fer oxidé. . 3 , 20

Eau 2,a5

Perte. . i,o 5

Guy ton mélangea quatre parties d’argile grise (1) et six

( 1 ) Annales de Chimie, lorae XXXVII, page a5g.

d’oxide noir de manganèse , à 90 parties de bonne pierre à chaux , réduite en poudre.

Ce mélange ayant été bien calciné et refroidi , il le pétrit , en consistance de pâte molle , avec 60 parties de silice.

On conservait encore, en i8i5 , au laboratoire de l’Ecole Polytechnique, une boule de mortier, préparée de cette manière , et dans ces proportions , à la séance du 29 pluviôse an 5 , 11 février 1797 ; cette boule, ayant été immédiatement jetée dans l’eau , elle s’y durcit , et y prit une pesanteur spécifique de a, 23 i.

Saussure a trouvé , à Chamouni , plusieurs carrières de pierres dont la chaux se durcit promptement , et peut être employée avec avantage dans les constructions sous l’eau. Parmi les pierres qu’il indique (1) , il distingue principalement la pierre de Saint-Gingoulph et celle de la côte dePiget. La première est coupée par des veines noires manganésifères ; elle est parsemée de points noirâtres également manganésés ; la seconde u’a donné aucun indice de ma nganèse , soit en la traitant avec du nitre , soit en la traitant par les acides , mais bien des indices de fer, dans des proportions assez considérables. Cette observation l’a conduit à croire que le manganèse n’était pas la seule substance qui pouvait contribuer à la solidification de la chaux dans l’eau.

Mais il est vraisemblable, dit le célèbre lithologue genevois, qu’indépendamment du manganèse, les parties de silex, qui se trouvent mêlées naturellement dans quelques espèces de pierres à chaux, contribuent à rendre leur mortier plus fort et plus tenace; car il est certain que les matières qui ont subi l’action du feu , la brique pilée , le mâchefer , les

( 1 ) Voyage dans les Alpes, § 3yi.

pouzzolanes , forment , avec la chaux ordinaire , des ciments qui résistent à l’eau, mieux que le mortier fait avec le sable cru ; d’où il suit que les parties de quartz et même d’argile, qui sont mêlées dans certaines pierres à chaux , et qui se calcinent avec elles, quand on les réduit en chaux , doivent contribuer à la dureté du mortier que 1 ou forme avec cette chaux , en même temps quelles la rendent maigre , c’est-à-dire , exigeant une moins grande quantité de sable -, c’est là, sans doute, la raison de la qualité des chaux maigres qui ne contiennent point de manganèse. La pierre de la côte du Piget, par exemple (1), contient 1 1 pour cent de parties insolubles dans les acides ; celle du Planet (2), a et demie seulement. Mais l’influence du manganèse paraît être bien plus grande , que celle de ces parties siliceuses 5 car les veines violettes de la chaux de Saint-Gingoulph , qui , d’après l’expérience , donnent la chaux la plus forte , ne contiennent que 4 et demi de parties insolubles , tandis que les parties fauves qui forment le fond et la partie la moins active de cette même chaux , en contiennent 1 4 et un huitième.

(1) Cette pierre (") est d'un gris obscur , dure, compacte et mêlée dun sable quartzeux, dont l'acier tire étincelles. Lorsqu’on la réduit en chaux, on trouve souvent, dans les fours, ce que les paysans appellent des crapauds , c’est-à-dire, des morceaux qui ne sont pas calcinés , sans doute à cause de la quantité de sable dont ils étaient remplis. La chaux que produit cette pierre est aussi de 1 a chaux maigre.

(1) Cotte pierre calcaire est du genre de celle qui donne de la chaux maigre ; elle est disposée par couches dont la position varie; la plupart de ces couches, sont composées d’un tuf poreux et pourtant assez pesant , de couleur jaunâtre , avec des veines blanches de spath , confusément cristallisées ; on en trouve aussi, mais plus rarement, des couches entièrement solides.

(*) Vojsge <1 au les Alpes, 1 709.

J. Smeaton, chargé de la construction du fanal d’Edystone, en Angleterre , üt plusieurs recherches sur la nature de la chaux et du ciment propres aux constructions hydrauliques, afin de déterminer le meilleur ciment (i); il prenait la quantité nécessaire des divers ingrédiens, pour en former une boule d’environ 2 pouces de diamètre. Cette houle, laissée à ellemême, après avoir été malaxée, jusqu’à ce qu’elle fût devenue assez dure pour résister à la pression des doigts , se mettait dans la quantité d’eau nécessaire pour la couvrir en entier, et les effets de cette immersion, plus ou moins prolongée, décidaient de la bonté de la composition.

Quelles que fussent les proportions du mélange de chaux et de sable, dans ces boules , si elles ne renfermaient pas d’autres ingrédiens, le séjour dans l’eau les détruisait toujours. Des compositions formées de deux parties de chaux éteinte, sur une de traas , résistaient ordinairement à cette épreuve ; mais les proportions de parties égales des mêmes ingrédiens, lui résistaient presque toujours.

M. Smeaton ayant ouï dire (2), qu’on tirait d’Aberthow, dans le comté de Glamorgen, une chaux, qui avait la propriété de se durcir dans l’eau , comme le mortier de traas , il se procura des échantillons de la pierre et la calcina luimême ; elle exigea beaucoup de feu pour sa parfaite calcination ; la pierre était d'un bleu fade , avec quelques points brillans ; la chaux qu’elle donnait était de couleur fauve. Cette chaux parut avoir un très grand avantage sur l’autre , employée avec le traas, dans les deux proportions indiquées;

(1) Bibliothèque britannique , tome III, pages jo i et 10a. (a) Idem, page io 3 .

et cet avantage s’accrut à mesure que les boules furent conservées plus long-temps.

En essayant la pierre d'Aberthow , par l’acide nitrique , Sraeaton remarqua qu’elle s’y dissolvait; que la solution (1) était de couleur foncée et fort trouble ; il trouva , au fond , un peu de sable, dont quelques grains étaient trapsparens comme du cristal ; la terre qui troublait la solution , lorsqu’elle fut lavée et rassemblée en boules, paraissait être une glaise bleuâtre très fine, qui pesait environ un huitième du poids total de la pierre. Une de ces boules , mise au feu, y acquit la dureté d’une bonne brique , d’où il conclut , qu’il entrait du fer dans sa composition. Cette boule avait perdu, pendant la cuisson , environ un quart de son poids.

. Ayant réuni neuf variétés de pierres calcaires, qui produisaient des chaux analogues à celles d’Aberthow , il les fit dissoudre dans l’acide nitrique , et elles lui donnèrent toutes , de l’argile, dans des proportions qui varient, depuis 0,06 jusqu’à 0,20 du poids total (2); et la diminution de leur poids, par la calcination , varie entre j et .

Il trouve ( 3 ) que la texture , la couleur , la dureté des pierres calcaires , ne sont point des indices constans de leur qualité, comme pierres à chaux maigres. L’analyse même, qui montre dans leur composition de la glaise et du sable , quoiqu’elle soit un fort préjugé en leur faveur r n’est pas toujours un indice certain ; mais ce dernier caractère , joint à la couleur fauve de la chaux , annonce toujours la véritable chaux maigre. Ainsi , que la pierre soit bleue , blanche ou

(1) Bibliothèque britannique, tome III, page 107. (a) Idem, page 307.

brune, qu’elle soit dure ou tendre, si elle prend, à la calcination , cette couleur bien décidée, elle est bonne pour les constructions hydrauliques. •

Les observations de Smeaton , celles de Saussure , persuadèrent un grand nombre de savans , que le manganèse n'était pas essentiellement nécessaire à la composition de la chaux , propre à former des mortiers durcissans dans l’eau ; plusieurs crurent que , comme les oxides métalliques exercent une grande action sur la dessiccation des mortiers , l’oxide de fer pouvait suppléer à l'oxide de manganèse; qu’ainsi ., on pouvait attribuer à l’oxide de fer , l’action solidifiante d’un grand nombre de chaux , qui ne contenaient pas de manganèse. <

Collet-Descotils, en analysant de la chaux de Senonches (i), que l’on emploie à Paris, avec quelques succès, dans les constructions hydrauliques , remarqua qu’elle contenait , indépendamment de la chaux et de l’acide carbonique , un quart de silice extrêmement fine , avec une très petite proportion de magnésie , d’alumine et de fer. Cette silice, dit Dtecotils, qui n’est point attaquée lorsque l’on dissout, dans les acides, la pierre -calcaire <le Senonches, se dissout presque en entier , lorsque l’on soumet à leur action , la chaux fabriquée avec cette même terre : la silice doit se trouver , par conséquent , dans la chaux, dans un état propre à éprouver, l’action des agens chimiques; et il est très probable quelle contracte , par l’addition de l’eau , une union intime avec la chaux , union qui doit être moins attaquable, que la chaux seule, par l’action de l’atmosphère et de l’eau. La forte pro-

(t) Journal des Mines, lome XXXIV, page 3og.

portion de silice explique, d’ailleurs, pourquoi la chaux maigre foisonne moins que Ja grasse.

D’après ce qui vient d’étre exposé, il paraît très vraisemblable, que la condition essentielle, pour qu’une pierre calcaire fournisse de bonne chaux maigre, est , qu’elle contienne une grande quantité do matière siliceuse, disséminée on particules très üties; car il semble peu probable, que les très faibles proportions d’alumine , de magnésie et d’oxide de fer , quî peuvent s’y trouver, aient une inlluence si notable sur ses propriétés.

Voulant connaître la nature et les composons do la chaux de Senonches, nous avons prié M. l’ingénieur en chef des Ponts et Chaussées , Girard , de nous procurer un échantillon de cette espèce de chaux , que nom* avons analysée, avant d’avoir eu conuaissance.de l'analyse de l’ingénieur en chef des Mines, Collet-Descotils. Nous l'avons trouvée composée de 79,35 de chaux, f), 5 o de silice, 9,80 d’alumine et i ,35 d’oxide de fer; et comme notro pierre était à l’état de chaux p 011 peut conclure, que la proportion de silice n’aurait été que de 0,057 , sf nous eussions analysé la pierre. M. Vitalis , qui avait analysé la chaux de Senonches avant nous , avait trouvé 0,1a d’alumine, o,tG de silice, et o,on de fer (t). Ce résultat concordait assez bien avec celui que nous avons obtenu, à la proportion d’alumine près; mais il s'écartait trop de celui de M. Descotils , pour ne pas désirer que l'analyse fût refaite de nouveau.

Nous fîmes, en conséquence, passer au célèbre M. Vauquelin, une portion de chaux de Senonches, provenant d’un nouveau fragment, qui était tombé en efflorescence, par sonex-

(1) Annales de Chimie, tome LXXXVIII , page at.

i 7 a FABRICATION

position à l’action de l’air : nous le priâmes d’en faire l’analyse , après lui avoir fait connaître les différences que l’on remarque dans les résultats de MM. Vitalis , Descotils et nous; Voici sa réponse.

Dix grammes de cette chaux , en l’état où l’on me l’a envoyée, ont été dissous dans l’acide muriatique ; la combinaison s’est faite avec effervescence.

De ces dix grammes de chaux , trois décigrammes de silice très divisée, ont refusé de se dissoudre. *

La dissolution , qui avait une couleur jaunâtre , évaporée à siccité , a pris , avant d’arriver à' cet état , la forme gélatineuse. - .•

Le sel qu elle a fourni , redissous dans l’eau , aiguisé d’acide muriatique , a laissé une matière grenue , légèrement rosée, qui était de la silice ,*mêlée d’un atome d’oxide de fer; elle pesait cinq décigrammes.

La liqueur qui avait fourni cette silice , mêlée avèc de l'ammoniaque , a donné un précipité jaunâtre, lequel, traité par une dissolution de potasse caustique , a donné , d'une part , dix centigrammes d’alumine , et , de l’âUtre , quinze centigrammes de fer oxidé, mêlé à un atorqe de magnésie.

Dix grammes de cette chaux ayant perdu trois grammes deux dixièmes par la calcination, c’est comme s’il n’avait opéré que sur six grammes huit dixièmes de chaux pure.

En conséquence, cette chaux contient, par quintal:

i°. Chaux pure. 84 , 56 .

, a 0 . Silice , . . . 11,70.

3 °. Fer mêlé de magnésie. . . . 2,20. 4 °. Alumine.’ 1,54.

Si la chaux eût été k l’état de carbonate, la proportion de silice n’anrait été que de 0,07.

En comparant ces analyses, on voit que celle de M. Vanquelin s’accorde avec celle de Descotils , en ce qu’ils n’ont trouvé, l’un et l'autre, qu’une très petite quantité d’alumine, et qu’une portion de la silice était, dans leur chaux, à l’état de combinaison. On voitëgalement, que l’analyse deM.Vauquelin s’accorde avec celle de Vitalis, et la nétre, par la proportion de silice, qui estde 0,07 dans 1 ’analyse de M. Vauquelin,deo,o6dans cellede Vitalis, et deo/>57 dans lanôtre.O»voiten fin, queces trois dernières analyses, diffèrent decellede Descotils, qui porte la quantitéde silice à un quart, o,a 5 , tandis qu’elle n’est que d’un quatorzième au plus, c’est-à-dire 0,07 dans l’analyse de M. Vauqueli n , qui a trouvé la plus grande proportion de silice.

Quatre hypothèses ont. été successivement proposées, pour expliquer la propriété durcissante ^le la chaux , que l’on emploie dans l’eau. Bergmann la attribuée au manganèse; plusieurs savans , à l’oxide de fer; Smeaton , à une proportion d’argile, variant entre 0,06 et 0,30; Saussure et Descotils, à la silice. Cette propriété serait-elle favorisée par l’une de ces substances exclusivement? on par ces trois substances séparées on réunies? C’est une question qu’il est convenable d’examiner, et de discuter, autant que l’état actuel de dos connaissances nous le permettra. g

Bergmann ayant trouvé du manganèse dans la pierre de Léna , a attribué à cet oxide métallique la propriété durcissante de la chaux, sans rechercher , ni connaître, si d’autres causes, si d’autres substances pouvaient y influer. Guy ton, * ayant trouvé (1) que cette terre contenait de la silice, en pro-

(t) Académie de Dijon, année 1783, a* lemestre, page 96.

I 7 4 fabrication

portion assez considérable, on serait porté à adopter l’hvpo- • thèse dé Descotils , et à attribuer sa propriété durcissante à la silice; enfin, comme cette pierre contenait aussi de l’oxide de fer, il serait également possible de regarder l’oxide de 1er comme ta cause du durcissement ; mais l’expérience de Guyton , qui a obtenu un mortier durcissant dans l’eau , en calci nant 90 parties de marbre, 6 d’oxide de manganèse et 4 d’argile, et en pétrissantensuitecettechauxavocCo parties de silice: celte expérience, disons-nous, est une preuve absolue, que l’oxide de manganèse contribue au durcissement de la chaux.

Sr l’on voulait, toutefois, attribuer le durcissement au sable siliceux que l’on a mêlé et malaxé avec la cbatu , pour faire le mortier , nous observerions que , dans quelques proportions que le sable, purement quartzeux , soit mélangé Avec la cbaux, il ne contribue en rien au durcissement du mortier fait' avec de la chaux grasse ; et s’il fallait citer d’autres expériences que les nôtres , nous rapporterions celles de Smeatou. Quel que soit (1) ( dit cet habile constructeur) la proportion du mélange de sable et de chaux dans les boules , fortement malaxées , le séjour dans l’eau les détruisait toujours , si elles ne renfermaient pas d’autres ingrédiens.

Comme toutes les pierres à chaux, propres à faire un mortier durcissant dans l’eau, analysées par Saussure, Smeaton, Guyton, Vauquelin, Despotils, etc. , et qui ne donnaient pas d’indice de manganèse, contenaient cependant toutes de l’oxide de fer, de la silice et de l’alumine, il serait difficile «ans un nouvel examen, d’assurer, si la propriété durcissante appartient à l’une ou l’autre de oes substances séparées, ou à oes substances combinées deux à deux ou trois à trois. leiles ob-

(1) Bibliothèque britannique, tome III, page 103,

servations de Smcaton viennent encore faciliter la solution de la question. L’analyse (i)qni montre, dit cet ingénieur, dans la composition de ces pierres, delà glaiseet du sable, quoiqu’elle soit un fort préjugé en leur faveur, n'est pas toujours un indice certain ; mais ce dernier caractère, joint « la couleur fauve de la chaux, annonce toujours la véritable chaux maigre, c’est-à-dire durcissante à l’eau : or, il est facile de voir, que cette couleur fauve provient de l’oxide de fer ; d’où il résulterait, qnc ce serait à l’oxide de fer, et non à la silice et à l’argile, que la propriété durcissante appartiendrait, ou mieux, comme le croyait Smeaton, à la réunion de ces trois substances.

Une nouvelle observation , qui semblerait favoriser cette conclusion, c’est que les chaux grasses, mélangées, pétries , malaxées avec le sable siliceux ou argileux, produisent des mortiers que l’eau attaque, dissout et décompose; tandis que, lorsqu’ils sont formés de deux parties de chaux éteinte, sur deux de traas (a), de pouzzolane (3) ou même de scories , toutes substances qui contiennent de l’oxide de fer, ils résistent parfaitement à l’action de l’eau.

Voulant encore éclaircir cette question et la résoudre par des expériences directes (4) , nous fîmes des mélanges de chaux deChâteau-Landon et de sable siüceux pur, dans diverses proportions, c’est-à-dire, — , -J , £ et f Nous enfermâmes ces mélanges dans des creusets, et nous les fîmes remettre à M. l’in- ■ •

(i) Bibliothèque britannique, tome III, page toa.

(a) Idem, page toa.

( 3 ) Annales de Chimie, tome XXXY 1 I , page a6i.

(4) U est de notre devoir de faire remarquer, que toutes ces expériences furent faites en 1806 ou t8o 7 , conséquemment long -temps avant que M. Vicat, et un grand nombre d’autres savans, ne s'occupassent des ohaux maigres factices, durcissant à l'eau.

i 7 6 FABRICATION

génieur des Mines Brongniard, directeur de la Manufacture royale de Porcelainede Sèvres. Ce savant estimable eut la bonté de faire exposer nos creusets à l'action du feu de porcelaine, en les faisant placer dans les fours , avec les matières qui devaient y être cuites. Les creusets nous ayant été remis, après leur sortie des fours, nous observâmes d’abord, que la silice était parfaitement combinée , et que la chaux s’éteignait bien , quoique lentement. Ayant mêlé cette chaux avec deux fois son ]K>ids de sable siliceux, ce qui correspond à peu près à égalité de volume de chaux vive et de sable , ou à deux parties de chaux éteinte, sur une de sable, tous les mortiers que nous formâmes, avec ces quatre espèces de chaux , furent attaqués par l’eau et s’y délayèrent entièrement. Les mêmes mortiers , desséchés à l’air, sans avoir été exposés à l’action de l’eau , acquéraient peu de cohérence; ils se brisaient avec une extrême facilité.

Quelque positif que soit ce dernier résultat, nous ne dissimulerons pas, qu’il contrarie l’opinion que nous nous étions formée , des grands effets qui nous paraissaient devoir résulter de l’action de la chaux sur la silice, pendant leur calcination réciproque; il semblait si naturel de conclure, de cette action, un résultat différent de celui que l’expérience a donné!

Nous avons fait, sur les combinaisons de chaux et d’alumine, des expériences analogues à celles de la chaux et de la silice : nous avo ns mélangé de l’ai um i ne, dans les proportions de , tj , j ^ , 3 . Après la calcination , les chaux provenant de ces combinaisons se sont parfaitementéteintes,quoiqu'avec un peu plus de lenteur que la chaux pure ; et l’extinction était d’autant plus lente, que la chaux contenait plus d’alumine. Ces chaux, mêlées avec le double de leur poids de sable siliceux , ont produit des mo^iers qui se sont durcis à l’air, qui y ont acquis une cohésion assez forte, mais qui n’ont pu résister à l’action de l’eau.

Ayant répété les mémos expériences, avec îles combinaisons dechaux et d’oxide de fer ou de manganèse, nous avons obtenu des chaux qui s’éteignaient , pluSou moins facilement , selon la proportion de l’oxide mélangé et le degré de température quelles avaient éprouvé. Lorsque la température était trop élevée, le mélange acquérait un commencement de vitrification; nods obtenions une espèce de lave, de scorie, qui n’avait plus aucune des propriétés de la chaux. Mais toutes les fois que la température avait été suflisante pour calciner parfaitement la pierre sans la vitrifier, la chaux obtenue s’éteignait complètement; alors la chaux présentait des qualités qui dépendaient de la proportion de l’oxide mélangé. Lorsque l’oxide dépassait 0,12 a o,i5 du mélange, il était excessivement diflicilede la délayer, et l’on ne pouvait faire prendre du corps à la chaux, lorsque la proportion était moindre ; souvent la chaux se solidifiait dans l’air. Nous avons répété ces expériences plusieurs fois, à cause de la persuasion où nous étions, que les oxides de fer et de manganèse, devaient donner à la chaux la propriété de se durcir; cependant, rarement la chaux s’est durcie seule, mais, en y ajoutant du sable siliceux, nous sommes parvenu à en faire un excellent mortier propre aux constructions sous l’eau.

Ces expériences ont été répétées sur des pierres calcaires , qui ont naturellement des proportions considérables d'oxide de fer etde manganèse. Nous avons calciné diflérens morceaux, <| ui contenaient o,i5 à 0,25 d’oxide de fer et de manganèse. L’ingénieur Brédif a répété les mêmes expériences, sur la chaux carbonatée ferrifère et manganésifère de l’esey; et comme nos résultats se sont parfaitement rapportés, nous allons transcrire les détails que M. l’inspecteur divisionnaire Schreiher nous a envoyés sur cet objet.

Si* morceau* ont été mis , chacun , dans un creuset , avec un morceau de calcaire ordinaire, que l’on emploie pour faire la chaux dont on se sert dans les environs.

Chacun de ces six creusets a éprouvé diverses températures, depuis le rouge sombre jusqu’au rouge blanc.

Dans les cinq premiers, le calcaire ordinaire a donné une très bonne chaux. Dans le dernier il était légèrement vitrifié à la surface, ce qui fut cause que le morceau ne fusait pas sensiblement; mais en le cassant, les fragmens fusaient beaucoup dans leau.

Les six morceaux de chaux carbonatée ferrifère et magnésifère de Pesey, ont donné tous le même résultat. Ils ne fusaient que très faiblement dans l’eau.

,Ud léger sifflement, unechaleur très faible, étaient produits et ils ne se dilataient pas comme le calcaire ordinaire : en un mot , ils ne se sont point comportés comme la chaux pure ; calnés dans les charbons, ces morceaux deviennent d’un brun noirâtre attirable à l’aimant.

On voit donc, d’après ces observations, et les discussions qui les ont déterminées, que les oxides de fer et de manganèse, favorisent peu le durcissement delà chaux et du mortier dans l’eau , si ce n’est dans quelques circonstances particulières.

Parmi toutes les chaux que l’on a examinées jusqu’à présent, il en est une, qui paraît avoir échappé aux recherches des savans et des constructeurs , qui ont désiré connaître les causes des différens effets qu’elles présentent. C’est la chaux magnésienne.

Cette espèce de chaux est plus commune qu’on ne le croit. Les pierres calcaires qui existent dans les chaînes alpines et dans tous les terrains primitifs, contiennentxles proportions de magnésie plus ou moins considérables. On attribue à Do-

DES MORTIERS. i 7 g

loinieu(i) les premières observations qui aient été faites sur cette espècede pierres, qu’il distingua, par la propriété qu’elles ont,* de ne produire qu’une effervescence très lente avec les acides, et d’être phosphorescente par frottement. Depuis, on a cherché la canse de cette lente effervescence , et l’ou a trouvé quelle dépendait d’une portion plus ou moinsgrande de magnésie carbonatée, combinée avec la chaux; ainsi, la pierre à chaux de la Sésia contient, <10,41 de magnésie sur 31,70 de chaux, d’après l’analyse deNapione. Des renseignemens nous ont été donnés, par M. l’inspecteur divisionnaire des Mines, Cordier, sur les chaux du pays de Gênes. Celle de Giezo contient 0,84 de chaux et 0,16 de magnésie; celle de Coceletto, 0,96 de chaux et 0,04 de magnésie; enfin les chaux de Savone , celles de Vado , celles de Dissoverda , de Saint-Martin, do Paravissiuo, de Pignono, contiennent o,o 5 , 0,08, 0,07, o,o 5 de magnésie.

Toutes ces chaux sont très estimées dans les pays où l’on calcine les pierres qui les produisent. On fait un très grand commerce de ces dernières; elles sont employées, préférablement, pour les constructions exécutées dans l'eau. La pierre à chaux de la Sésia, contient 0,01 de fer. Nous ignorons si les autres en contiennent aussi ; plusieurs carbonates de chaux et de magnésie, telles que le gurascien , la dolomie en masse , la dolomiç de Castellamare, le marbre grec, le marbre antique, etc., ne contiennent point d’oxide de fer; d’autres en ont une très grande proportion. Parmi ces derniers, nous distinguerons, particulièrement, la dolomie du mont Vésuve, la pierre à chaux de Westminster , la pierre à chaux d’Yorkminster. Celles de Bredon, de Tarpe, de Mottock, etc., etc.,

(1) Journal de Physique, année 1791, tome II, page 3.

i8o FABRICATION

contiennent de l’oxide de fer et souvent de l’oxide de manganèse, en plus ou moins grande proportion.

11 nous seraitdifficile de prononcer, d’après la nature de ces pierres , si la propriété que leur chaux donne aux mortiers, de durcir dans l’eau, peut être attribuée à la magnésie ou aux oxides métalliques. Cependant, le marbre grec, qui ne contient pas de fer, produit une chaux qui se durcit seule et très promptement. Voulant avoir des données positives sur cette question , nous avons fait des mélanges de chaux et de magnésie dans diverses .proportions , o,o/f, 0,06, 0,08, 0,10, o,i 5 , o, uo. Nous les avons fait calciner dans un four à porcelaine; toutes ces chaux se sont éteintes avec plus ou moins de difficulté. Mélangées, broyées, malaxées avec du sable siliceux, elles ont produit des mortiers qui ont acquis unegrande dureté dans l’eau ; le dernier, seulement, paraissait se durcir moins facilement "que les autres ; il semble donc que, d’après ces résultats, l’on peut comprendre la magnésie parmi les substances qui contribuent à faire durcir les mortiers dans l’eau.

- Nous aurions du, pour compléter nos expériences, faire fessa; des argiles combinées avec la chaux; mais les résultats obtenus jwr Smealon, dans ses analyses, et la conséquence positive qu’il en a tirée, nous en ont empêché. Smealon dit , dans sou grand ouvrage sur le fanal d’Edystonc , imprimé en rj : • C'est une question que je laisse à décider aux chimistes et aux

naturalistes de profession, que de savoir pourquoi la présence de l’argile., dans le tissu de la pierre calcaire, rend la chaux propre à se durcir dans l’eau; propriété que la chaux, tirée des pierres calcaires pures, n’acquiert point. L’argile, ajoutée à la chaux ordinaire, ne produit j>as cet effet. M. Vicat a cru convenable de s’assurer, par la méthode synthétique, quelle était /> l’influence de l’argile, combinée avec la chaux, et ses résultats

ont confirmé ceux de Smeaton; l’ingénieur anglais a trouvé que les chaux grasses pouvaient comporter jusqu'à 0,20 d'argile, pour ioo de chaux. M. Vicat a fait cet essai , et il a obtenu, ainsi que Smeaton l’avait trouvé, que les chaux moyen nés ont assez de o,i 5 , 0,10 et mémeo,o 6 d'argile, pour quelles acquièrent des qualités hydrauliques T c’est-à-dire la propriété de se solidilicr dans l’eau. Lorsqu’on force la dose jusqu’à o, 33 , o, 4 o, la chaux que l’on obtient ne fuse point, niais se pulvérise facilement, et donne, quelquefois, lorsqu’on la détrempe, une pâte qui prend corps sous l’eau très promptement .

M. Vicat ne dit pas quelle proportion de fer se trouvait dans l’argile qu’il a employée, ni quelles étaient les proportions respectives de silice et d’alumine; il ne dit pas non plus si ces argiles contenaient de la maguésie; il imite eu cela le silence deSmeaton. Cependant, les chaux faites avec les pierres ou fyas d’Aberhow et de Watchet, étaient magnésiennes, car elles n’étaient pas propres à la végétation ; et Schmilhson- Tenant s’est assuré que toutes les chaux magnésiennes étaient contraires à la végétation, l’empêchaient ou la retardaient, selon la proportion de magnésie qu’elles contenaient, de même que la magnésie qu’on mêlait avec ces terres.

Cuyton indique dix endroits, oit l’on emploie de la chaux, propre à faire des mortiers qui durcissent dans l’eau : Léna en Suède, Morex en Suisse, Misery en Savoie, Aberthon en Angleterre, Brion près d’Autun , Montélimart en Dauphiné, Metz département de la Moselle, Saint-Traille département de Lot-et-Garonne, Senonches département deSeine-et-Loire, Sainte-Catherine près Rouen. Palladio avait indiqué Padoue en Italie, Puymauriu dans le Béarn, Chaptal dans les Cévennes , Grignou près de Bourbonne, Smeaton à Watchet et dans neuf endroits différens de l’Angleterre; Saussure, sur les

1 8s FABRICATION

cotes du Piget, sur celles du Planet, à Saint-Gingoulph , dans la vallée de Cbamouui, etc., etc. Il est peu de pays, dans lesquels ou ne trouve des pierres calcaires, propres à produire une chaux qui jouisse de cette propriété (i).

Bien long-temps après que ces expériences ont été faites, et quelles ont été communiquées, chaque aimée, à MM. lesélèves des Mines, M. Berthier, ingénieur en chef des Mines et professeur de Docimasie à l’École royale des Mines, a publié, en 1832, dans le septième volume des Annales des Mines, page 4<J7 et suivantes, des expériences analogues, que nous allons transcrire littéralement.

(1) Ceci était écrit en 1 808 ; nous n'avons cessé île rappeler, dans nos leçons, que la pierre calcaire, propre à faire de lacAuttr durcissante à l'eau , devait être très commune , etqn’il devait s’en trouver dans tous les pays; que la difficulté était de la reconnaître , et qu’on grand nombre de pierres, qne les chaufourniers ne voulaient point calciner , parce quelles produisaient une chaux , que les constructeurs refusaient, comme étant trop maigre et no foisonnant pas assez, produisaient, le plus souvent, de la chaux durcissante’ à l’eau. Depuis , M. Raucourt, de Charlcville, a publié qu’il existait , dan» les environs de la Narva, en Russie, une pierre calcaire produisant une chaux éminemment hydraulique; que cette pierre était composée de

Magnésie ta, 8

Alumine et oxide de fer. ...... y,t

Silice au, t.

MM. Clapcron et lamé, ingénieurs des Mines, qui ont fait l'analyse de eette pierre , et qui sont maintenant employés en Russie , se sont empressés de faire, part de celle découverte à l'École royale des Mines. M. Raucourt ne doute pas qu'ils ne trouvent , eu Russie , un grand nombre de pierres calcaires, jouissant de propriétés analogues; il indique déjà celle qui existe à Tolsna, qui est composée de chaux, silice , oxide de fer « alumine , mais qui est moins hydraulique que celles de la Narva.

DES MORTIERS. i83

Il résulte déjà, du grand nombre d’analyses que je viens de citer, que la silice seule peut former, avec la chaux , une combinaison éminemment hydraulique, crï/ca/redeSenonches(i), et que la magnésie seule ( calcaire de Paris ) , ou mélangée avec les oxides de fer et de manganèse (calcaire de Villefranche), ne peut produire une semblable combinaison, et

rend la chaux maigre, sans lui communiquer la propriété de (

se solidilier sous l'eau. Les expériences synthétiques que je

vais rapporter, vont confirmer les conséquences de l'analyse

et prouveront en même temps, i° que l’alumine seule n'a

pas plus d’efficacité que la magnésie, pour -rendre les chaux

hydrauliques ; 2 ° que la silice est un principe essentiel de ces

sortes de chaux ; 3° que les oxides de fer et de manganèse ,

loin de jouer le râle important , que quelques personnes leur

ont attribué, sont, au contraire, le plus souYent, tout-à-fait

passives.

Divers mélanges de craie et de sable blanc ordinaires , ayant été cuits dans un four à chaux, on n’a obtenu que des chaux maigres et non hydrauliques , et l’on a reconnu que la vingtième partie, seulement, du sable, avait été attaquée et rendue . .

soluble dans les alcalis.

En substituant le sable d’Aumont, préparé pour la manufacture de porcelaine de Sèvres, c’est-à-dire, réduit en farine sous des meules, au sable ordinaire, la combinaison s’est • mieux faite -, mais toute la matière siliceuse n’a pas encore été attaquée , et il en est resté environ un tiers, qui n’a pas pu se dissoudre dans les alcalis.

(i) D’après les analyses de Collcl-Dcscotils , MM. Vauquelin , Berthicr, Vilalis et nous, cette chaux contient de l’alumine avec la silice, dana des proportion» variables.

Ces expériences confirment celles faites par MM. John et Vicat; savoir, que, pourqucdes matières terreuses quelconques, se combinent bien avec la chaux, il faut qu’elles soient mélangées, avec cette substance, à l’état de particules indiscernables, et elles font voir de quelle importance il est, d'effectuer ces mélanges avec tout le soin possible , pour obtenir de bonnes chaux hydrauliques artificielles. .

On a calciné pendant une heure, dans un creuset de platine, à la température d’environ 5o° pyrométriques, un mélange de

Craie/ y ; io*- I

Silice gélatineuse (i). - i • 5 j 116 °

La matière s’est éteinte avec une chaleur assez forte et en se gonflant légèrement ; elle a formé une pâte consistante avec de l’eau , et , au bout de deux mois d’immersion , cette pâte avait acquis assez de fermeté pour résister à l’impression du doigt.

On a chauffé de la même manière,

Craie. .

Silice gélatineuse. ,

io 8

La matière s’est éteinte avec une faible chaleur et sans augmenter de volume , ce qui est le caractère des chaux hydrauliques ; on l’a agitée avec une grande quantité d’eau, dans un flacon bouché, et l’on a recueilli, sur un filtre, la portion qui ne s’est pas dissoute : elle a pesé 6 8 ' ,i5; elle devait, par conséquent , être composée de

(1) Nous appellerons ainsi la silice préparée chimiquement, c’est-à-dire séparée par les acides de sa dissolution dans les alcalis, puis bien lavée et fortement calcinée.

Chaux . 0,35 • .

Silice. , . . o ,65

L’eau , employée en grande masse, tend donc à décomposer les diverses silicates avec excès de base , que Ion peut obtenir par la voie sèche , et les amener a l’état de silicate neutre , composée* théoriquement, de

Chaux 0 , 358 a

Silice o, 6418.

Mais , lorsqu’on n’emploie ce liquide qu’en très petite quantité, il est absorbé et solidifié pour la plus grande partie, par la combinaison, et la même décomposition n’a pas lieu, ou plutôt, il est probable qu’il se formeun mélange, et peut-être même une combinaison d’hydrate de chaux, et d’un silicate contenant plus de chaux que le silicate neutre et l’eau de cristallisation.

On a calciné au creuset de platine , 10 grammes de craie , avec des quantités d’hydrate d’alumine , correspondantes à 1 gramme 942 d’alumine, dans une expérience, et à a grammes 36 dans une autre expérience. Les deux mélanges se sont éteints promptement avec une chaleur très forte, et ils ont éprouvé un gonflement considérable : on en a fait des pâtes molles que l’on a mises sous l’eau $ mais au bout de deux mois, elles n’avaient pas pris la moindre consistance. Ces pâtes se sont dissoutes complètement dans l’acide muriatique, même à froid. Il paraît , d’après cela, que la chaux et l’alumine se combinent par la voix sèche , mais que la combinaison qui se forme est totalement décomposée par l’eau.

La craie, calcinée avec diverses proportions d’oxide de fer ou d’oxide de manganèse, n’a produit que des chaux sans consistance, qui se sont comportées comme des chaux grasses , mélangées de matières inertes.

Ainsi, ilestprouvéqu’aucun mélange dont la silice ne fait pas j*artie, ne peut acquérir les propriétés hydrauliques-, mais il restai t à savoir, si la présence de la magnésie, de l’alumi ne et des oxides de fer et de manganèse, étaient nuisibles, ou si ces substances étaient , au contraire , proprcsà améliorer les chaux hydrauliques. Or, il paraît résulter du petit nombre d’expériences que j’ai faites à ce sujet, et que je vais faire connaître, que les chaux qui contiennent à la fois delà silice, de l’alumine, et, mieux encore, celles qui renferment à la fois de la silice et de la magnésie, acquièrent une dureté plus considérable que les silicates de chaux purs, et qu’au contraire, les oxides de fer et de manganèse, ne contribuent en rien à la solidification des chaux.

io grammes de carbonate magnésien de Paris, n° 7 , et 2 de silice gélatineuse, ont donné une chaux qui s’est éteinte avec une faible chaleur et un léger gonflement, et qui , au bout de très peu de temps d’immersion , est devenue plus dure que la meilleure chaux hydraulique artificielle. Cette chaux était composée de

Chaux o, 56 o

Magnésie 0,166

Silice 0,274*

10 grammes de calcaire magnésien de Villefranclie, n° 8, et 2 grammes de silice gélatineuse, ont donné une chaux qui s’est comportée à peu près comme la précédente, mais elle n’a pas acquis une dureté aussi grande; elle devait être composée de

Chaux .' 0,46

Magnésie ■ 0,20

Oxide de fer o,o 5

Oxide de manganèse o,o 3

Silice 0,26.

Avec jo grammes de calcaire de Villefranche , 20 grammes de craie et 3 grammes de silice gélatineuse , j’ai eu une

chaux composée de t

Chaux o ,56

Magnésie 0,3 1 ■ * -

Oxide de fer . 0,02

Oxide de manganèse. . ...... 0,01

Silice 0,20 ,

éminemment hydraulique , et qui a acquis , au bout de peu de temps , une très grande dureté.

« Si l’on considère que la plupart des chaux hydrauliques, et même le ciment romain, sont produits par des calcaires argileux , il parait évident que l’alumine , ne nuit pas à ces sortes de chaux •, et en comparant la chaux artificielle de Paris, à la chaux de Senonches, on verra, que l’alumine, qui ne se trouve pas dans cette dernière (1) , et qni existeau contraire en proportion assez considérable dans la première , contribue à leur donner de la dureté. Il y a, certainement, une proportion relative de silice et d’alumine, qui est préférable à toute autre; mais on ne découvrira cette proportion que par de longs tâtonnemens. Un essai fait en grand, avec quatre parties de craie, une partie de kaolin de Limoges, porte à croiiy, qu’il serait avantageux, que la quantité d’alumine égalât la quantité de silice. Cette chaux , qui devrait être composée de •

(1) D'après les analyses de Collet-Descolils , de MM. Vauquelin, Vitales , Berthier et nous , la cluiux de Senonches contient de l’alumine ; la quantité , dans l'analyse de M. Berlhier , est moindre de 0,010. Annales des Mines , tome VU, page 486 .

Chaux 0,745

Alumine . . o,ia 5

Silice o,i 3 o ,

a pris, très peu de temps après son immersion, une consistance plus forte que celle de la chaux artificielle , préparée avec quatre parties de craie et une partie d’argile de Passy.

» Une chaux préparée en grand, avec quatre parties de craie et une partie d’ocre jaune (en volume), et qui devait con-

tenir

Chaux 0,745

Alumine. o,o 55

Oxide de fer. ....... 0,070

Silice o,i 3 o ,

n’a pris qu’une très faihle consistance , même long - temps après avoir été immergée. On ne peut pas s’empêcher d’attribuer à l’oxide de fer', la mauvaise qualité de cette chaux , puisque , avec une quantité d’argile égale à la quantité d’ocre employé, on obtient constamment une chaux éminemment hydraulique.

» On a calciné , au creuset de platine , 1 o grammes de craie, a , 5 de carbonate de manganèse, et a , 5 de silice gélatineuse. La matière cuite était violacée , elle s’est éteinte avec chaleur ; on en a fait une pâte molle qu’on a placée sou| l’eau. Au bout de deux mois , elle n’avait pris aucune consistance , tandis que la craie et la silice seules, auraient donné une chaux qui se serait promptement solidifiée.

» Quoique les expériences que je viens de rapporter, aient été faites avec beaucoup de soin, je dois dire, que l’on aurait tort d’accorder aux résultats qu’elles ont présenté , une confiance trop entière , parce que l’essai des chaux hydrauli-

ques , ea petit , est sujet à beaucoup de difficultés. On peut affirmer, qu’une chaux que l’on trouve hydraulique dans une expérience en petit , le sera aussi quand on la préparera en grand ; mais l’inverse n’a pas également lieu. La durée de la cuisson influe considérablement sur lé résultat; pour chaque mélange, il y, a un certain degré de chaleur qu'il faut atteindre, et qu’il ne faut pas dépasser ; et telle combinaison qui aurait pu donner une chaux éminemment hydraulique, si elle eût été exposée à une température convenable, et pendant un temps suffisant , ne pourra produire qu’une chaux maigre, si elle n’a pas été assez chauffée, ou une chaux morte, si on l’a trop fortement chauffée. »

En comparant les expériences queM. Berthier vient de publier en 182a , celles que nous avons faites en 1806 et 1807 , et que nous avons communiquéesà MM. les élèves desMines, presque aussitôt, on y voit des résultats semblables et des résultats différons. Nous avons annoncé, p. 1 76, que la chaux qui n’était composée que de chaux et de silice, était attaquable par l’eau, et ne se durcissait pas dans ce fluide. M. Berthier prétend , que la silice seule, combinée avec la chaux, la rend propre à se solidifier dans l’eau ; cependant , M. Berthier s’est assuré , comme nous, que des mélanges de craie et de sable blanc ordinaire, ne produisaient que des chaux maigres non hydrauliques; il a obtenu , il est vrai , avec 10 grammes de craie et 1 gramme 5 de silice gélatineuse , une chaux qui a formé uue pâte consistante dans l’eau. Mais la silice gélatineuse est -elle une silice pure? ne retient -elle pas, par l’action de sa masse , de l’alcali, que les acides et le lavage n’ont pu lui enlever ? enfin, n’a-t-elle pas , dans cet état particulier, des propriétés qu’elle n’aurait pas comme silice pure ? Qui peut assurer, qu’une quantité très petite d’alcali , ne change pas les

igo FABRICATION

propriétés de la silice? M. Berthier dit encore, que l’alumine seule , n’a pas plus d’efficacité que la magnésie , pour rendre les chaux hydrauliques. Quant à l’alumine, nous sommes d’accord, mais nous différons pour la magnésie; nous nous sommes assuré, par l’expérience, que cette terre pure, combinée avec la chaux , la rend propre à se durcir dans l’eau. M. Berthier ne cite aucune expérience directe; il rapporte seulement, que le calcaire de Paris, composé de chaux, magnésie et argile, ne donnait qu’une chaux maigre et non hydraulique , et que le calcaire de Villefranche, composé de chaux, de magnésie , et d’oxide de fer , ne donnait également qu’une chaux très maigre sans être hydraulique; mais le calcaire de Paris contient, d’après M. Berthier, 28 de magnésie sur 100 de chaux, et nous avons trouvé que, dès que la proportion de magnésie était de 20 sur 100 de chaux , cette combinaison commençait déjà à se solidifier difficilement dans l’eau. Quant au calcaire de Villefranche , il contient également, d’après M. Berthier, 43,6 de magnésie, sur 100 de chaux, ce qui est , de même , trop considérable. Nous sommes parfaitement d’accord, que la silice est un des principes qui contribuent à donner aux chaux la faculté de durcir dans l’eau , mais nous différons en ce que nous pensons qu’il est nécessaire qu’elle soit combinée avec l’alumine ou la magnésie. Enfin, nous sommes également d’accord sur les effets des oxides de fer et de manganèse seuls ; mais nous pensons qu’il n’est pas rigoureusement démontré qu’elles soient tout-à-fait passives, lorsqu’elles sont combinées en certaines proportions, soit avec la magnésie seule , soit avec des combinaisons de silice et d’alumine , ou de silice et de magnésie. Attendons , pour décider , que nous ayons un nombre d’expériences suffisant.

Ce que nous pouvons faire remarquer à présent, c’est l’a-

DES MORTIERS. igi

nalogie qui existe , entre les chaux carbonatées naturelles et les combinaisons de la chaux avec diverses substances. Nous ignorons s’il existe des carbonates de chaux et de magnésie pures , maison rencontre un grand nombre de chaux carbonatées magnésiennes ; la magnésie combinée avec la chaux , varie entre , o,o 4 , la chaux de Tocaleton; et o,i-6 , celle de Gazzo ; toutes ces chaux sont durcissantes dans l’eau ; entin , o,4r , le marbre antique. 11 existe beaucoup de mélangés de silice avec la chaux , dans les carbonates de chaux silicées. La pierre à filtres , par exemple , en contient o,ao , et la marne grise blanche o,4o ; pour ce qui est des combinaisons de chaux et de siliee, elles sont très rares, ou en petite proportion. Cependant le spath en table contient o, 5 o de silice; mais, dans ce minéral, la chaux n’est pas à l'état de carbonate , et tout porte à croire, que cette pierre ne pourrait pas produirede la chaux bonne à être employée dans les constructions. On trouve un grand nombre de combinaisons de fer avec la chaux , dans les chaux carbonatées ferrifères; la proportion de cet oxide métallique varie entre 0,07 dans le spath perlé, et «,98 dans les mines de fer spathique. Les silicates de magnésie, combinés avec la chaux, sont encore très communs dans les chaux carbonatées magnésiennes, mais la proportion en est très variable. Soit dans la silice et la magnésie, soit dans le silicate et la chaux , les chaux carbonatées argileuses sont également très communes , mais les argiles combinées sont extrêmement abondantes, et présentent des variétés considérables dans les proportions, puisqu’elles vont de 0,01 à o, 5 o. Les proportions de silice et d’alumine, dans les argiles, sont de même très différentes. Nous arrivons maintenant à une variété de chaux carhonatée, à laquelle Haüy a donné le nom à’ alumineuse , ce qui porterait à croire qu’il existe

igo FABRICATION

également dans la nature, des combinaisons de chaux carbonatées et d’alumine. Cette dénomination , donnée d’après les analyses de Kirvvan, qui avait trouvé des craies composées de 0,96 de chaux , et o,o4 d’alumine , et une marne de l’évêché de Ludc, contenant 0,62 de chaux, et o ,38 d’alumine, ainsi que, d’après l’analyse de Saussure fils, qui avait trouvé dans une pierre 0,10 d’alumine , et o,go de chaux , a été désavouée depuis par Haüy , parce que l’on s’est assuré , que Kirwan et Saussure, avaient pris de la magnésie pour de l’alumine. ,

Il suit , de ces observations , que les résultats de nos expériences et de celles de M. Berthier, -se rapprochent des combinaisons existantes dans les chaux carbonatées naturelles, et que l’on pourrait mettre en doute, que l’alumine se fût combinée avec la chaux, dans la calcination que l’on a fait subir à ces deux substances mélangées.

On distingua, une autre espèce de chaux , à laquelle on donne le nom de plâtre ciment, de ciment romain. Cette chaux , exploitée depuis long-temps en Angleterre , est livrée au commerce par MM. Parker et compagnie ; elle existe également en France; on en a trouvé près de Boulogne-sur-mer. Elle dillère essentiellement de la chaux ordinaire, i° parce quelle ne fuse pas comme elle, ce qui tient à la forte calcination quelle a subie ; 2 0 qu’elle ne laisse dégager qu’une faible chaleur lorsqu’on la mouille; 3 ° qu’il faut absolument la réduire en poudre lorsqu’on veut l’employer; 4° qu’aussitôt quelle a été mouillée par l’eau, et quelle a été gâchée et malaxée, elle se durcit promptement , k la manière du plâtre. Cette chaux peut être regardée comme un véritable mortier-béton , ou ciment naturel. Le nom qui lui conviendrait le mieux, serait celui de ciment naturel, durcissant comme le plâtre.

DES MORTIERS. iq3

La pierre d’Angleterre, qui fournit la chaux connue dans le commerce sous le nom de ciment romain, est compacte , à grain très lin , dure , tenace , susceptible do prendre un beau poli , d’un gris brun. Sa pesanteur spécifique est de a, 5g. On assure quelle se trouve en masse tuberculeuse dans des marnes. Elle présente souvent des cloisons minces et contournées, d’une substance cristalline , jaunâtre , translucide , que quelques fabricans prennent pour du sulfate de chaux ; cependant M. Berthier s’est assuré, par l’analyse qu'il en a faite, que cette substance est du carbonate de chaux, et il n’a trouvé de sulfate de chaux, ni dans la pierre qu’il a analysée , ni dans le ciment. On croyait que la pierre à ciment n’existait qu’en un seul endroit de l’ Angleterre; mais, depuis quelques années, ou en a trouvé dans plusieurs lieux, et l’on dit quelle est très abondante. D’après l’analyse de M. Berthier, cette pierre contient :

■> if

Carbonate de chaux

•vaO \

Carbonate de magnésie

Carbonate de fer

Carbonate de manganèse. . . .

. . 0,0 KJ

1 Si lice 0,180

Alumine o,of>6

Eau

. Guyton et M. Drapier avaient fait également l’analyse du plâtre-ciment de Boulogne; ils y ont trouvé, l’un et l’autre, du carbonate de chaux, de la silice, do l'alumine, de l’oxide de fer et de l’eau; mais les proportions qu’ils en ont retirées présentent quelques différences , ce qui provient , probable-

i 9 4 fabrication

paent , des variétés qni se trouvent dans les pierres que l’on ramasse. Voici les résultats de ces deux chimistes :

Quantité* obtenae* , d'après

TSomi de* anUuncw.

M. Drappier.

Guyton.

Acide carbonique et eau..

. . 36 ,oo

Chaux

Silice

. . i 5 ,oo

Alumine

Oxide de fer

ti,o 3

Perte

Dans ces trois analyses , la quantité d’argile formée par l’union de la silice , de l'alumine et de l’oxide de fer, est considérable ; elle est de 80 sur ioo parties de chaux pure; dans la pierre anglaise, de 77 d’après M. Drappier, et de 60 d’après celle de Guyton ; dans la pierre de Boulogne , par 100 du composé, 44 > 6 ; dans la pierre anglaise, 43 , 6 , dans l’analyse de M. Drappier; et 37, dans l’analyse de Guyton. Ces quantités sont, CQmme on voit, très considérables : la proportion d’alumine, dans les argiles que ces pierres contiennent , est plus grande quelle ne se trouve ordinairement dans les argiles communes; elle est de 0,27 dans la pierre anglaise , et dans la pierre de Boulogne de 0,24, d’après l’analyse de M. Drappier, et de o, 3 o d’après l’analyse de Guyton ; mais cette dernière pierre contient beaucoup d’oxide de fer, car, d’après M. Drappier , il y en aurait o, 3 a dans la chaux, et, d’après Guyton, 0,206. Cette grandequantité d’oxide de fer, dans une chaux qui se durcit si promptement , semblerait prouver que l’oxide de fer ne nuit pas à la propriété durcissante de cette chaux.

On a trouvé , sur la côte de Boulogne, la pierre propre à faire le plâtre-ciment; elle est dans les masses de cailloux roulés , qu'on voit partout sur les bords de la mer , et qu’on nomme vulgairement galet. Ceux dont on a fait usage ont , comme tous les autres cailloux roulés, une forme très irrégulière , plus ou moins oblougue , quelquefois plate ; ils ne sont jamais bien gros.

La couleur la plus commune, de la surface extérieure de la pierre , se rapproche de celle de la rouille.

Elle est froide au toucher; sa pesanteur spécifique est 2, 160. Elle est très dure et très difficile à briser.

La forme de la cassure est assez variable , ordinairement nette et plate , ou conchoïde , quelquefois raboteuse et striée ; les fragmens sont informes, à angle aigu; la nuance de la cassure est d’un fond grisâtre , de couleur rouille sur les bords ; le grain en est très fin et très serré , d’une apparence pâteuse ; la surface de la cassure est un peu grasse au toucher.

Vue à la loupe , elle montre quelques points brillans que de bons yeux peuvent y apercevoir sans verre lenticulaire.

Elle happe faiblement à la langue; la pointe du couteau y imprime des traces d’un blanc grisâtre ; la pierre ne fait point feu avec l’acier, elle fait une effervescence très prompte avec l’acide nitrique; il reste, sur l’aubier de la pierre, une teinte de rouille bien prononcée.

La calcination de cette pierre est la même que celle de la chaux ordinaire; si elle est trop chauffée, elle se vitrifie et n’est plus propre à former du ciment. Quand elle est bien cuite , sa couleur extérieure est jaunâtre , quelquefois mêlée de longues taches jaunes et rougeâtres. La pierrê est douce au toucher, et, sans être grasse, elle abandonne au doigt une

uf> FABRICATION -

poussière extrêmement line ; sa cassure est d’un jaune verdâtre; la pierre cuite est encore très dure , quoiqu’elle sorte du fourneau toute fendillée; sa densité est de i ,33a. La pierre cuite peut se conserver, sans altération , pendant plusieurs années, pourvu qu’elle soit soustraite à l’humidité; elle a une telle avidité pour l’eau , qu’elle happe fortement à la langue, sans avoir la causticité de la chaux.

Pour reconnaître et distinguer ces pierres, sans être obligé de les analyser, il faut les casser en morceaux de la grosseur d’une noix , les exposer à un feu ordinaire jusqu’à incandescence, et les laisser dans cet état pendant six heures. En les retirant du feu , elles doivent être légères , d’une couleur pâle ou brunâtre à l’extérieur, et brunes à l’intérieur; elles ne fuseront point ; quand elles seront refroidies, on les réduira en poudre ; on mêlera cette poudre avec de l’eau , et, à force de la broyer, on en formera une pâte épaisse. Si cette pâte durcit en dix minutes ou un quart d'heure , et qu’elle ne s’amollisse pas lorsqu’elle est mise darls l’eau, mais quelle continue à s'y durcir, c’est un véritable ciment naturel.

Tout fait croire que cette pierre est plus commune qu’on ne le pense. On trouve beaucoup de chaux, comme celle de Padoue et de Montélimart , dont la propriété approche sensiblement de celle du plâtre-ciment, mais qui n’en jouissent pas encore à un assez haut degré; c’est , eu quelque sorte, un état intermédiaire entre la chaux propre aux constructions dans l'eau et le ciment naturel. Dans beaucoup d’endroits oii l'on fabrique de la chaux, on rencontre des pierres qui s’éteignent difficilement après la calcination. Les chaufourniers les rejettent avec soin; cependant, plusieurs de ces pierres calcinées /réduites en poudre, fournissent une chaux qui produit un ciment plus dur, plus solide que les pierres

dont les chaux s’éteignent plus facilement. Parmi ces pierres , il s’en rencontre souvent qui jouissent de toutes les propriétés du ciment naturel de Boulogne; quelques-unes de ces propriétés sont naturelles aux pierres, d’autres résultent d'une sur-calcination.

O11 fait calciner, dans des fours coniques, à feu continu , avec de la houille , les pierres calcaires avec lesquelles on fait , à Londres, le ciment romain ; mais la conduite du feu exige beaucoup d’attention , parce que , lorsque la chaleur n’est pas convenablement ménagée , le ciment éprouve un commencement de fusion, et n’est plus propre à aucun usage. Dès qu’il est cuit , on le réduit eu poudre impalpable en le passant sous des meules, et on l’expédie dans des barils fermés. Il vaut , à Londres, environ 100 francs le mètre cube.

11 est facile de conclure, de tout ce qui vient d’être dit sur les chaux durcissantes dans l’eau, et propres à former des l>étons naturels, qu’elles sont composéesde chaux, desilicc, d’alumine, de magnésie et d’oxide de fer; que la Silice, l’alumine, et l’oxide de fer, seuls, ne donnent pas à la chaux la propriété de durcir sous l’eau ; que la magnésie seulu peut la lui donner , que l’alumine doit nécessairement être combinée à la silice , et former un silicate d’alumine , pour rendre les chaux durcissantes; que l’oxide de fer doit être réuui à l’argile, et que la magnésie, combinée avec la silice, et même avec l’argile , augmente la qualité durcissante ; enfin , que les propriétés durcissantes varient, avec les proportions de ces substances combinées dans la chaux.

Toute chaux qui contiént des terres mélangées ou combinées est une chaux maigre, c’est-à-dire qui ne foisonne pas autant , qui ne produit pas autant de chaux éteinte que les carbonates de chaux pures. Toutes les chaux qui se so-

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liditient seules, sont nécessairement des chaux maigres; mais toutes les chaux maigres ne sont pas des chaux durcissantes. La propriété de durcir, et de durcir dans l’eau, dépend d’une certaine proportion dans les substances silice, alumine, magnésie et oxide de fer combinés avec la chaux. Ainsi, les chaux maigres peuvent contenir des proportions de'ces substances telles, qu’il n’y ait qu’une portion qui contribue au durcissement. Cette portion , quelle qu’elle soit, nous la nommerons alyodre (i). Voici le moyen indiqué par M. Raucourt

( 1 ) MM. John et Raucourt ont donné le nom de ciment , aux matières qui, combinées arec la chaux pure , lui douneal la propriété de se durcir dans l'eau, probablement parce qu’ils regardent l'argile cuite comme la seule substance propre i produire cet effet ; que l’argile cuite a beaucoup de rapport avec le tuileau pilé, auquel on donne le nom de ciment, et que, combinée avec la chaux, elle a, également , beaucoup de rapport avec le mortier composé de chaux et de tuileau pilé, que l'on nomme également ciment-, mais ce nom, déji appliqué à nne substance, à un mortier, peut établir quelque confusion. D'ailleurs, les argiles cuites , les cimens, ne sont pas les seules substances qui rendent les chaux hydrauliques ; cette propriété des chaux , de se durcit dans l'eau , dépend , principalement , de la propriété qu'elles ont de ne pas Être solubles dans ce liquide ; et comme cette propriété peut être donnée è la chaux par des substances différentes , et par des combinaisons et des proportions particulières de diverses substances; que nous ne connaissonspas encore, non plus que toutes les substances simples, les combinaisons, ou les proportions de ces substances, qui donnent aux chaux la propriété de durcir dans l'eau , nous avons pensé qu'il était plus convenable de donner 1 ces substances , connues ou inconnues , simples ou composées , un nom dépendant des propriétés qu'elles ont de rendre les chaux insolubles dans l’eau, qualité essentielle pour qu’elles s’y durcissent. Plusieurs dénominations se sont présentées ; d’abord, celle de insolubilifer , provenant de insolubilis et de facere, et par suite , insolubili fiant j enfin, insolubil, formé d 'insoluble , et de la désinence dispositive il. Voilé pour la dénomination dérivée du latin ou du français : faisant dériver cette dénomination du grec , on pourrait nommer cette substance aljodre, de a»» .soluble , précédé de l'a privatif , insoluble , et suivi de /{«• , faire ,

de Charleville , pour déterminer, dans une chaux maigre , quelle est la proportion d 'alyodre qui contribue au durcissement.

Évaluez, d’abord, la quantité de matières étrangères qui constitue la chaux maigre, puis la quantité de ces matières ou d 'alyodre qui donne la propriété durcissante. La di fie— rence entre ces deux quantités , donnera celle qui ne contribue qu’à amaigrir la chaux sans lui donner la propriété que l'on désire.

On peut évaluer la proportion de matière étrangère par l’analyse chimique , ou par la quantité d’eau nécessaire à l’extinction de la chaux. Nous allons faireconnaître la méthode employée par Smeaton pour déterminer cette proportion.

On broie la pierre et on passe la poussière au tamis de soie ; on met un poids quelconque de cette poussière dans une capsule ; on verse dessus, peu à peu, de l’acide muriatique (1) étendu d’une petite quantité d’eau , en agitant continuellement avec un tube de verre ou une petite baguette de bois ; on cesse d’ajouter de l’acide lorsqu’il ne se fait plus d'effervescence; alors on évapore la dissolution à une douce chaleur, parce que tout se réduit à l’état de consistance pâteuse; on délaie la matière dans la quantité d’eau nécessaire, et on la filtre; l’argile reste sur le filtre; on fait sécher cette substance au soleil ou devant le feu; on la pèse, ou , ce qui vaut

rendre ; de là alyodre, faire insoluble, rendre insoluble. Cette dernière dénomination , qui n’a encore ëlé appliquéeen français à aucune substance, nous a paru propre à désigner, par leurs propriétés, et à être appliquée à une ou plusieurs substances, simples ou composées , qui rendent les chaux insolubles dans l'eau.

(1) A défaut d’acide muriatique, on peut employer de l'acide nitrique, ou dn vinaigre.

encore mieux, on la calcine au rouge, dans un creuset, avant de la peser.

Smeaton , en terminant ainsi son analyse , ne savait pas s’il existait ou s’il n'existait pas de la magnésie dans sa pierre; cependant, plusieurs d’entre elles en contenaient des quantités, même assez considérables. Pour reconnaître la magnésie et déterminer la quantité que la pierre en contient, on verse de l’eau de chaux, bien limpide, dans la dissolution, tant qu’il s’y forme un précipité; on recueille le plus promptement possible ce précipité, qui est la magnésie (i), sur un liltre; on le lave avec de l’eau pure, on le calcine, et on le dessèche le plus fortement que l’on peut; enfin, on en prend le poids.

N’ayant pas toujours la facilité de faire l’analyse de la chaux, on peut connaître, par approximation, la quantité de substances combinées, par celle d’eau nécessaire pour éteindre la chaux en bouillie; la chaux pure en exige jusqu’à quatre fois le poids de la chaux ; la chaux très maigre , une fois ; celle-ci est supposée contenir partie égale de chaux et de matière étrangère : d’où l’on voit , que la quantité d’eau employée à l’extinction, n’est pas proportionnelle à celle de chaux pure contenue dans la chaux maigre.

Pour évaluer la proportion de matière durcissante, d’alyodre, il faut délayer la chaux , de manière à supporter la pression du doigt, et l’exposer à l’action de l’eau jusqu’à ce quelle soit prise, c’est-à-dire, quelle puisse supporter, sans dépression , une tige aiguë chargée d’un léger poids. On a remarqué, que les chaux éminemment durcissantes, qui prenaient le premier jour, contenaient environ moitié de matière durcis-

(i) Les oxides de fer et de manganèse, lorsfjue la dissolution en contient, •e précipitent avec la magnésie.

DES MORTIERS. aoi

sanie, d’alyodre , et que celles qui ne prenaient que le quiuzième jour, ne contenaient qu’un quart de base durcissante, d’alyodre; ainsi, supposons, avecM. llaucourt , des chaux maigres qui n’exigent qu’une partie d’eau pour se délayer , qui contiennent, en conséquence, parties égales de cliaux et de matières étrangères. Si ces cliaux prennent dans les 24 heures , elles seront éminemment durcissantes, et contiendront parties égales de base durcissante, c’est-à-dire, d’alyodre et de chaux : conséquemment, toute la matière étrangère sera alyodre. Si la chaux ne prend que le huitième jour, elle ne contiendra que deux parties de bases durcissantes, d’alyodre, sur trois parties de chaux; donc, il y aura une partie de matière étrangère et inutile, sur cinq de chaux durcissante. Enlin , si la chaux ne pîendqu’au bout de quinze jours, il y aura une partie de base durcissante, d’alyodre, sur trois parties de chaux * et conséquemment deux parties do base étrangère sur quatre de chaux durcissante, ou une partie sur deux. M. de llaucourt appelle la première chaux au demi de base durcissant»; la seconde, aux deux cinquièmes, et la troisième au quart.

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