DES MATIÈRES SOLIDES

, Du Sable .

Le sable est une terre dure, réduite en petits grains, par l’action de l’ean , qtii la nettoie et la lave. Le sable est la sub- • stance que Fon fait entrer le plus ordinairement dans la composition des mortiers. Vitruve, liv. M, chap. 4, divise le sable en deux classes ; i° sable de terre ou de ravine; 2 ® sable de rivière ou de mer.

On trouve différentes espèces de sable de terre ; les uns sont gros, les autres sont tins; les Romains préféraient le premier et particulièrement celui dont les grains sont carrés ou triangulaires et qui sont rudes au toucher ; ils lui avaient donné le nom de fossitum. Ils avaient remarqué que celui qui est fin , et qui est doux au toucher, ne fait pas un auSsi bon mortier.

A défaut de Sable de terre à gros grains, ils se servaient de sable de rivièrt ; mais la rondeur que les grains acquièrent , en roulant dans l'eau, diminue sa qualité et le rend inférieur au fossitum. Le sable de mfcr, qui est plus fin , plus régulier , qui est souvent recouvert d’une couche d’eau salée, est; d’après les Anciens, le moins bonde tous les sables. Lorsque, fattte d’autre, on est forcé de l'employer , Palladio conseille de le laffer dans l’eau douce, afin d’enlever le peu de sel dont il est souillé.

Comme plusieurs sables deviennent terreux, lorsqu’ils BOnt

a3a FABRICATION

depuis long-temps exposés à l’air, Vitruve conseille de les employer, immédiatement, après les avoir tirés de la terre ou des rivières.

En général , observe Vitruve , tous les sables ne sont bons qu’autant qu’ils ne sont ni terreux ni glaiseux; et la manière d’en juger, est d’en répandre une poignée sur un drap ou sur un linge blanc; si, en secouant ce drap ou ce linge, il n’y reste point de portion terreuse, c’est une preuve que le sable est de bonne qualité ; si , au contraire, il en reste, c’est une marque certaine qu’il n’est pas bon.

La plupart des auteurs qui ont écrit sur l’art de bâtir, depuis Porcinus Caton et ensuite Vitruve , ont copié tout ce . que ces deux auteurs ont dit sur le sable. Cependant leur manière d’indiquer sa qualité est bien loin de la faire connaître : le sable, soit qu’on le trouve en masse, ou en couches dans la terre , soit qu’on le trouve dans le lit des rivières ou recouvert des eaux de Ja mer, provient toujours de débris des pierres qui ont été brisées et charriées par les eaux.

Que l’on ne croie pas que la forme ronde indique plutôt , un sable de rivière qu’un sable de terre. On a la preuve du contraire dans la forme du sable que 1,’on extrait dans le lit de la Seine : la seule conclusion que l’on puisse tirer de la 'forme ronde ou anguleuse des sables, de leur grosseur ou de leur finesse, c’est qu’ils proviennent de pierres plus ou moins dures , qui Ont été charriées un temps plus ou moins long ; les pierres les plus dures , s’usent moins facilement que les plus tendres, et, à dureté égale, les pierres anguleuses ont été charriées moins long-temps que les plus rondes. On observe , assez généralement , qu’aux pieds des montagnes , les pierres charriées par les eaux, sont plus grosses et plus anguleuses, et qu’à une grande distance des lieux d’où elles

DES MORTIERS. a33

sont détachées , le sable qui eu provient est pfus lin et plus arrondi ; on remarque même une grosseur et une rondeur, proportionnelles à la distance des carrières qui fournissent les pierres que les torrens entraînent. . .

Comme les pierres sont très variables et très différentes les unes des autres, les sables, participent également de la dureté eUle la nature des pierres. On recueille des sables calcaires, siliceux, argileux, magnésiens, bary tiques, ferrugineux, volcaniques etc. ; chacun de ces sables a des propriétés dépendantes de la nature de ses composans , de sa grosseur, de sa rondeur , de sa dureté, et de son affinité pour la chaux.

11 est assez indifférent pour l'usage, qu’un sable soit tiré du sein de la terre ou des lits des fleuves ou des rivières; le sable déposé dans la terre depuis des siècles, peut provenir de courans, qui ont passé sur des terrains différens de ceux sur lesquels les fleuves coulentaujourd’hui. Ces eaux anciennes peuvent avoir déposé, dans leur passage, des sables meilleurs ou d’une moins lionne qualité, que ceux que les eaux actuelles charrient et déposent.

En général, il est bon, pour la forme, que le sable soit anguleux, que ses grains aient divers degrés de finesse, afin de remplir pins facilement tous les interstices et glisser avec plus de difficulté: il faut que, de sa nature, il soit très dur, quels que soient d’ailleurs ses composans terreux; enfin , il est avantageuxqu'il contienne de l’oxide de fer, parce que, comme on l’a observé jusqu’à présent , il partnt que cet oxide favorise le durcissement du mortier, même dans l’eau. Comme chaque pays renferme des sables différens, il faut choisir, entre tous ceux que l’on peut exploiter, celui qui réunit ces qualités au plus haut degré.

Du sable quartzeux ou éminemment siliceux.

Les expériences faites par M. Vicat (i) lui ont prouvé, que les sables siliceux ne sont pas également propres à faire du mortier avec les differentes chaux; qu’ils produisent avec les chaux hydrauliques , lorsqu’ils sont placés s*us l’eau , des corps plus durs que si la chaux eût été employée seule ; que mêlés avec les chaux grasses, les mortiers qui en proviennent ne durcissent pas sous l’eau, et peuvent même rester, plusieurs années, sous un terrain humide, sans prendre de consistance , d’où il conclut, que les sables quartzeux ne sont favorables à la composition d’un bon mortier , employé dans l’eau, qu’autant que la chaux exerce une action sur la matière quartzeuse.

Quant à la grosseur de ce sable, sur laquelle les constructeurs sont si peu d’accord, elle doit varier avec la nature de la chaux employée. Ainsi , pour les chaux éminemment hydrauliques, les meilleurs sont les sables lins, ensuite • les sables à grains inégaux , puis les gros sables. Tandis que . pour les chaux communes et grasses, les meilleurs sont las sables à gros grains , ensuite les sables mêlés , puis les sables à grains lins. Enfin, pour les chaux moyennes, l’ordre doit être : sables mêlés , sables lins, sables gros.

11 aurait été à désirer, que de semblables expériences eussent été faites sur des sables calcaires , argileux , magnésiens, etc. Alors on aurait eu des données exactes sur l’usage et la grosseur des difîérens sables, relativement à la nature des chaux que l’on peut employer ; mais, dès que MM. les in-

(i) Recherches expérimentales sur les chaux, page 6y.

DES MORTIERS. a 35

gen leurs des Ponts et Chaussées commencent à s’occuper de ces sortes de recherches, espérons que bientôt nous aurons, sur les sables et les mortiers, des connaissances très étendues. Au reste, on verra , à l’usage de la craie et des recoupes de pierres, quelques résultats d’expériences, qui pourront procurer des données premières.

Du marbre blanc.

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Vitruve indique l’usage du marbre blanc, comme devant faire , avec la chaux, un mortier très blanc et très uni , soit pour peindre à fresque , soit pour avoir une surface très lisse.

Pilez du marbre blanc dans un mortier , dit Vitruve , et passez-le dans un tamis à demi fin , le premier grain restant sur le tamis, formera un gros mortier, dont on enduira le mur ; passez ensuite la poudre tamisée dans un tamis plus (in , et faites, avec le marbre restant sur le tamis, un mortier pour former la seconde couche ; enfin, faites, avec la poudre fine, un nouveau mortier, pour former la troisième et dernière éônehe.

Il ne faut poser les couches successives , que lorsque la précédente commencera à sécher; aussitôt que la dernière aura pris une certaine consistance, et quelle ne tiendra plus aux doigts , on la polira avec une planche très dure et très polie , ensuite on la frottera avec un gant ou une peau douce, pour donner le dernier poli.

Quelques marbres , comme le marbre gris magnésien , produisent une chaux très blanche, qui se durcit facilement, et avec laquelle on peut former la dernière couche.

Si l’ôn vent, dit encore Vitruve (i), préparer les surfaces pour peindre à fresque, il faut, après avoir poli un enduit de marbre, étendre dessus, avec un pinceau, des teintes de différentes couleurs, qui, sans excéder les traits des dessins, s’incorporent avec l’enduit ; la chaux alors les pompera avec avidité. Tout porte à croire, que la chaux dont parle Vitruve , était de la chaux grasse , on de la chaux magnésienne , parce que la première se combine très bien avec la pierre calcaire, ainsi que nous nous en sommes assuré, et que la seconde se combine également bien avec le marbre magnésien.

De la Craie.

La craie rat une terre calcaire, blanche, déposée par couche plus ou moins horizontale, et qui n’a pas encore acquise une grande dureté. Cette substance se pulvérise facilement , la composition de la craie est très variée; il en est qui ne contient que du carbonate de chaux pur et de l’eau , d’autre , comme la craie de Meudon , qui contient , en outre, de la silice et de la magnésie.

Varon, livre II, et Vitruve, livre U, chapitre 5 ,, disent , que l’on faisait des briques crues, en mêlant et pétrissant ensemble deux parties de craie, et une de chaux. Nous avons tenté cette expérience aveç de la chaux grasse et de la craie de Melun, nous avons obtenu un mortier qui s’est parfaitement durci. Rondelet a répété la même expérience, et il a obtenu un mortier qui avait montré plus de résistance que celui qui provenait du mélange de la chaux, du sable et du ciment.

(i) Livre VU, chapitre 6.

Des recoupes de pierres.

A Rome, on faisait un assez bon mortier, en mélangeant deux parties de recoupes de pierres , prises dans la carrière , avec une partie de sable. Nous avons répété cette expérience , en prenant des recoupes de pierres des environs de Paris , et de la chaux grasse de Chàteau-Landou ; le mortier que nous avons obtenu se durcissait parfaitement à l'air.

Delafaye, page 3g de ses Mémoires, dit avoir calciné, à moitié , des pierres à chaux provenant des démolitions de Paris ; avoir réduit en poudre grisâtre , ces pierres à demi brûlées ; qu’étant mêlées alors avec du sable et de la chaux , il avait obtenu un mortier meilleur que le mortier ordinaire; mais ce que Delafaye ne savait pas, c’est que , très probablement , cette chaux contenait de la magnésie.

Rondelet a également fait un mortier avec de la chaux grasse et de la poudre de pierre de Conilans; son mortier a obtenu une solidité égale à celle des briques, qu’il avait fait avec du ciment ou avec de la pouzzolane blanche de Naples. Son mortier était supérieur à celui qu’il avait obtenu avec de la pouzzolane de Rome.

y erres pilés.

Mairau prétend qu’un ciment fait de limaille d’acier, de vinaigre, de verre pilé et de sel, forme une concrétion toutà-fait indissoluble à l’eau. Comme ce mortier rentre nécessairement dans la classe des mortiers à sable siliceux , qui ont été essayés par M. Vicat, et qu’il n’en diffère que par la forme anguleuse des fragmens, il est présumable qu’il serait égale-

a38 FABRICATION

ment bon avec la chaux durcissante à l’eau, et désavantageux avec la chaux grasse.

Du Ciment.

On donne improprement le nom de ciment à des briques, des tuiles, du grès, et enfin à de la poterie pulvérisée, avec lesquels on fait des mortiers. Ces cimens produisent un mortier, avec de la chaux pure ou grasse, qui durcit plus promptement dans l’eau , et qui acquiert plus de cohérence que les mortiers de chaux et de sable.

La poudre de ciment peut être considérée comme de l’argile , de la terre à potier, qui a éprouvé un degré de feu plus ou moins fort, en raison de la nature de l’argile et des objets que l’on en a fabriqués .

Il est facile de juger , d’après cette considération , qu’il doit exister autant de cimens différens , qu ’il y a de variétés d’argile employées à former la terre cuite que l’on en prépare. Or, comme il existe peu d’analyses des cimens que l'on emploie dans les mortiers, on peut obtenir des données sur leurs compositions , en se procurant de bonnes analyses des argiles que les potiers emploient, en observant, toutefois, que les terres cuites ont perdu , par la cuisson , toute l’eau , ou, au moins, une grande partie de celle que l’on trouve dans l’argile molle, ductile et pétrissabte.

Toutes les argiles contiennent de la silice et de l’alumine \ les argiles à potier, contiennent aussi du fer, et les argiles grossières , que l’on emploie pour faire des tuiles , des briques , contiennent souvent de la chaux. C’est aux proportions qui existent entre ces quatre substances, qu’est due,*en grande partie, la plus ou moins grande fusibilité, et par suite, la température qu’on leur fait éprouver dans la cuisson ; la si-

DES MORTIERS. adg

lice varie entre o,4<> et 0,76, l’alumine entre 0,1 a et o, 34 , la chaux entre 0,00 et o,o 5 , l’oxide de fer entre 0,00 et 0,10. En général, lescimens, toutes choses égales d’ailleurs, contiennent d’autant plus de fer qu’ils sont plus rouges.

Ces argiles cuites, pilées et passées à travers des paniers qui ont de petites ouvertures , contribuent, par six causes différentes, à la perfection des mortiers: i° par leur dureté; 2 0 par les faces planes et les angles de leur brisement ; 3 ° j«r leurs pores, dans lesquels la chaux s’insinue; 4° par 1® fer qu elles contiennent ; 5 ° par l’allinité du ciment pour la chaux , qui la rend souvent insoluble dans l’eau; 6° par la différencede grosseur de la matière pilée. La porosité, facilitant l’union de la chaux au ciment, contribue à donner plus de liant au mortier; le fer, combiné, favorise son durcissement à l’air, et quelquefois dans l’eau. t

Rondelet acomparé (1) la résistance des mortiers faits a\ec «lu sable, avec du ciment, et avec du sable et du ciment ; il a trouvé que le mortier de ciment avait acquis une résistance de moitié plus grande que celle du sable, et que le mortier de sable et ciment , n’avait augmenté de résistance «jue de 11 aurait été à désirer, que cet habile architecte eût cherché à s’assurer des différences que ces mêmes mortiers présentaient à l’action de l’eau, puisqu’ils sont assez généralement employés, à Paris, dans les lieux humides, et dans les endroits où il s'infiltre de l’eau.

Au reste, les cimens présentent entre eux de si grandes «liflérences, sur la nature et la proportion de leurs composans, particulièrement sur leur dureté respective, et sur la proportion de fer qu’ils contiennent, qu’il est diflicile de cou-

<i) Traité sur l'Art de bâtir, page 3n.

a4o FABRICATION

dure, d’une expérience faite avec un ciment, le résultat que l’on obtiendra avec un autre. Il faut comparer, séparément, les mortiers que l’on obtient de chaque ciment différent , ' avec les diverses espèces de chaux que l’on emploie.

Ces comparaisons viennent d’èlre faites, en grande partie, par M. Vicat. Dans son excellent ouvrage sur les chaux de construction , les bétons et les mortiers ordinaires , il divise d’abord son ciment, ou son argile cuite, en trois degrés , de première cuite, biscuité et surcuite , c’est-à-dire demi -vitrifiée. De ces trois degrés de cuisson , le plus favorable est le premier; si l’on exprime par ioo, le degré de dureté que le béton de chaux grasse acquiert , le degré de dureté avecles deux autres bétons sera 3o pour l’argile biscuité, et 3o pour l’argile à demi vitrifiée. On distingue ce premier degré le plus favorable, i° ^la couleur, qui doit ètrejbrune-rouge ; a 0 par le son franc qu’elle produit ; 3° parce qu elle ne se détrempe pas dans l’eau. La couleur, dépendant en grande partie de la proportion de fer contenu dans l'argile, ne peut pas être prise pour déterminer la bonté de la cuisson , si ce n’est par son degré d’oxidation. Lorsque la brique, la tuile ou le ciment qui en résultent sont trop tendres, on peut lui faire éprouver, dans un fourneau à réverbère, une nouvelle calcination, propre à le porter au degré de cuisson qui lui convient; et , d’après les résultats présentés dans le tableau V de l’ouvrage de M. Vicat , on voit que les bétons faits avec une partie de chaux et deux parties de ciment , sont les plus résistans; enfin , que la chaux grasse fait, avec le ciment , uu mortier plus résistant que la chaux hydraulique.

. Mais , on peut encore se demander , de quel ciment M. Vicat a-t-il fait usage. La solution de la question que présente l’usage des cimens , qui est déjà très avancée, d’après les ex-

DES MORTIERS. a /^

périences de ce Savant ingénieur, a encore besoin de quelques expériences nouvelles pour être complétée.

Nous ferons connaître, à l'article résidu de la distillation de l acide nitrique , un autre ciment qui présente de nouveaux avantages.; - • < - • *

De la Pouzzolane.

Il se trouve, dit Vitravc (i) , aux environs de Baies et des champs Municipes , situés près du Vésuve, une espèce de poudre qui produit des effets admirables ; mêlée avec de la chaux et des petites pierres, elle a non-seulement l’avantage de procurer, aux édilices ordinaires, une plus grande solidité, mais elle a, de plus, la propriété de former des masses de maçonneries qui durcissent sous l’eau. ' •

On a donné à cette terre le nom de Pouzzolane r ou de Pozzolane , parce qu’on la retire, en grande parMe, de plusieurs endroits du golfe de Pozzole. C’est une espèce de gravier volcanique, qui parait provenir des éruptions de plusieurs volcans éteints , qui ont existé sur une longueur de près de trois lieues, dans un endroit appelé, autrefois, f )arnput Phlegreut. Pouzzole, ville située sur le golfe anciennement nommé Sinus Puteolonus , doit son nom actuel, à la quantité de soiyrces minérales qui s’y trouvent. •

Toutes les Substances volcaniques, pulvérulentes, jouissent, comme la poussière de Baies, ou. des champs Municipes, et comme le gravier -du golfe de Pouzzole, de la propriété de produire des inortiersqui durcissent dans l’eau ; on a ddhc donné , en général , le nom de pouzzolane à toutes ces pousr sières et à tous ces graviefs. . ' • r ♦

(i) Livrfc II, chapitre ’ô. - * • * . -

■4a FABRICATION

Desmarest (i) a observé , en Italie , cinq variétés de pouzzolanes, i° un amas de scorie noire, spongieuse, vitriliée, assez solide, et réduite en grenaille d’une médiocre grosseur; elle est connue à Naples sous le nom de rappillo, ou lapillo; elle ressemble beaucoup h l’escarbille , résidu de la combus- • tion du charbon de terre. Cette pierraille recouvre les croupes du cratère du Vésuve , et parait avoir été lancée au dehors et divisée en grenaille, par le contact de l’air froid, lors des éruptions de ce volcan. On en trouve des amas considérables au pied des anciens cratères démantelés, et des couches assez suivies, dans les collines des environs de Naples, de Pouzzole , de Rome et de Bolsène.

La seconde variété est un amas de scorie spongieuse , friable , d’une seule ou de plusieurs couleurs ; il y en a de jaune , de grisç., de rouge; elles sont réduites à différent dé- . • grés de téhuité , et on les trouve distribuées par tas consi-

dérables ou par lits suivis, aux environs de Naples, de Pouzzole, de Baies, dans les îles d’ischia et de Vivarès, à Rome, à Bolsÿie , etc. ; elles forment la partie principale et souvent la totalité de ce qu’on appelle, communément , pozzolane, à Rome.'

Un débris de ponce blanche, sous forme • pulvérulente , constitue la troisième variété. La pouzzolane blanche des environs de Baies , dont on charge plusieurs bâtimens pour Malte , et qui passe à Naples pour être de la meilleure qualité , est de cette espèce. Dans les fouilles qu’on fait à Vîvarès , petite île voisine d’ischia, on s’attache aux amas dè substances pulvérulentes , où se trouve une plus grande portion de pierres blanches réduites en petits débris.

(i) Journal de Physique, 1^79, première partie, page 194.

DES MORTIERS. a43

La quatrième variété est un amas de terres cuites , blanchâtres, eu grande partie spongieuses; ces terres sont, ou sous forme de poussière sèche et friable , ou sous forme de pierre tendre , de moellon ; ce moellon est le résultat de l’union des molécules terreuses, par un principe d’iniiltration, ordinairement calcaire. C’est ainsi que les terres cuites font la base du tuf, ou moellon de Naples, et des pépérines des environs de Rome ; ces terres enveloppent , assez souvent, les scorjes de la seconde et de la troisième variétés, avec des points blancs, farineux , ou calcaires , ou argileux.

En (in , la cinquième variété est un amas de-grenailles noires, assez solides, qui paraissent être de petits éclats de laves plus ou moins compactes, et dam lesquelles on démêle très peu de porosité.

Ces cinq variétés se trouvent quelquefois seules , quelquefois mêlées ensemble en différentes proportions-, et, dans ce cas , tous ces produits du feu sont connus et employés , en Italie, sous le nom de pozzolane. Ainsi, lorsqu'on examine en détail la pouzzolane des catacombes de Saint-Sébastien, de Capo di Bove , celle qu’on transporte de Rome à Civita-Vecebia, pour les difierens chargemens qu'en viennent faire les Français , les Génois et les Espagnols, on voit aisément, que c’est un mélange de scories légères ( deuxième variété ) , de ponces blanchâtres ( troisième variété ) , de terres cuites , poreuses, sèches et friables (quatrième variété) , avec des points bfaucs farineux. De semblables mélanges se trouvent dans 1® fouilles qu’on fait aux environs de Paies , de Pouzzole et de Naples, et à l’ile de Vivarès , pour en extraire la pouzzolane. Enfin, ces mêmes mélanges se remarquent de tou» eûtes, sur les bords escarpés du lac de Bolsène.

! On trouve quelques pouzzolanes blanches, terreuses, qui

a44 FABRICATION

sont rejetées à Naples, comme une matière de .mauvaise qualité, et dont on évite, avec le même soin, d’employer le moellon dont cette pouzzolane fait la base ; mais il est aisé de se convaincre, par le plus léger examen, que les pouzzolanes et ces moellons n’ont pas éprouvé une cuisson assez complète ; ce qui se.découvre d’abord par le défaut de porosité ; d’ailleurs, le principe terreux, au lieu de se réduire sous les doigts en une poussière sèche et friable, prend une surface lisse et cède comme l’argile ; et enfin , imbibé d’eau , il s’amollit sensiblement et devient ductile; il est donc peu propre, dans cet état, à absorber l’eau surabondante de la chaux, et à communiquer au mortier une certaine consistance, en fournissant à lapâtedelacbaux, une infinité de points d'appui, comme sont les débris solides des scories, et les laves spongieuses.

Nous avons peu d’analyses de la pouzzolane ; quelquesu nes sont très anciennes , elles ‘pourraient faire craindre que l’on n’ait pas bien déterminé leurs parties constituantes ; ces analyses sont :

Nom»

Chaux.

Oxide

des

Silice.

Alumine

Perte.

Auteurs.

Ouvrage*. J

Substance*.

fer.

J un ru. de Phy-I

Pouzzolane d’Italie...

Bergmann. <

•ique, 1780 , t. il, p. ao3.

f t tu

Idem

Brungnurd,

Klaproali...

Minéralogie, !

Leçon» & 1 Eco-

Pouzzolane île France.

Sgknxin. . . •

le Polytecb*

ÆMl:

Pouzzolane il’Iulio. . .

Daudin. .. ,

tique, 180 S , 1 . 1 1 , p. 3o.

Bergmann avait annoncé (i) que la pierre ponce contenait

(i) Journal Je Physique, anmSc i8«5 , tome II, page a6.

i5 à 20 pour cent de magnésie; cependant, Klaproth et Kennedy n’ont point trouvé de magnésie dans cette pierre.

M. Brong'niard dit, que la pierre ponce, analysée par Klaproth , a donné 3 de soude; on ne trouve pas d'indication de soude dans l’analyse de la ponce de Lipari , publiée j>ar Klaproth, page 449 du premier volume de ses Analyses chimiques.

Comme, dans les dernières aualyses qui ont été faites, des basaltes, des laves, et de plusieurs autres produits mécaniques, on y a constamment trouvé de la soude , la non-indication de cette substance , dans les analyses de Bergmann. et dans la composition de la pouzzolane, donnée par M. Sgauzin, provient, probablement, de ce que, à l’époque où ces analyses ont été faites, ou ne s’occupait pas de rechercher la soude dans ces substances.

On peut conclure, de tout ceci r que la pouzzolane, que l’on emploie, avec tant de succès, pour former un béton, un mortier, qui se solidifie dans l’eau, est une pierre argile^>e, qui a éprouvé un feu plus ou moins fort , qui l’a durcie et l’a rendue poreuse; c’est une pierre analogue à nos poteries, mais dont la proportion de fer.est ordinairement très considérable.

La pouzzolane est très commune ; il est peu de pays dans lesquels orf ne rencontre des volcans éteints, et qui ne contiennent des poudres, des graviers volcaniques; on en trouve en France en Auvergne, dans le "Vivarais, etc. ^ .

Des pouzzolanes artificielles.

Lorsqu’on est très éloigné des lieux qui contiennent des débris volcaniques, il peut être utile dè s’en procurer de factices.

a 46 . FABRICATION

Le suédois Bazzé, a cherché à substituer, à la pouzzolane, une espèce de schiste noir assez dur. Gratien père, ingénieur des Ponts et Chaussées, remplaça la pouzzolane, â Cherbourg , par un schiste noir d’Haincville , composé de silice, 46 ; alumine, 26; magnésie, 8; chaux, 4> oxide de fer, i4 ; mais ces schistes, non calcinés, produisent des mortiers qui durcissent difficilement dans l’eau ; et M. l’ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, Daudin, croit que les mortiers dans lesquels ils entrent , ne doivent leur solidification dans l’eau (t) qu’à la bonne qualité de la chaux, qui est alors- le plus fort lien.

Daudin propose de-suppléer à la pouzzolane , par des oxides • de fer quartzifère, que l’on calcine , et que l’on trouve abondamment aux environs de Castelnaudari , et dans un grand nombre de pays. La substance qu’il a employée , avec succès, donnait, à l’analyse,

Silice

Alumine

Oxide de fer.

Oxide de manganèse

IÔO.

Sa couleur était d’un brun rouge, ou légèrement violette, avaut la calcination; une légère torréfaction lui donne une teinte rouge plus claire, ou un violet plus foncé; une plus forte la rend d’un brun plus intense, ou d’un brun-violâtre tirant sur le noir. C’est à ces deux cuissons que se borne le degré de calcination pour l’usage.

Il paraîtrait , d’après les diverses analyses qui ont été faites

(1) Journal do Physique, année i 8 o 5 , tome II, pge 36.

de la pouzzolane, que toute terre argileuse qui contiendrait jusqu'à 20 pour ceu oxide fer, ou que toutes les mines de fer silico-argileuses qui ne contiendraient , au plus, que i5 à s5 d’oxide de fer, pourraient, après avoir été calcinées, suppléer à la pouzzolane, .dans les pays où il n existerait pasde substances volcaniques; cependant, tout paraît faire croire qu’il faut encore, qu 'après la calcination, ces substances soient poreuses comme la pouzzolane , afin d’exercer une plus forte action sur la chaux; et puis peut-être faudrait- il, en outre, que ces substances continssent 3 à 6 pour cent de soude ou dépotasse, puisqu'il paraît, d'après les analyses les plus récentes, que toutes les matières volcaniques employées comme pouzzolane, contiennent cette proportion d’alcali minéral.

M. Vicat donne le nom de pouzzolanes artificielles à toutes les terres calcinées qui peuvent la remplacer; telles sont , i° le ciment; a° la bouille; 3° le schiste bleu ; le basalte; 5° le grès ferrugineux ( 1 ). Nous allons examiner séparément les elfets de ces quatre substances.

Pour former un bcfn béton , il s'est assuré que le ciment devait être calciné au premier degré de cuisson , ainsi que nous l’avons indiqué précédemment ;^ue la bouille doit être réduite à l’état de cendre ; le schiste bleu , chauffé presqu’au rouge , et maintenu ainsi jusqu’à ce qu’il se boursoufle; le basalte, jusqu’à ce qu’il coule; et le grès- ferrugineux, jusqu'à ce qu’il soit devenu de couleur brune rouge; -

Que la quantité moyenne de chaux employée, doit être d’une partie en poudre, pour deux parties de pouzzolane artificielle. * . ®

Sous le nom déciment, M. Vicat considère, non-seulement

(1) Recherche» expérimentale* sur la chaux, papi 3 € et tuiv.

la substance provenant des briques, tuiles, poteries pilées, mais encore toutes les terres argileuses cuites et réduites en poudre. Nous avons déjà parlé des cimens provenant des briques, poteries, etc. , pilées; nous allons nous occuper un moment de celui provenant des argiles cuites..

On donne le nom d’argile à une terre composée de silice et d’alumine, dans des proportions très variées, et qui contient, accidentellement, de la chaux, de la magnésie, de l’oxide de fer, etc. Cette terre, mouillée, a la propriété de se pétrir, et de produire une pâte liante, ductile , propre à former des vases , etc. Quoiqu’il existe un très grand nombre d’argiles , et quelles aient touffes des propriétés différentes, MM. les ingénieurs des Ponts et Chaussées, qui se sont occupés de la fabrication des pouzzolanes artificielles , n’ont pas encore cherché à déterminer celles qui doivent être préférées.

Comme tgptes les terres argileuses ne sont point pures, que plusieurs contiennent des pierres plus ou moins grosses, la première opération que l’on doit faire subir aux argiles, pour les calciner, c’est de les laver, de les délayer et de passer au tamis la terre réduite à l’état de bouillie , puis de les faire sécher, les battre et les pulvériser; quelquefois même on peut se contenter de les battre, et les passer à la claie.

Réduites en poudre très fine , il suffit , souvent, pour transformer les argiles en pouzzolane artificieHe, de les exposer, pendant 1 5 ou 20 minutes , sur une plaque de fen~ réfugie par le feu; quelquefois le feu doit être plus long-temps continué. Mais pour les calciner en grand , on peut exposer ces terres shr la sole d’un fourneau de réverbère, analogue à ceux que

l’on emploie pour la fabrication des chaux durcissantes dans

1 eau. - r * - — -,

M. Raucourt, d*Charleville, a donné le dessin d’un four-

DES MORTIERS. x-jg

ncau particulier destiné à cette calcination. Ce fourneau (fig. ^())sc compose d'un foyer f, avec sa grille; d’une cheminée courbe çc, qui est traversée, dans toute sa longueur, par un tuyau T, rectangulaire, d’un pied et demi de large; une trémie tr, le termine dans sa partie supérieure. La terre argileuse se place daus la trémie ; elle tombe , de là , dans le tuyau, qui se remplit; la partie inférieure est exposée à toute l’intensité du feu. C’est dans cette partie que l’argile éprouve la plus forte chaleur; la température va en diminuant, successivement , de manière que l’argile passe par tous les degrés de chaleur , avant de subir le dernier coup de feu.

Toutes les io à i 5 minutes , on ouvre la porte p , et la portion d’argile, assez cuite, tombe dans le bassin de réception ô; elle est aussitôt remplacée par d’autre, qui éprouve, à son tour, le dernier coup de feu.

D’après le devis présenté par M. Raucourt, le pied cube de pouzzolane factice, c’est-à-dire, de terre argileuse cuite, reviendrait à 26 copecks : si les terres étaient naturellement purifiées, la dépense, pour battre et passer, serait épargnée, et la pouzzolane factice ne reviendrait qu’à 16 copecks; mais le lavage devient indispensable lorsque l’argile contient du sable mélangé, qui augmeuterait le volume , sans augmenter son énergie. Si, par sa nature, la chaux exigeait du sable, 00 pourrai t l’ajouter.

Nous ignorons quelle cause a pu déterminer M. Vical , à regarder la houille comme une substance propre à faire de la pouzzolane artificielle. Dans son premier degré de cuisson, elle est réduite en charbon de houille, et, dans ce cas , c’est comme charbon quelle pourrait être employée; mais dans cette circonstance , son effet est si faible, qu’il peut être considéré comme nul ; ce qu’il appelle scorie de houille, c’est le

a5o FABRICATION

mâchefer, c’est la Cendre vitrifiée avec de l’oxide de fer; dans cet état , on pourrait le regarder comme des scories , et le placer dans la même catégorie; enlin, dans son troisième état , celui de cendre , où il a toute son énergie , ce n’est que parmi les cendres qu’il doit être placé.

Quant au basalte, qui constitue la troisième espèce de pouzzolane, nous en parlerons à l’article Basalte, que l’on pourrait regarder comme une pouzzolane naturelle.

Le schiste hleti est une pierre argileuse; on le cuit dans un four à chaux à calcination continue, en le stratiiiant avec de la houille, de la tourbe ou dubois; la proportion de combustible dépend du degré de calcination qu’il doit éprouver ; et ce degré dépend de la nature du schiste et de sa composition : en le cuisant au rouge , il perd sa couleur. M. Vicat dit qu’il en prend une nouvelle, qui tire sur le rouge doré, et c’est le terme qu’il nomme premier degré de cuisson; mais cette couleur dépend de la nature et de la composition du schiste. Quant au second degré, quia lieu lorsque sa chaleur est portée jusqu’au blanc, ses feuilles se boursouflent et se prennent en masse poreuse, légère, friable, d’un vert pâle; c’est le dern ier degré, c’est dans cet état qu’il a le plus d’action.

Enfin , le grès ferrugineux peut être cuit , comme le schiste, dans un four à chaux à calcination continue, en le stratifiant avec de la houille , de la tourbe ou du bois, dans une proportion dépendante du degré de cuisson que chaque grès exige ; il faut porter ce degré jusqu’à ce qu’il soit prêt à se vitrifier.

Il existe une grande différence dans les opinions des ingénieurs qui ont employé des pouzzolanes factices , soit sur la nature de la composition des argiles avec lesquelles on les obtient, soit sur le degré de cuisson de ces argiles.

M. le colonel du Génie Treussart , qui a fait beaucoup d’ex-

DES MORTIERS, périences sur les pouzzolanes naturelles et factices, a trouvé que les- meilleures argiles, celles qui sont les plus propres à remplacer les pouzzolanes, lorsqu’elles ont été calcinées, sont celles qui ont, dans leur composition, à peu près autant desable que d’alumine, et qui contiennent, en outre, quelques centièmes de chaux; elles acquièrent une qualité beaucoup plus prononcée, lorsqu’elles ont de la soude ou de la potasse ; c’est pourquoi les argiles imbibées ou mouillées d’eau de lessive, donnent toujours d’excellentes pouzzolanes factices.

Une question d'une grande importance , et qui n’a encore été bien examinée que par M. le colonel Treussarl, c’est le degré de cuisson qu’il faut donner aux argiles; les uns prétendent quelles doivent être très cuites; les autres, au contraire, très légèrement; chacun peut avoir raison, puisque ce degré dépend de la composition des argiles, et principalement de la proportion de chaux qui entre dans leur composition.

On sait , depuis long-temps, que la chaux rend les argiles fusibles , et que cétte fusibilité augmente avec la proportion de la chaux. Il suit naturellement de là , que les argiles qui contiennent une quantité de chaux un peu considérable , * doivent être peu cuites, tandisque celles qui n’en contiennent pas , peuvent supporter le plus haut degré de cuisson. Dans ses recherches , M. le colonel Treussart s’est assuré , que pour faire de bonnes pouzzolanes, les argiles qui contiennent beaucoup de chaux, doivent être peu cuites, tandis qu’il faut faire supporter un très haut degré de cuisson , à celles qui en contiennent peu; enfin , que l’on peut exposer, à une très forte calcination, celles qui n’en contiennent pas. Tout consiste donc, pour déterminer le degré de calcination qu’une argiledoit supporter, à chercher quelle proportion de chaux l’ar-

a5a FABRICATION

gile contient. Pour cela, on pulvérise 5 grammes environ de chaux ; on met cette poudre dans un verre, et l’on verse dessus un peu d’acide muriatique étendu d’eau ; on décante , et l’on verse dans la liqueur décantée un peu d’acide sulfurique; lorsque la chaux a été dissoute , il se forme un précipité; plus le précipité est abondaut , moins il faut calciner l’argile; s’il ne se forme point de précipité, ou s’il s’en forme infiniment peu, il faut donner à l’argile une forte calcination.

11 nous manque, comme on peut le voir, bien des données pour terminer cet article, principalement sur les différentes espèces de pouzzolanes artificielles : attendons que de nouveaux faits viennent nous éclairer.

Du T ruas.

On a donné le nom de Iraas (i ), à des débris volcaniques exploités à Andernack, dans les environs de Bonn, que l’on transporte ensuite en Hollande, pour être réduits en poudre et versés dans le commerce : ces débris ressemblent beaucoup à la quatrième variété de pouzzolane. C’est une terre cuite (a) ,

. spongieuse, friable, sous foripe de moellon tendre, semblable au tuf de Naples, et au pépérino de Rome. On voit , au milieu de la base terreuse, des ponces blanches à lilet , quelques scories spongieuses et recuites , et des éclats de laves solides , comme dans les terres cuites de Naples et de Rome.

La petite vallée deBrohlbac, qui débouche dans le Rhin (3), est comblée de dépôts volcaniques , sur une longueur de 6 kilomètres environ. Ces dépôts, qui reposent sur des schistes ar-

(i) Du hollandais tiras, ciment.

(a) Journal de Physique, année 1779, tome I ,r , page 198.

( 3 ) Journal des Mines, tome XXV, page 363 .

DES MORTIERS. a53

gileux ardoises, ne sont pas d’une qualité uniforme : certaines parties, seulement, ont la propriété de former, avec la chaux, un ciment imperméable à l’eau. On les nomme pierres de tuf, ou pierres de traas ; et lorsqu’elles sont broyées, traas , ou terranne de Hollande. 11 existe encore des carrières de traas près de B/eidt, mairie de Saflig.

Cette pierre est réduite en poudre à Dordrecht , par des bocards composés de trois jeux de quatre pilons chacun; ces bocards sont mis en mouvement par un moulin à vent. La pierre de traas est apportée en moellons; ceux-ci sont de deux sortes; les plus tendres , qui viennent d’Auderuack, sout plus blancs, plus aisés à broyer, et forment un mortier qui se solidifie moins facilement; celui de Brohl, plus compacte, plus difficile à broyer, et d’uu gris plus foncé, produit un ciment d’une meilleure qualité.

M. Castelayn , pharmacien à Amsterdam (i), a proposé de substituer au traas d’Andernack, une argile que l’on retire du bras de mer sur lequel la ville d’Amsterdam est située; de faire rougir cette argile, et de la broyer, comme le traas.

L’analyse de ces deux substances , comparées à quelques autres, a donné :

Substances.

Silice.

Alumine

Chaux.

Oxide

fer.

Auteurs.

OuTrapea.

1 Traas de Dordrecht

Argile d’Amsterdam

Briques d’Amsterdam

K os t dey.

Idem

■Bergroann.. ■

Journ. des Mines , t. II , n. 85.

Idem.

cens de 1 fccole Polytechnique.

Cette argile, peu cuite, a été employée avec succès.

(i) Journal des Mines, tome II , n° 9 , page 83.

a54 FABRICATION

On voit , par toutes ces considérations , que Le traas de Hollande , ne diffère de la pouzzolane , qu’en ce que la première est exploitée dans l’état où elle doit être , pour être employée de suite dans les mortiers, et que le traas, exploité en gros moellons, est pulvérisé, dans des bocards , avant d’être employé. Ce n’est pas que l’on ne trouve , également , parmi les matières volcaniques des bords du Rhin, des débris pulvérisés , que l’on pourrait employer de suite dans les mortiers; mais comme il est souvent arrivé, que ces débris ont été falsifiés, en leur ajoutant des terres étrangères , on préfère exploiter , en moellons , les produits volcaniques , et les pulvériser ensuite; on est sûr , par ce moyen , d’obtenir un traas pur.

Des basaltes , des laves et autres produits volcaniques.

Puisque les pouzzolanes et les traas., si précieux pour la fabrication des mortiers destinés aux travaux hydrauliques , ne sont que des produits volcaniques, pulvérisés par la nature ou par l’art , il était naturel de penser que les basaltes, les laves et tous les produ its volcaniques analogues , pouvaient être employés , avec succès , dans la composition des mortiers destinés aux travaux qui s’exécutent dans l’eau.

Guy ton de Morveau s’étant assuré, qu’il existait un volcan éteint à Drevin, départemen t de Saône-et-Loire , fit exploiter la pierre basaltique qui le compose . Le basalte , trop dur pour être pulvérisé directement , fut rougi dans un petit fournea u de réverbère , puis jeté dans l’eau * porté sous le bocard (i) et passé au crible, de manière que les plus gros grains n’excé-

(i) Annales de Chimie , loroc XXXVII , page a6a.

DES MORTIERS. i55

liaient pas la grosseur d'un pois. Ce basalte, pulvérisé, fut envoyé à Cherbourg , à l’ingénieur en chef des Ponts et Chaussées Sessart ; là, il fut essayé comparât ivemeùt avec de la pouzzolane dTtalie, et les résultats furent trouvés conformes, c’est-à-dire, que l’ingénieur directeur des travaux, conclut, que la pouzzolane basaltique de Rourgogne équivaut à celle d’Italie , qui lui avait été envoyée de Toulon.

Les basaltes sont rarement une pierre homogène; leur couleur est, généralement , d’un brun tirant sur le noir, sur le verdâtre, sur le rougeâtre, ou sur le gris sale; mouillés, ils prenuentsouvent une couleur bleuâtre. Leur cassure est mate et ordinairement à grains lins; elle est quelquefois un |k;u conchoïde , et présente des cavités en assez grand nombre ; ils affectent habituellement des formes déterminées, prismatique, tabulaire, sphéroïdale; cette dernière variété se délite souvent en couche concentrique.

Quelques minéralogistes rangent les trapps parmi les laves, c’est-à-dire, parmi les produits volcaniques, et Bergmaun partage cette opinion ; d’autres les considèrent comme une roche particulière, dont l’origine n’est pas volcanique; lorsqu il sera question de trapps , dans cette section , nous considérerons toujours ces derniers comme volcaniques.

D'après l’analyse des laves et des basaltes , faites par différons sa vans , ces substances sont conqtosées ainsi qu’il suit :

• ■'tupi’ < ïitoxj - t

a 56 FABRICATION

INonu de* r

Substance».

Silice

Alu-

mine.

Chaux

Mi-

gnciic.

fer.

de>

nun-

Soude.

Auteur*.

Ouviapc».

Joura.de Di y-

1 Basal ie uupp

xü

Bergmann .

*iquc, année i;8o, t. s ,

page 313.

il, t. 3. p. 3t 3.

^Broncuiuril ,

Minéralogie,

Lave

/Uem -

Brochant ,

l« r vol. , n.

Anri d de Ou- !

Basalte de Tuff. . .

Kennedy....

IUIC , 1. 4l ,

Lavr de Caiania. . • • •

Idem

Idem , p. 337 .

1 i 1 Santu-Veoere.

if t x5

ifi

KUprolh . t /; , .

Idem

li.So

a, Go

Idem ^ 3, p. ax,.

Haiiy divise les produits volcaniques en six classes , i ° laves, matières qui ont éprouve la fluidité igjyjc; a 0 thermantides , qui n offrent que des indices de cuisson; 3° matières sublimées; 4° laves altérées; 5° tuf volcanique; G 0 cristaux trouvés dans l’intérieur des substances. 11 place les basaltes dans la première classe, parmi les laves; les pouzzolanes, dans la seconde classe , parmi les thermantides; les traas , dans la cinquième classe , parmi les tufs Volcaniques.

Dolomieu (i) regarde les pouzzolanes comme des matières plus .argileuses, provenant de celles qui ont formé les laves, et sur lesquelles le soufre a eu moins de prise ; en sorte quelles ont résisté à la scorilication ; elles ne sont que rarement boursouflées, et n’ont jamais de pores aussi grands ni aussi nombreux que les scories; cependant, lorsque l’on compare les analyses des pouzzolanes d’Italie, faites par Bergmann, Rla-

(t) Minéralogie d'Haüy, tome IV, page 499-