CHAPITRE PREMIER

De la chaux employée seule et sans mélanges.

(ht peut employer la chaux seule et sans mélanges, soit clans des travaux exposés à l’action de l’air, soit dans des travaux exposés à l’action de l’eau. Dans la première position , on a la faculté de faire usage de chaux grasse , pure, ou de chaux maigre, durcissante à l’eau ; dans la seconde position,

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il faut employer de la chaux maigre durcissante à l’eau, quoique l’ou puisse , dans beaucoup de circonstances , employer des chaux grasses , en les mélangeant avec des substances propres à les rendre insolubles dans l’eau.

Rarement les chaux grasses sont employées pures, si ce n’est pour former des enduits, parce qu’elles se durcissent difficilement lorsqu’elles sont en grosses masses; deux causes contribuent à leur durcissement, i° l’action de l’eau seule, par la diminution , dans l’épaisseur de la lame interposée ; 3 ° l’absorption de l’acide carbonique de l’air, qui , en se combinant , régénère du carbonate de chaux ; mais cette action est très lente, car, d’après les expériences de M. Vicat , l’épaisseur de la couche régénérée , au bout d’un an , n’est que de deux à trois millimètres ; c’est donc par la diminution de l’épaisseur de la lame d’eau interposée , que ce durcissement se produit, d’abord, conséquemment, par le rapprochement de toutes les parties, et la condensation de la masse. Lorsque la chaux ne forme que des corps d’un petit volume , il lui est facile de permettre à toutes ses parties de se rapprocher ; mais si le volume est un peu grand, il se produit des gerçures, des fentes, des séparations , comme cela a lieu dans des masses d'argile pétries et exposées à l’action de l’air. Plus la dessiccation est prompte, plus les gerçures sont considérables ; plus elle est lente, moins les gerçures sont grandes. Pour faciliter l’égalité du retrait , et empêcher les gerçures , il faudrait que les masses fussent exposées à une pression constante , dans tous les sens ; laquelle déterminerait toutes les parties de la masse à se rapprocher uniformément, ainsi que cela a lieu pour les chaux placées sous l’eau , et qui peuvent s’y durcir ; aussi ne pourrait-011 fabriquer, avec les chaux grasses seules, et pures,

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que des carreaux , des briques de petites dimensions , de petite épaisseur, ou des enduits légers comme les stucs que l’on presse, que l’on comprime tous les jours, jusqu’à ce que la cbaux soit parfaitement dure. Cette compression ne peut être continuée que très peu de temps, car, dès qu’une couche de chaux est régénérée par l’acide carbonique, la compression peut briser cette enveloppe , et détruire la solidité quelle avait.

Dans l’emploi de la chaux grasse pure , le mode d’extinction a beaucoup d’influence sur la dureté et sur la résistance de la chaux durcie. L’ordre de résistance et de dureté est, d’après les expériences de M. Vicat, i° l’extinction ordinaire ; a 0 l’extinction spontanée ; 3 ° l’extinction par immersion. En supposant que la résistance de la bonne brique, bien cuite, fût exprimée par 5,690, et sa dureté de o' 1 , 096, celle des chaux grasses durcies à l’air était , en suivant les trois ordres d’extinction que nous avons indiqués pour les résistances, 2,490, 1,707, 45 o, et pour les duretés, comme o d ,i696, o d ,o 85 o, o d ,o 7 i 4 ; d’où il suit , que les résistances étaient moindres que celle d’une bonne brique bien cuite , et que la dureté de la chaux, après avoir été éteiute par le premier procédé, était plus grande que celle de la brique , et celle de chaux éteinte par les deux autres procédés, moindre. La dureté des pierres varie entre 0,079 ( la pierre de Calviac sur Dordogne), et 2,000 (la pierre de Rabot à Grenoble). A l’époque où ces chaux ont été éprouvées, elles n’avaient pas encore acquis le durcissement où elles pouvaient parvenir.

11 résulte encore, des expériences de M. Vicat, que les. quantités d’eau employées pour éteindre la chaux , et le degré de fermeté de la bouillie, de la pâte, qui en provient,

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exerce une grande influence sur la dureté des chaux grasses, après leur prise; car une partie de chaux éteinte avec i, 3 7 d’eau, minimum, n’a procuré à l’hydrate qu’une dureté* de o' 1 , 126; avec 3 ,i 5 d’eau, maximum, la dureté n’a été que de o a ,o68 ; enfin , avec i ,83 d’eau , la dureté a été de o a ,222 ; donc, plus que double de celle de la brique bien cuite.

Quant aux chaux maigres, quelques-unes durcissent assez promptement à l’air, principalement les chaux magnésiennes; d’autres ne durcissent que faiblement , les chaux argileuses. Dans les expériences deM.Vicat, faites sur les dernières chaux, l’ordre de dureté, relative au mode d’extinction, est, i° extinction ordinaire; 2° extinction par immersion; 3 ° extinctiou spontanée; les résistances moyennes sont, dans l’ordre d’extinction indiqué, 864, 3g2, a 45 ; et les duretés, 0,0488, o,o 446 > o,o 358 .

Au bout d’un an , les chaux grasses et les chaux maigres avaient augmenté de résistance et de dureté; car une chaux très grasse, qui avait 2,476 de résistance, et o a ,22ade dureté, avait, au bout d’un an, 3 , 800 de résistance, et o, 5 oo de dureté; sa densité était de a,oo 5 , celle de la pierre qui l’avait produite, était de 2,462, et sa dureté o,i 54 . Parmi les chaux maigres , une très maigre , dont la résistance était 45 o , la dureté o,o 34 , avait, au bout d’un an, une résistance de 1,933, et une 'dureté de 0,064. L* 1 densité de la pierre qui l’a produite , était de 2,069, ce ^ e de l’hydrate sec, de 1,212, et la dureté de la pierre 0^069.

Sur trois chaux grasses, soumises par M. Vicat à ses expériences , celle que nous avons citée est la seule qui ait acquis, au bout d'un an, une dureté plus grande que celle de la pierre qui la produit.

Exposées à l’action de l’eau , les chaux s’y comportent dif-

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féremment; les chaux grasses éteintes par le procédé ordinaire , restent en bouillie et s’y dissolvent -, les chaux durcissantes dans l’eau, s’y solidifient plus ou moins promptement , selon leur degré de durcissement. On peut donner aux chaux grasses la propriété de se solidifier dans l’eau, en les laissant étendre spontanément, et leur ajoutant une quantitéd’eau telle , qu elles aient assez de consistance pour supporter une tige de fer d’une lignede diamètre, chargée d’un quart de livre.

Plus promptement une chaux durcissante augmente de résistance dans l’eau, et qu’elle commence à s’y solidifier , c’est-à-dire , qu’elle peut supporter une tige de fer , chargée d’un poids d’un tiers de livre, au moins, plus de dnreté elle acquiert. Il est des chaux durcissantes, qui font prise au bout de quelques heures après leur immersion ; d’autres qui restent dans l’eau plus de ao jours avant d’être prises , c’est-à-dire de commencer à s’y durcir.

Nous avons fait connaître , page 192, deux espèces de chaux qui jouissent de la propriété durcissante à l’eau au plus haut degré , et que t’en peut employer seules et sans mélange d’aucune autre substance y l’une est la chaux à laquelle les Anglaisont donné le nom de ciment romain ; l’autre est la chaux obtenue avec la pierre de Boulogne , et que l’on a nommée plâtre-ciment. Nous allons entrer ici dans quelques détails sur la manière dont on emploie ces deux sortes de chaux. r \ j •

Pour employer la chaux anglaise, dite ciment romain (1), il faut, lorsqu’elle est réduite en poudre, y ajouter, peu à peu, une très petite quantité d’eau ; car moins H y aura d’eau , plus le mortier prendra de consistance, et plus prornp-

(1) Bulletin de la Société d'Encouragemeni , an ta, page 169.

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tement il durcira. Il faut avoir soin de le broyer et de le gâcher, à différentes reprises, avec une spatule ou une truelle; plus il aura été remué , et plus il acquerra de solidité. On ne doit préparer à la fois que la quantité de mortier que l’on peut employer de suite ; car , sans cette précaution , il durcirait , ce qui a lieu au bout de dix minutes, ou d’un quart d’heure.

Ce ciment, disent MM. Parcker et Wyatts, a la propriété de sc solidifier presque spontanément comme le plâtre, lorsqu’on l’abandonne à lui-méme, soit au contact de l’air, soit au milieu de l’eau , après l’avoir gâché en pâte un peu consistante, et sans qu’il soit nécessaire de le mélanger avec une autre substance. L’eau ne le détrempe pas ; il acquiert , au contraire, une solidité plus grande, quand il est mouillé ou humide , que quand il est exposé à la sécheresse; enfin , sa dureté s’accroît avec le temps, et elle devient, promptement, au moins égale à celle des meilleures pierres calcaires. Ces qualités rendent cette matière extrêmement précieuse, pour toutes les constructions hydrauliques , surtout lorsque les circonstances ne permettent pas d’opérer d’épuisemens , ou lorsque ceux-ci ne pourraient être effectués qu’en occasionnant de grandes dépenses. On en fait aussi un très grand usage à Londres, pour crépir les maisons , en guise de plâtre , et pour maçonner les fondations des grands édifices. Il faut beaucoup d’habitude pour le bien employer : si l’on ne lui donne pas, en le gâchant , le degré de consistance convenable ; si l’on ne sc hâte pas de l’étendre et de l’insinuer entre les interstices des pierres ; si l’on interrompt le travail, etc. , il se solidifie inégalement , il se gerce et il adhère mal aux matériaux de la maçonnerie. On ne doit l’employer pur, que pour les ouvrages qui sont destinés à résister à l’action de l’eau;

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mais on peut le mêler avec du sable (in , angulaire, et bien lavé , dans la proportion de a parties sur 3 de ce ciment , pour les fondations et pour les corniches exposées à la pluie; • de 3, 4, 5 parties sur 3 de ce ciment, pour faire des mortiers ordinaires; de 3 parties sur a de ce ciment, pour enduire les mors exposés au froid ; et de 5 parties sur a de ce ciment , pour enduire les murs exposés à la sécheresse ou à la chaleur.

De même que le ciment romain , obtenu en Angleterre , le plâtre-ciment de Boulogne , lorsqu’il a été bien cuit, se délaie avec de l’eau, sans autre addition , comme le plâtre ordinaire ; on le dispose circulairement, on fait une fosse au milieu du tas , on y met de l’eau, et l’on gâche. L’eau se combine intimementavec la poudre, une partie passeàl’état solide en dégageant une quantité de calorique assez considérable, mais moins que la chaux vive que l’on éteint. La matière n'est point ductile, elle se solidifie trop promptement pour jouir de cette propriété ; comme la chaux , lorsqu’on l’emploie , elle se trouve à l’état caustique ; il faut donc éviter de prendre le plâtre avec la main, la chaux rongerait l’épiderme; aussi l’ouvrier doit-il toujours se servir de quelque intrument , pour préparer et pour employer ce plâtre.

Avant d’être mis dans l’eau, et par l’effet. seul de la dessiccation à Fair libre, le plâtre-ciment acquiert une dureté telle, qu'il raie les mêmes corps que la chaux carbonatée : l’une et l’autre substances sont de la même dureté; mais après il\ heures de séjour dans l'eau, le plâtre-ciment est devenu plus dur, il ràie la pierre qui le produit.

Des tuyaux de quelques millimètres d’épaisseur, t et de 4 ou 5 centimètres de diamètre , ont été remplis , les uns d’eau douce, les autres d’eau dê mer; au bout de quelques jours

on les a observés ; on n’a aperçu aucune trace d’humidité sur la surface extérieure; le poids des tuyaux était augmenté d’une partie de l’eau qui avait disparu, l’autre partie s’était évaporée.

Des vases fabriqués avec le plâtre-ciment , ont bien tenu l’eau ; mais cette eau dissolvait une portion de chaux vive libre , qui se transformait en carbonate de chaux k la surface du liquide.

Un mélange de recoupes de pierre et de plâtre-ciment , mis aussitôt dans l’eau , y a acquis une telle dureté , après quelques jours, qu’il n’a pu être cassé que par une forte percussion; la cassure était plane et nette, les pierres mélangées se sont brisées dans le sens de la cassure.

Séché à l’air libre, un prisme dé plâtre-ciment de o"*,o45 de largeur, à o“,ot5 d’épaisseur, s’est rompu sous une chargé de 4 kilogrammes, suspendue à o^oS du point d’appui.

De toutes les expériences faites avec le plâtre-ciment , les commissaires chargés de ces opérations, ont conclu, que le plâtre-ciment ,

i*. Acquiert en peu de temps la dureté de la pierre ;

2 ®. Qu'il se durcit dans l’eau, et s'y durcit d’autant plus, qu’il y séjourne plus long-temps ;

3°. Qu’il est imperméable à l’eau ;

4°. Que son volume et sa forme sont inaltérables par le froid et la chaleur ordinaires dans nos climats ;

5®. Enfin, qu’il peut prendre un beau poli par le simple frottement de la truelle.

Parmi le grand nombre d'expériences faites par la commission, avec le plâtre-ciment, nous nous contenterons de citer celle-ci. Une voûte en plein cintre, toute composée île plâtre-ciment , a été jetée en moule ; on y a ajouté , en-

suite, les ornemens d’une plinthe et d’une corniche, qui adhèrent fortement à la masse. L’eau est le seul intermède necessaire pour unir le plâtre-ciment mou , avec la matière déjà sèche et dure; l’eau est ici comme une colle éminemment forte et tenace.

La plinthe et la corniche ont été façonnées avec le ciseau; le plâtre-ciment peut donc être taillé comme la pierre ; on lui donnera aussi telle couleur que l’on voudra , et on l’emploiera , avec succès , dans tous les cas où l’on fait usage du stuc et du marbre. On sait qu’il prend un très beau poli.

De ce que le plâtre-ciment prend aussi facilement et aussi promptement que le plâtre, et qu’il peut se mouler comme lui , il s’ensuit, qu’il peut être employé, avec beaucoup davantage, pour mouler des bustes, des statues destinées aux jardins. 11 a, sur le plâtre ordinaire, l'avantage de ne pas être attaqué par l’eau , et de pouvoir résister , comme le marbre , à toutes les intempéries des saisons ; ou peut donc le substituer, dans les jardius, cours, et autres lieux découverts, aux statues en marbre ou en pierre, que l'on y place ordinairement. On peut aussi, en le sortant du moule, lui donner le poli qui distingue le marbre , et même retoucher la su tue lorsqu’elle est encore fraîche (i).

(i) M. le colonel du Génie Treussart, a aussi fait des expériences avec des galets qu’il avait fait venir de Boulogne. Voici les résultats qu’il a obtenus.

Cette chaux durcissait avec une promptitude admirable, mais la résistance des mortiers qu’on en a faits, n’a point répondu h ce qu’on en espérait, d’après la promptitude du durcissement, qui a eu lieu dans les a.f heures. Les mortiers faits avec les galets de Boulogne , ont supporté des poids qui ont varié depuis 4g jusqu'i 71 kilogrammes; un seul de ces mortiers a supporté un poids de tîo kilogrammes, tandis qu’un mortier fait avec une partie de chaux commune , une de sable et une de pouwolnne , avait sup-

Entre ces deux sortes de chaux , le ciment romain et le plâtre - ciment , qui se solidifient subitement comme le plâtre, et la chaux grasse qui se solidifie difficilement, il existe un grand nombre de chaux intermédiaires ; il en est qui se durcissent également seules et sans mélange; les unes en un jour, les autres en deux, trois jours, et plus. Ces » chaux , que l’on rencontre dans beaucoup d’endroits , et que l’on peut même fabriquer artificiellement, peuvent être employées, dans un grand nombre de circonstances, avec beaucoup d’avantage.

Plusieurs chaux très durcissantes doivent être , comme le ciment romain des Anglais , et le plâtre-ciment de Boulogne , pulvérisées mécaniquement , pour être employées ; d’autres , jouissant de la même propriété , mais à un degré moins éminent, peuvent fuser, et conséquemment être pulvérisées à très peu de frais , ce qui les ferait , très

porté 227 kilogrammes. Les galets de Boulogne, qui -avaient fourni ce premier mortier, avaient été plus calcinés que les autres , et on les avait laissés {tendant 20 et quelques jours à l'air, sans les éteindre. Des galets qu’on a pulvérisés et éteints avec un peu d'eau, et qu’on a laissés exposés à l'air pendant quelques jours, ont perdu de leur force.

Ou n’a obtenu que de très mauvais résultats, en ajoutant aux galets de Boulogne un peu de sable et même de traas : c’est la seule chaux qui ait produit si peu d’efTet avec le traas.

En comparant les résultats de MM. les commissaires , avec ceux de M. Treuasart, on y aperçoit de grandes diQ’ércnccs, lesquelles paraissent provenir principalement du degré de cuisson. Les galets de MM. les commissaires, étaient tellement cuits, qu'ils s’éteignaient difficilement; on était obligé de les pulvériser pour les gâcher. O11 voit, en effet, que les galets très cuits, dans les expériences de M. le colonel du Génie, avaient donné une chaux qui avait acquis un commencement de dureté assez grande. Au reste, il serait possible qu'il existât, dans les galets , des différences qui exigeassent de faire un choix entre eux.

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souvent , préférer aux premières , si , par la nature des travaux , la prise ne doit pas être subite. Lorsque ces chaux ont été fusées sèches, par l’exposition à l'air, ou par immersion , et, que la poudre a été passée au tamis, il faut la mouiller avec la quantité d’eau qui lui est absolument nécessaire, la mélanger , la retourner , la travailler, et même la battre ; alors elle prend du liant , elle perd peu à peu de sa mollesse, ses molécules se rapprochent, se réunissent, adhèrent entre elles , soit par l’action de la lame d’eau interposée , soit par l’action de ses molécules , soit par ces deux actions réunies j c’est le moment de l’employer dans l’eau , sur la surface des murs et des massifs, ou, comme mortier , pour lier les pierres entre elles.

De la cause du durcissement des chaux.

Nous avons vu que les chaux pouvaient se durcir dans deux situations différentes ; lorsqu’elles sont exposées à l’air, et lorsqu’elles sont immergées et exposées à l’action de l’eau. Nous allons d’abord examiner la cause du durcissement à l’air , puis celle du durcissement dans l’eau.

Si l’on examine avec attention, i° quels sont les résultats et les progrès de l’action de l’air sur les chaux éteintes ;

comment ont été formés les bancs de pierre calcaire , qui doivent leur génération à l’eau, on peut se convaincre, que le premier effet, celui qui a lieu immédiatement sur la chaux , est de régénérer du carbonate de chaux , et cela j>ar la facilité avec laquelle la chaux attire l’acide carbonique de l’air ef s’eu empare. Après avoir observé ce qui a lieu dans cette circonstance, nous examiuejpns comment les couches de pierres calcaires se sont formées dans l’eau.

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Toutes les chaux vives que nous avons éteintes , par l lui ou par l’autre des trois procédés que nous avons détaillés, et qui out été ensuite exposées» l’air, contenaient de l’acide carbonique qu’elles avaient enlevé à l'atmosphère ; mais cette quantité présentait de grandes différences. Trois causes contribuent à la déterminer, i° 1 état de l’air, qui peut eu contenir des quantités, des proportions , plus ou moins grandes; la forme et la grosseur des morceaux , des masses de chaux éteintes, et leur situation , relativement à l’air dans lequel ils se trouvent; 3° la nature de la chaux , son degré de pureté.

i”. On conçoit que de la chaux éteinte dans L’eau, c’est-àdire de l’hydrate de chaux , plongée dans une atmosphère d’acide carbonique, doit absorber d’autant plus facilement <le ce gaz, que celui-ci y est en plus grande proportion. L’air atmosphérique ne contient ordinairement que quelques centièmes d’acide carbonique; la chaux saturée eu retient o,4ô de son poids. Ces deux substances, l’air et la chaux, ont de 1 affinité pour cet acide; elles se l’arrachent, se l’enlèvent mutuellement, jusqu’à ce que leur affinité soit en équilibre. Celle qui a le plus d’affinité l’enlève à l’autre; mais à mesure que celle des deux substances qui a le plus d’affinité, l’enlève à celle qui en a le moins, son affinité diminue, et celle île l’autre augmente; si celle-ci n’est pas renouvelée, il arrive bientôt un degré oh les deux affinités sont en équilibre , et il n'y a plus de gaz acide d’enlevé, ni par l’un ni |>ar l’antre; si la substance qui a le moins d’affinité est sans cesse renouvelée , comme cela a lieu dans l’air atmosphérique, l’équilibre d’affinité a également lieu , mais moins promptement ; enfin , il arrive un moment où la chaux ne peut plus en enlever davantage. Pour parvenir à cet équilibre, la quantité d’acide carbonique est -elle celle que l'on

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trouve dans les carbonates de chaux purs2 C’est assez probable ; mais rien ne le prouve. Cependant , parmi les mortiers très anciens , qui ont été analysés, on en rencontre souvent qui contiennent, sensiblement, la proportion d’acide carbonique qui existe dans les chaux carbonatécs. M. Marcel , par exemple, a analysé un ciment romain (t), qui lui a donné o,4i d’acide carbonique , sur o,5G3 de chaux, ce qui était bien près de la quantité propre à la saturation, qui est de o,45 sur 0,55 de chaux.

2 0 . Comme l’acide carbonique se combine , d’abord , à la surface extérieure des morceaux d’hydrate de chaux , l’air doit avoir cédé beaucoup d’acide à la première couche de chaux', avant que cet acide ne soit parvenu à la seconde ; et il 11 e peut parvenir à la troisième , que parce que celleci arrache de l’acide carbonique à la seconde couche , qui, à son tour,* en arrache à la première. Ce n’est que par la différence d’aflinité de chaque: couche , pour l’acide carbonique, quelles s’enlèvent réciproquement celle substance; et comme la couche qui contient moins de cet acide, doit avoir plus d’affinité pour lui que celle qui en contient davantage, on conçoit comment se fait cette infiltration, et en uiémetemps , combien de temps l’acide carbonique doit mettre à pénétrer une couche d’une épaisseur un peu considérai)!». M. Vicat, ayant ainsi soumis des prismes quadrangulaircs de chaux (a) à l’action de l’air , a observé , qu après 18 à ao mois d’exposition , la couche régénérée n’avait que quelques millimètres d’épaisseur ; ainsi , une masse de chaux qui n’aurait que quelques millimètres d’épaisseur, qui est celle

(1) Annales de Chimie, tome I.XX 1 V ,• page 3 i 5 .

(a) Recherches sur les chaux de construction . page 64.

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de la couche qui a été saturée, pourrait être entièrement régénérée pendant cet espace de temps. Il ne faut donc , pour régénérer complètement du carbonate de chaux , que réduire la chaux vive, pure, en plaques extrêmement minces, c’est-àdire qui n’aient que quelques millimètres d’épaisseur; mais comme les prismes sur lesquels M. Vicat a fait ses ex[>ériences, ont été exposés dans un air sec , il serait possible, s’ils eussent été exposés dans un air humide, que cette humidité eût favorisé la pénétration de l’acide carbonique , et qu’une plus grande épaisseur eût été régénérée.

3° . Relativement à la nature de la chaux , et à son degré de pureté, des expériences ont été faites par Smilhson-Tenant (i), sur la proportion d’acide carbonique absorbée dans le même temps, et dans la même circonstance, par des chaux provenant de carbonate de chaux pure , et de carbonate de chaux magnésienne. Il a observé que la chaux pure , exposée sur la terre , à l’action de l’air et de toutes les intempéries de l’atmosphère, avait repris , au bout de trois mois , les o,8 de l’acide carbonique que le carbonate contenait , tandis que de la chaux magnésienne , composée de 3 de chaux et 2 de magnésie , n en avait repris que o,4a- Du mortier fait avec de la chaux pure, avait absorbé , au bout de a3 mois , o,63 de 1 acide carbonique que contenait son carbonate, et du mortier de chaux magnésienne , n’en avait absorbe , au bout de 3 ans , que o,45, et, au bout de 8 ans, o,47- Ce® résultats porteraient doncà croire, que les chaux pures absorbent, plus facilement, l’acide carbonique, et en absorbenten plus grande quantité que lorsqu’elles sont combinées avec d’autres substances. Au reste, le peu d’expériences faites, jusqu’à présent, sur les propor-

(t) Journal de Physique, tome II , année >800 , page i 56 .

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tions d’acidc carbonique absorbées par les chaux pures et les chaux maigres, nous empècherade tirer encore aucune couclusion : attendons, que de nouvelles expériences ajoutent de nouvelles données, au j»etit nombreque nous avons pu recueillii .

Des observations et des expériences faites , jusqu à présent , sur l’absorption de l’acide carbonique, par la chaux et les mortiers employés dans les constructions, il serait difficile de conclure que leur durcissement provient de l'acide carbonique seul, combiné avec la chaux. D’ailleurs, l’analyse faite par M. Darect (t), d’un mortier très ancien de Sarrebourg, qui „'a donné que 0,294 d’acide carbonique, sur 0,426 de chaux, tandis qn’il en aurait fallu o ,33 pour la saturation (2) , et l’analyse des mortiers de chaux magnésiennes, faite par Smithson-Tenant , qui n’ont pris , en 8 ans, que 0,47 de l’acide carbonique nécessaire à la régénération du carbonate, quoique ce mortier ait été pris à l’extérieur, sembleraient prouver , que ce ne pourrait être, qu’avec beaucoup de difficultés , et après un temps bien long, que la chaux , dans les constructions, peut se combiner avec l’acide carbonique nécessaire pour régénérer le carbonate de chaux; ainsi, tout porte à croire, qu’une autre cause agit puissamment sur le durcissement, prompt, des chaux et des mortiers exposés à l’air. D’ailleurs , comme l’acide carbonique se combine à la surface, cette surface se trouve durcie , et conserve a la masse de chaux le volume qu’elle a , au moment de cette combinaison; et comme

(1) Bulletin de la Société d’Encouragcment , année 1810, page (a) Nous ignorons de quel mortier ancien M. Darcet ne tire que bt moitié de l’acide carbonique qui entre dans le mortier ordinaire , et dont parle M. Vicat, page 64 de son Ouvrage. Nous lui avons écrit , pour lui demander des deuils sur çette analyse , cl nous n’avons pas reçu de réponse.

la chaux, en se durcissant, diminue de volume, il s’ensuit qu’il doit sc former, lors du durcissement intérieur, des gerçures, des fentes, comine dans l’argile séchée brusquement à l’air, lesquelles gerçures rendraient la chaux prise cassante, peu tenace et même friable. ’

Nous ignorons encore quelle action Yoxigène exerce sur la chaux ; mais tout porte à croire qu’il doit en exercer, puisque, d’après les expériences de M. le colonel du Génie Treu&sart , diverses chaux vives et éteintes, exposées à l’action de l’air atmosphérique, placées sous une cloche renversée, celle qui était sèche, et non éteinte, n’a absorbé qu’une très petite portion de l'oxigène contenu dans l’air , tandis que de la chaux éteinte et humide, en a absorbé une grande quantité. Voyez le n° numéro du Mémorial de l'officier du Génie.

Examinons maintenant la manière dont les couches de chaux carbonatce, qui se sont formées dans l’eau, ont pu acquérir le degré de dureté quelles ont.

Comme il existe différentes hypothèses sur la formation des couches de chaux carbonatée , que les uns l’attribuent au feu, lesautresà l’eau, nous ne considérerons ici, que les couches de pierres calcaires, qui portent un caractère et des marques évidentes do lenr formation dans l’eau , c’est-à-dire, qui contiennent des coquillages marins ou fluviatiles. Ces pierres sont assez généralement en couches horizontales; elles sont séparées les unes des autres , par de l’argile , ou toutes autres substances molles ou non solidifiées.

On peut diviser en deux variétés ces sortes de pierres calcaires; les craies, et les calcaires grossiers , c’est-à-dire , à grains plus ou moins gros ; quelques-uns , cependant, comme les pierres de Chàteau-Landon , les pierres de liais, etc. , ont une cassure lisse et une pâte (lue; leur dureté est également

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extrêmement variable, depuis la craie et les pierres tendras et friables, que l'on rompt avec les mains , jusqu’à celles qui sont très dures, très fermes, et qui ne se brisent qu après tiu choc assez fort, assez considérable; cette dureté varie, d’après les expériences de Rondelet, entreqôifi livres (le cliquait de Y augirard), et 5c)5 (la lambourde de Mon tesson); ces ]>oids sont ceux qui ont été employés pour écraser un prisme rectangulaire de 2 pouces de côté. *

Ce qui peut jiaraitre extraordinaire aux personnes qui 11 ont l>as été à même d’observer l’ordre de superjMtsilion de ces Sortes de pierres, c’est que la craie, la pierre la plus tendre, est celle dont la formation est la plus ancienne; elle est placée i dans tous les terrains, au-dessus des calcaires grossiers, des pierres à bâtir; une couche d’argile, extrêmement épaisse dans beaucoup d’endroits , la sépare des antres pierres plus dures et plus résistantes, ce qui prouve qu elle a été déposée f

bien des siècles avant les autres. Nous ajouterons que $ comme toutes ces pierres contiennent des coquillages marins, il est évident qu’elles ont une origine sous-marine.

Parmi les moyens que la nature doit avoir employés pour former ces pierres calcaires, nous en distinguerons trois: i° la chaux carbonatéea été tenue en dissolution dans l’eau, et elle s’est précipitée peu à peu; 2 0 la terre calcaire a été entraînée et tenue en suspension dans l’eau, et elle s’est déposée ensuite ; 3° les eaux tenaient en dissolution et en suspension de la pierre calcaire , et ont déposé , simultanément ou

successivement , les unes et les autres. >

r°. On sait que l’eau acidulée d’acide carbonique dissout le carbonate calcaire, et~ qu’elle l’abandonne à mesure que l’acide carbonique surabondant s’évapore. Les stalactites et les stalagmites qui se forment dans les grottes, ne sont pro-

-'■h'» “• ««««ri.

duitos que par des eaux acidulées, tenant du carbonate calcaire en dissolution; ces eaux s'iuliltrentà travers les matières qui forment la voûte des cavités; l’acide se vaporisant, le carbonate de chaux, abandonné, adhère à la surface que les eaux mouillent, et forme ainsi, par accumulation, ces belles colonnes de stalactites et de stalagmites. Lorsque ces eaux, acidulées et saturées de chaux , sortent par des ouvertures, et coulent exposées à l’action de l’air , le sol se recouvre de couches solides , et plus ou moins épaisses, de carbonate de chaux. Enfin, si ces eaux, aérées, saturées de carbonate de chaux , réunies dans de grands espaces , constituent des bassins , ou s’écoulent en forme de ruisseaux, elles déposent du carbonate de chaux solide , sur leur fond, ou sur les substances solides plongées dans ces eaux; elles produisent ainsi des incrustations plus ou moins belles.

Il serait possible que les craies dussent leur formation à une semblable cause; la finesse et la blancheur de la pâte le ferait soupçonner. Les dissolutions de carbonate de chaux peuvent avoir été apportées par les fleuves , les rivières qui se débouchaient dans les mers d’alors, et que les eaux acidulées de ces fleuves, tinssent du carbonate de chaux en dissolution. Parvenues dans la mer, ces eaux s’y seront mélangées avec celles de cet immense bassin , et cela , jusqu’à une certaine distance des côtes; alors, dans toute cette étendue, le carbonate de chaux, en poudre très fine, aura été précipité, à mesure que l’acide dissolvant se sera évaporé : d’autres dissol vans peuvent avoir produit un effet semblable.

Mais cette cause de précipitation et de dépôt de chaux carbonatée très line, peut n’avoir duré qu’un espace de temps; après quoi la cause a cessé, soit que les eaux aérées, dissolvantes , eussent été taries, soit que les masses de carbonate de

in* aiOKTltJUS. . aft }

chaux qu elUxjdjssoLvaienUienlélé épuisées : alors leseauxu ont plus charrié que do l'argile, qu'dles tenaient en <sutq»en»ion : ces eaux argilées se sont également étendues et mêlées dau» les eaux du la mer, ddù elles ont, lentement, précipité celte terre; et les argiles, ainsi déposées, eut donne naissance à une couche considérable d argile plastique qui* rg? couvre les masses de et aie. .1 . •.> -

Comme ces craies nu sont -pas toujours liés pures, que quelques-unes d éliés, comme celles de Meudou , contiennent de la niaguésie , que d’autres contiennent delacgjlo, d autres, enlin, de la. silice, il «st-possiblcquo ces au tics Itrnes nient été tenues eu dissolution , oüeu suspeusiou , dans, ces 1 né mes eaux , gt qu’elles se soient précipitées en même temps que le carbonale de chaux; les eaux de la mer contiennent aujourd’hui, en dissolution , des maria te» et des- sulfates de chaux et de magnés U), etc. !>. !|;.-| ; ; 1II11;,

: Quant aux pierres calcaires, aux pierres à bâtir, . qui sont super|>osées aux masses d’argile plastique, tout porte à croire qu elles ont une autre origine; la grosseur des grains qui forment la pàtcde plusieurs d’entre elle» , fait présumer que ces substances ont été charriées par les eaux , et précipitées par le repos de la masse.

a°. A des distances plus *oü moins grandes des cèles, les eaux de la mer ont pu laver et entraîner , dans leur mouvement, des f'ragmens , dessabla calcaires; les eaux ries, fleuves, en se jetant dans la mer, peuveut, également, V avoir entraîne des sables calcaires. Ces eaux, mêlées avec celles de la mer, oui été transportées avec elles, dans les mouvemens ou daus les eouraus auxquels elles étaient soumises. Ces matières jkjuvent s'être déposée» comme les sables des rivières , dans quelques endroits, eu gros grains; dans d'autres, eu grains (jus;

et dans d’autres, en grains mélangés; c’est ainsi que se déposent encore, au fond de la mer, les sables plus ou moins gros-, plus ou moins fins; mais cela n’explique pas encore leur consolidation , la dureté que les pierres ont acquise.

On pourrait encore concevoir, que le durcissement des grains de sable calcaire , ainsi déposée, est occasionné par l'affinité de l’eau pour les fragmens de pierres calcaires, tju’elle mouille et auxquels elle adhère avec une-grande force ; qu’une espèce de pâte, de boue, formée par la poussière la plus line, aura rempli les espaces que les grains plus ou moins gros laissaient entre eux , et aura formé une espèce de ciment , un mortier terreux. Si , ensuite, l’on suppose que, par la compression de l’eau et des autres masses de pierres, déposées les unes sur les autres, la couche d’eau placée entre chaque particule, soit des grains, soit de la boue , a été successivement diminuée, on peut la concevoir réduite à une épaisseur tellement petite , que la lame d’eau interposée, que l’on peut regarder comme eau de cohésion et assimiler à l’eau de cristallisation, aura exercé son action sur les deux surfaces des pierres rapprochées, et déterminé , de cette manière, une adhésion plus ou moins forte. C’est ainsi, que l’on fait adhérer entre elles, deux lames déglacés bien polies, en les mouillant légèrement et les comprimant fortement l’une sur l’autre; c’est encore par un mécanisme semblable, que l’argile pétrie acquiert de la dureté, en séchant; qu’elle diminue de volume , par le rapprochement des particules, et diminue l’épaisseur de la lame d’eau qui adhère à chacune d’elles. Si, après une dessiccation lente, on expose les masses d’argile à l’action du feu, on vaporise une portion de l’eau qu’elles contiennent ; les masses d’argile diminuent de volume, et les particules se rapprochent , à mesure que la lame d’eau diminue d’épaisseur. La diminution d’épaisseur et la

DES MORTIERS. agi

force de cohésion des particules augmentent, jusqu’à ce que toute l'eau soit évaporée. Dans cette circonstance, les particules étant assez rapprochées pour que leur affinité mutuelle puisse s’exercer, la force de cohésion peut être réduite, ainsi , à l’action seule des molécules, et parvenir, de cette manière, à sa plus grande puissauce.

Probablement, un effet semblable a lieu, dans ces sortes de pierres , en les sortant de la carrière : la forcq d’adhésion des particules peut être attribuée, en partie, à l’eau de cohésion , c’est-à-dire à l’épaisseur de la lame d’eau qui les sépare, et à l’action des molécules l’une sur l’autre. En mouillant les pierres, on augmente cette épaisseur de la lame d’eau , et l’on diminue la force de cohésion ; en chauffant , sans dégager d’acide carbonique , c’est-à-dire en séchant la pierre , on diminue l’épaisseur de la lame d’eau , on augmente la force de cohésion et la dureté. Mais, si l’on élève la température au point de vaporiser l’acide carbonique avec l’eau, il doit se former un vide considérable , puisque la substance perd les o,45 de son poids. Si le volume était diminué dans la même proportion, c’est - à - dire s’il n’était plus que o,55 du volume primitif, les particules seraient alors rapprochées , et , par ce rapprochement , la force de cohésion des particules serait considérablemeut augmentée : mais le volume ne dimiuue ordinairement que d’un dixième; les particules doivent donc être, encore, à une grande distance, ou laisser des intervalles dans la masse. Cependant , à cette distance même , la solidité de la chaux est très grande, et quelquefois même plus grande que celle de la pierre qui la produit. Si la chaux avait conservé le volume de la pierre , et que la masse fût encore restée solide , on aurait pu attribuer la première solidité à la cohésion seule des

a, )a FABRICATION

particule»; mais comme elle a diminue de volume dans lacalcination, et que les particules se sont rapprochées, on pont attribuer, en partie, la dureté de la pierre, à l’action que l’eau exerce sur ces particules ; car l’eau ne for niait qu’une petite partie de la substance dégagée. Ton! porte donc à croire que c’est à l’évaporation de l’eau qui séparait les particule* , qu’est due la petite diminution du volume, et que; le dégagement île l’acide carbonique, n princi|»n!ementconti'ihué à rendre la densité moins grande.- • .

On pourrait également rapporter, la formation des craies, à îles carbonates de chaux très divisés, suspendus dans l’eau , et précipités par le repos des masses , puis comprimés par la niasse d’eau superposée; cette pression aura 1 fait sortir l’eau surabondante à relie qui est nécessaire pour opérer la cohésion des molécules. On peut observer, jonrnellemeiit <, uu résultat analogue dans la fabrication du blanc d’Espagoe. La craie, divisée,- lavée-, et «irspcndue dans IV-au , se précipite, se réunit au fond des réservoirs d’eau, y forme une masse dont les molécule* ont déjà nnO sorte d’adhésion. Lotte précipitation n’est pas laissée assez long-temps pour lui faire contracter une solidité aussi grande que celle de la craie, et puis, la pression de la colonne d’eau n’est pas aussi considérable. Celte pâte est sortie encore molle des réservoirs ni» elle s’est précipitée; on en forme des cylindres -qu'on expose à l’action de l’air; elle s’y dessèche , et le blanc d’Espagne < par l’évaporation d’utie partie de l'eau contenue dans In pâte, acqtiierrnn pou de solidité, de dureté, et de résistance; Si . pendant la dessiccation , cette pâte do craie avait éprouvé «ne pression continuelle, qui ait obligé ses molécules à se rapprocher pins fortement les unes des autres,’ alors la craie aurait acquis

une dureté beaucoup plus grande, ainsi que nous nous., eu sommes assuré en desséchant des pâtes de craie et des pierres calcaires, que nous avions pulvérisées et réduites en boue. Mettant cette boue dans des vases, et la couvrant d’un poids assez fort, pour quo la masse lïit constamment comprimée, pendant la dessiccation de la pierre calcaire grossière qne nous avions pulvérisée et lavée; l’eau trouble ayant été décantée, nous a donné, par le repos des masses, une pâte très line; celte pâte, séchée seule, en la soumettant à une pression constante, nous a douné une pierre assez dure, analogue aux pierres calcaires tendres, à grains très lins, ou à j>âte très line, licite pâte , mélangée avec de la poudre de la même pierre, en grains plus ou moins gros, et soumise également à une pression constante pendant son dessèchement , nous a donne également, après six mois de dessiccation une pierre assez ferme et assez dure, beaucoup moins dure cependant que la pierre qui avait été réduiteen poudre. Mais ici, nous n avons pas eu l'action des pressions , pendant des siècles , qui se sont écoulés, depuis la précipitation et le dépôt des sables et des poudres calcaires.

3°. il serait possible, et même probable, que du carbonate de chaux eu dissolution, se lut précipité en même temps que le carbonate de chaux en suspension , et que ce. premier carbonate de chaux, eût servi de gluten et eût contribué à réunir les jwrticules suspendues; mais, d’une part, nous u 'avons aucun motif pour admettre ou pour combattre cette formation des mortiers solides, si ce n’est la diiliculté de concevoir, que ce carbonate, tenu en dissolution , en abandonnant, ensuite, d’une autre part, de la poudre de carbonate do chaux, charriée également, puisse sullire pour produire un résultat semblable.

Une formation analogue, est celle dont, parle Bélidor, tome 4 , page 173, de son Architecture hydraulique.

« Comme, à mesure qu’on forme les lits de pierres, dit cet » habile ingénieur, la mer les couvre de son limon et d’une » quantité innombrable de petits coquillages , qui s’y atta- » client volontiers, sans parler du sable quelle dépose dans » leurs interstices ; toutes ces choses ensemble donnent lieu » à une concrétion qui fait , qu’au bout «le quelque temps, » les pierres se trouvent unies les unes aux autres , de ma- » nière à ne plus former ensemble qu’un seul corps , comme » la maçonnerie; c’est de quoi l’on a un nombre d’exemples. » En dernier lieu, à la barre de Bayonne, on a eu toutes » les peines du monde à détruire quelques bouts de digues » faites anciennement, à pierres perdues; on les trouva aussi >1 indissolubles que si elles avaient été liées avec le meilleur » ciment, etc. » • .

On voit , d’après ce passage , que les coquillages qu’un trouve si abondamment dans quelques pierres calcaires , peuvent avoir contribué à leur dureté , par l’addition d’un gluten analogue à celui qui produit la dureté et la solidité des coraux; mais comme on ne trouve pas de petits coquil* lages aussi abondamment dans tous les bancs calcaires, on est obligé d’attribuer la formation de ceux qui n’en contiennent pas , à une autre cause.

De tout ceci , il résulte, qu’il n’est pas probable que ce soit à l’action de l’acide carbonique sur la chaux , que l’on doit la formation des bancs de craie et de pierres calcaires , dont les masses se sont évidemment accumulées et solidifiées dans l’eau, mais bien plutôt à l’action et à l’adhésion, combinée, de l’eau sur les particules de chaux carbonatée , et des particules de chaux carbonatée les unes sur les autres.

DES MORTIERS. aç,5

Si l’on ne peut pas attribuer à la combinaison de l’acide carbonique seule , le durcissement des chaux et des mortiers exposés à l’action de l’air, quelle peut et quelle doit être (a cause qui contribue , avec l’acide carbonique , à ce durcissement ?

En faisant calciner les chaux carbonatées pures, elles perdent, proportions moyennes , o ,45 de leur poids, et 0,10 de leur volume , pour être réduites complètement en chaux ; oes o ,45 sont de l’eau et de l’acide carbonique : mais quel rapport existe-t-il entre ces deux substances? C’est ce qu’il est extrêmement difficile de déterminer. Bergmann , qui n a trouvé que o ,44 dans ses analyses , donne o ,33 à l’acide carbonique, et 0,11 à l’eau; mais son acide carbonique étaitil complètement purgé d’eau ? Nous estimons que, dans les o ,44 de son analyse, on peut porter o ,34 l’acide carbonique, et 0,10 pour l’eau. Ainsi, pour régénérer complètement une partie de chaux en chaux carbonatée, il faudrait la combiner avec 0,61 d’acide carbonique, et 0,18 d’eau.

On n’a connu, pendant long -temps, que l’analyse du carbonate de chaux faite par Bergmann ; mais depuis la lin du siècle dernier, un grand nombre d’analyses en ont été faites avec un plus grand soin. Dans ces analyses, tous les chimistes s’accordent à ne trouver , dans la chaux carbonatée , que des quantités d’eau infiniment petites. M. Thénard, dans ses analyses comparées du spath d’Islande, qu’il regardé comine une chaux carbonatée très pure , et de l’aragonite ; ce savant chimiste a trouvé ces deux pierres, composées l’une et l’autre de

Chaux o ,563

Acide carbonique. . . . o ,433 Eau 0,004.

ag6 FABRICATION

Ainsi ,-ces cristaux calcaires ne contiendraient que o,no 4 d'eau do cristallisation, quantité qui parait bien faible. Dans les analyses des chaux cavbonatées grossières, de celles que l’ofr emploie comme pierres à bâtir, et comme pierres à cliaux , oii y trouve de 0,01 à o,oa d’eau, quelquefois davantage, lorsque ces pierres sont humides.

Sous avons vu, qu’en éteignant de la chaux grasse, par les trois procédés, elle se délayait, dans le premier procédé, avec quatre parties d’eau, en poids; dans le second, par immersion, qu’elle se solidiliaitavec o,ao d’eau, au moins; et par le troisième, l’extinction spontauée, que son poids augmentait de 0,4b. M. Vicat n’a trouvé, dans le premier procédé d'extinction, que 3,6 d’eau de combinée; dans le second, que 0,18; et dans Je troisième, que o, 4 o. Kous admettrons ici les résultats de M. Vicat.

Ayant réduit en pâte un peu ferme, un kilogramme de chaux vive, après l'avoir éteinte par les trois procédés, ce savant ingéuiear observa que la chaux éteinte par le premier procédé, s’était combinée avec a , 36 d’eau , et que son volume était 3 ,i de celui de la chaux solide; par le second procédé , l’eau combinée était i, 3 i,et le volume 1,0/f; par le troisième procédé, l’eau combinée était 1,48 , et le volume 1,76. Comme la pierre calcaire propre à faire de 1g chaux très grasse, diminue de 0,1, par la calcination, il s’ensuit que, pour être ramenée au volume que la pierre calcaire avait, avant la calnnation, elle devrait être augmentée seulement de o,ri du volume quelle avait étant chaux. Ainsi, pour être ramenée au volume primitif de la pierre calcaire, il faudrait que la chaux éteinte en bouillie, diminuât de 0,64 de son volume; la chaux eteinte par immersion , augmentât de o,u6; et la chaux éteinte spontanément, diminuât de 0,37 : il faudrait donc,

comme on voit, que deux chaux éteintes, en bouillie et spontanément, diminuassent considérablement de volume, tandis que la chaux éteinte par immersion , devrait, au contraire, augmenter.

11 résulte encore de ces expériences, que , puisqu’il existe des chaux dont le volume, après leur réduction en pâte, est moins grand que celui de la pierre qui les a produites, il rat de toute probabilité, qu’en se solidifiant, eu se régénérant , les chaux doivent nécessairement augmenter de volume.

Ne considérons, un moment, que la chaux éteiute en liouillie ; quel retrait ne devrait-il pas avoir lieu, pour la ramener à son volume primitif? et combien de chances de désunion , de gerçures, ne doit-elle pas avoir en se séchant et en se solidifiant? Si la chaux se régénère , toute l’eau doit s'évaporer et être remplacée par de l'acide carbonique; comme la proportion de l’acide carbonique doit être de 0,82 pour cent de chaux, il s’ensuit que, 2,36 d’eau, dans le premier procédé d’extinction; i,3i, dans le second; i,4o dans le troisième, doivent être remplacés par 0,82 d'acide carbonique; de là , que la perte du poids de la chaux éteinte en bouillie , doit être de i,54 ; pour la chaux éteinte par immersion , de 0,49; et pour la chaux éteinte spontanément, de o,58.

Et si la surface extérieure des masses de chaux se durcit d’abord , en se combinant avec l’acide carbonique quelle prend dans l’air, le volume ne pourra plus être sensiblement diminué; de là , on voit que , ou la chaux restera en pntedans l’intérieur de la masse, en conservant toute l’eau qu elle avait prise , ou cette eau s’évaporera à travers l’enveloppe régénérée. Dans le premier cas, la chaux restera toujours dans son état de causticité et d’extinction ; daus le secoud , l’intérieur sera rempli de gerçures, de vides, qui rendront la masse pulvé-

agS FABRICATION

ruleute et l’empêcheront de prendre de la solidité. Si Ton suppose que l’acide carbonique s’infiltre dans la masse, et régénère la chaux qui s’y trouve , toute l’eau s’évaporera , mais l’acide carbonique ne contribuera qu’à remplir une partie de l’espace; la masse sera poreuse et pleine de vides; enfin , pour qu’il n’y ait pas de vides, il faut qu’il ne se vaporise que l’eau, remplacée dans son volumepar l’acide carbonique, et que l’autre partie reste ; mais , dans ce cas , le volume de l’eau serait trop considérable , et les couches, ou lames, trop épaisses pour faire fonction d’eau de cohésion, et la masse aurait encore peu d’adhérence; d’où l’on voit, que la meilleure manière d’employer la chaux, celle qui est la plus propre à favoriser la solidification, est de l’éteindre en poudre sèche, soit par immersion, soit spontanément; enfin , de ne lui ajouter que la quantité d’eau nécessaire pour que son volume soit ï,ii de celui que la chaux avait avant l’extinction ; alors la chaux peut être régénérée, en prenant la solidité , la dureté que la pierre avait.

Peu de substances , peut-être, ont autant d’affinité pour l’eau, que la chaux; lorsqu’elle est pure , quelle en est entièrement privée, elle s’en empare avec une grande force; elle la solidifie en se combinant avec elle: pour se réunira toutes ses molécules , l’eau pénètre la masse , rompt l’adhésion des particules de la chaux , afin de se placer entre elles , et la chaux devient pulvérulente; ce fait prouve que , l’affinité de l’eau pour la chaux, est plus grande que celle des molécules de chaux , l’une pour l’autre, et que la force de cohésion de l’eau, avec la chaux , est plus considérable que celle des molécules de chaux entre elles.

En partant de ce fait, il est facile de concevoir, que, si les molécules de chaux étant réunies par de l’eau de cristallisation, leur force de cohésion pourraitétre plus grande que celle des

DES MORTIERS. 39g

molécules de chaux entre elles. Tout se réduirait donc, pour obtenir un hydrate de chaux très dur, à réunir entre elles, les molécules de chaux, par des lames très minces d’eau , ce que l’on peut obtenir par une dessiccation lente, et conlinue, de la chaux en pâte 5 mais la chaux pure, arrivée à letat d’hydrate solide, a encore une grande allinité pour l'eau; si , dans cet état, on l’expose à l'action de l’air, elle attire l'humidité qu’il contient; il se forme alors, entre l’air et l’eau combinés à la chaux, un partage de ce liquide, jusqu a ce que les affinités des deux substances, pour l’eau, soient en équilibre. L’hydrate de chaux reste, ainsi, dans un état de dureté, dépendant de l’épaisseur de la lame d’eau interposée entre les molécules; cette épaisseur diminue dans un air sec, elle augmente dans un air humide , ce qui fait varier la dureté de l’hydrate. Pour * le maintenir dans une dureté constante , il faut que l’action dclachaux, pour l'eau, soitdiminuée, parcelle d’uneautre substance qui se combine avec elle, et c’est l'effet que produit l’acide carbonique , en se combinant avec la chaux; mais tout porte à croire que, dans cette combinaison, si les analyses de la chaux carbonatée sont exactes, l’acide carbonique chasse toute l'eau de combinaison et la remplace.

On peut donc rapporter le durcissement de la chaux , exposée à l’air , à deux causes ; i° l'action de l’eau sur la chaux , qui détermine une force de cohésion d’autant plus grande , que sa quantité est plus petite , ou mieux , que l’épaisseur de la lame de ce liquide , entre les molécules de chaux , est moins considérable; a® à la combinaison de l’acide carbonique, d’abord avec l’hydrate de chaux, puis avec la chaux, combinaison qui diminue, non-seulement, l’affinité de la chaux pour une nouvelle quantité d’eau, mais qui remplace entièrement l’eau.

3oo FABRICATION

Tout porte à croire, que ies substances qui diminuent l'allLnitéde l’eau pour la chaux, telles que la magnésie, l’argile, le silicate de magnésie, etc., produisent un effet analogue à celui que 1 eau exerce sur elles; c’està cet effet que l’on peut attribuer la promptitude de la prise des chaux argileuses , tels que le ciment romain des Anglais, le plâtre-ciment de Boulogne et plusieurs autres chaux maigres; mais tout porte à croire , également , que ces mêmes substances diminuent l’action de l’acide carbonique sur la chaux.

Des analyses d’anciens mortiers, faites par M. Johne, et qu il a publiées dans son Mémoire sur les mortiers , qui a été couronné par l’Académie de Berlin, confirment notre opinion, eu probant que les chaux , dans les mortiers exposés à l’air, quelque anciens qu’ils soient, ne rcpreuueut pas toujours la quantité d’acide carbonique propre à les saturer , et quelles conservent, toutes, desquantités plus ou moins grandes d’eau, quantités qui , à quelques exceptions près , sont en raison inverse de celles d’acide carbonique absorbées , et en raison directe de celles' des autres terres combinées.

Nous allons rapporter ici quelques-unes des analyses faites sur des mortiers exposés à l’air :

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On voit, dans ces analyses, que l’un des mortiers, qui avait six cents ans d’existence , qui était très dur et très tenace, avait conservé o, 3 i 5 d’eau; qu’il n’avait absorbé que 0,081 d’acide carbonique ; que, suro, 43 o de chaux pure, 0,121 seulement avaieul été régénérés en carbonate, et 0,309 étaient restés hydrate de chaux pure ; on peut donc rapporter , en grande partie, l’extrême dureté de ce mortier, à l’eau combinée avec la chaux et interposée entre ses molécules , conséquemment à l’eau de cohésion. On voit encore que, parmi çes mortiers , quelques-uns avaient absorbe une quantité assez considérable d'acide carbonique, puisquelle allait jusqu a 0,307 , et d’autres une quantité très petite, 0,081. Enfin , que celle qui avait absorbe le moins d acide carbonique, 0,081 , contenait le plus de substance étrangère, 0,174, tandis que celle qui avait absorbé o, 3 oo d acide carbonique, en contenait

3oa FABRICATION •

moins , o,o5o , c’est-à-dire , environ les f de la première

chaux.

Peut-être pourrait-on encore attribuer, dans un grand nombre de circonstances , la prise plus prompte des chaux grasses, éteintes spontanément, ou qui contiennent des substances étrangères , aux mêmes causes qui déterminent la prise des mortiers , et regarder ces sortes de chaux comme des mor-' tiers formés naturellement. En effet, la chaux éteinte spontanément, et qui a été exposée un an, et plus, à l’action de l’air , est un hydrate de chaux mélangé d’une quantité plus ou moins grande de pierre calcaire régénérée ; c’est donc , en quelque sorte, un mortier analogue à celui qui est formé de chaux éteinte, de craie, de recoupe de pierre, ou de poudre de marbre; ces chaux doivent se durcir d’autant plus facilement , que la proportion de chaux et de carbonate de chaux est la pl us convenable. Une question que présentent ces sortes de mortiers, est celle-ci : La chaux n’aurait-elle pas assez d’action sur le carbonate de chaux , pour enlever une portion d’acide carbonique à celui-ci, et favoriser ainsi son durcissement et sa régénération? Nous abandonnons cette question à la méditation de MM. les ingénieurs qui s’occupent des chaux, des mortiers et des bétons.

De la prise j ou du durcissement des chaux dans l’eau.

Nous avons vu que les chaux pures avaient une grande affinité pour l’eau ; qu’elles la solidifiaient et qu’elles formaient ainsi des hydrates de chaux secs; qu’ensuite, l’eau avait une grande affinité pour ces hydrates de chaux , et qu’elle les dissolvait et les faisait passer à l’état liquide.

Toute chaux dont l’hydrate sera dans un état propre à être

DES MORTIERS. 3 o3

attaqué par l’eau , à être dissous par ce liquide , ne peut pas être employée dans i’cau , car cette eau la dissolverait et s’eu saturerait. Si la quantité d’eau dans laquelle l’bydrate de chaux est plongé, est limitée, la dissolution continuera jusqu’à saturation de tout le volume de l’eau ; pendant ce temps , la surface de l’eau , exposée à l’action de l’air , attirera l’acide carbonique, la chaux dissoute s’en emparera, en abandonnant l’eau de dissolution ; une couche de carbonate de chaux se formera à la surface, puis se précipitera au fond; l’eau libre dissolvera de nouvelle chaux, et la dissolution continuera jusqu’à ce que toute la chaux ait été dissoute et transformée en carbonate de chaux. Si le volume del’eau est infini, comme celui de la mer , ou qu’il soit sans cesse renouvelé, comme dans une eau courante, un fleuve, une rivière, l’hydrate de chaux sera continuellement attaqué par l’eau en contact , et sera dissous, jusqu a ce que toute la masse ait disparu.

Ainsi , la première chose que l’on doit se proposer, lorsque l’on veut employer des chaux dans l’eau , c’est de rendre leur hydrate moins dissoluble, moins attaquable par l’eau , ou autrement, c’est de donner aux chaux une propriété telle, quelles aient assez d’action sur l’eau pour former des hydrates, et que l’eau n’ait pas assez d’action sur les hydrates pour les dissoudre.

On parvient à ce résultat, en combinant les chaux pures avec de la magnésie, avec des argiles, avec des silicates de magnésie, et enfin avec des mélanges terreux et métalliques, qui diminuent ou détruisent les effets de l’action dissolvante de l’eau sur la chaux.

11 faut , pour obtenir ce résultat , que les substances que l’on mêle et que l’on fait cuire avec la chaux , aient de l'affinité pour cette terre, et qu’elles soient elles-mêmes insolubles dans l’eau , telles sont la magnésie, l’argile plus ou moins terreuse,

3o4 FABRICATION

la silice, les silicates de magnésie, etc. Tout porte à croire que l’alumine, quoique insoluble dans l’eau, ne procure pasà l’hydrate de chaux la propriété d’étre également insoluble, parce que, probablement, elle ne se combine pas intimement avec elle; ainsi, la silice, lorsqu’elle est combinée avec la chaux, contribue à rendre son hydrate insoluble , tandis que , lorsqu’elle n’est que mélangée , elle ne change rien à ses propriétés naturelles.

Plus les alyodres, c’est-à-dire les substances qui ont la propriété de rendre les hydrates de chaux insolubles dans l’eau, soiil combinés en grandes proportions avec la chaux pure , plus ces hydrates sont insolubles; moins grande est la proportion d’alyodre, moins ils sont insolubles ; cependant, pour obtenir une bonne chaux , il est un terme qu’il ne faut pas dépasser ; c’est celui où la proportion est telle , qu’elle n’a plus d’action sur l’eau , où elle ne peut plus s’éteindre , et conséquemment former des hydrates.

Nous avons vu qu’une surcalcination des chaux grasses , donnait à leur hydrate la propriété de ne plus être soluble dans l’eau , comme si elles avaient été combinées avec la magnésie, l’argile, etc.; cela viendrait-il de ce qu’une portion de la chaux a perdu la propriété de s’unir et de se combiner avec l’eau , ou de ce qu’elle aurait perdu , par cette surcuisson , une partie de son action sur leau? ou enfin , de ce que, dans la cuisson ordinaire, il reste encore un peu d’eau combinée à la chaux, laquelle favorise l’union d’eau nouvelle, et que, dans la surcalcination , on aurait enlevé , ou toute l’eau , ou une partie de l’eau nécessaire à l’extinction et à la formation de l’hydrate? Nous nous contenterons d’observer que ce résultat est analogue à celui de l’union de l’eau et de l’argile. Tant que la dessiccation de l’argile n’a pas été

DES MORTIERS. 3o5

portée assez loin , ce silicate peut reprendre de l’ean nouvelle et se pétrir; lorsque la dessiccation a été portée, par l’action du feu, à un trop haut degré, alors il ne péut plus s’unir assez intimement à l’eau , pour s’y délayer et acquérir l'état pâteux. 11 reste dur; il faut, pour lui rendre ses premières propriétés , relativement à l’eau , lui faire subir des opérations particulières. 11 en est de même des chaux pures, combinées avec la magnésie, l’argile , etc. ; elles ont besoin , pour avoir toute l’action qui leur est nécessaire , d’éprouver une cuisson capable de chasser l’acide carbonique et l’eau qu’elles contiennent , de combiner intimement les terres; mais ^relativement à la nature et à la proportion des composans, elles doivent éprouver une cuisson particulière; trop cuites, elles deviennent sans effet, comme la chaux morte; on dit alors qu’elles sont vitrifiées ; très voisines de ce degré de cuisson , elles ne s’éteignent pas dans l’eau, ne se délitent pas à l’air; mais, pulvérisées , elles se gâchent comme le plâtre et prennent aussi promptement.

Maintenant que nous savons , qu’une des premières qualités des chaux destinées à faire prise dans l'ean,doit être, de ne leur laisser d’affinité avec l’eau, que celle qui est nécessaire pour former des hydrates, il est facilu d’expliquer leur durcissement par la lame d’eau interposée entre leurs molécules, lame d’eau, par laquelle, les deiix faces, en présence des molécules de chaux , doivent avoir une égale efficacité , lame d’eau qui peut diminuer, parce que les molécules de chaux sont assez rapprochées, pour que leur affinité mutuelle commenceà agir; alors la force d’adhésion se compose de celle des molécules pour la lame d’eau, puis de celle des molécules de chaux l’une pour l'autre; force d’adhésion qui augmente continuellement , à mesureque les molécules se rapprochen t.

5o6 FABRICATION '

De ces principes, il est facile de conclure que , des masses pâteuses et fermes de chaux , dont l’eau ne dissout point les hydrates, étant placées sous l’ean , éprouvent continuellement une pression de ce fluide sur toutes ses faces; que cette pression continuelle , tend à rapprocher les molécules d’hydrates les unes des autres, à faire sortir l’eau surabondante, à diminuer l’épaisseur de la lamed’eau, et à augmenter, continuellement, la force de cohésion , donc la dureté de la chaux.

Si cette eau contenait du gaz acide carbonique en dissolution , ce gaz pourrait se porter à la surface de la masse de chaut et y régénérer de la pierre calcaire, ce qui placerait ces chaux dans une situation analogue à celle qui a lieu dans l’air; mais placées dans une situation plus favorable, elles seraient , de plus, exposées à une pression constamment exercée, qui tendrait à rapprocher les molécules les unes des autres , et à diminuer l’épaisseur de la lame d’eau qui les sépare.

Nous avons encore , dans les trois analyses que M. John a faites sur des mortiers hydrauliques, c’est-à-dire, des mortiers plongés dans l’eau , des bétons , des preuves de cette double action de lame d’eau et de l’acide carbonique dans le durcissement de ces sortes de mortiers.

Chaux

Sable ou

Espèce» de mortier.

\ l'état de

carbonate.

condûnec

avec

d'autre»

substance».

carbo-

nique.

com-

binée.

et oxide de fer.

imUnic avec une partie «le chaux.

! Mortier de boit «nu ans , pro- ! venant de l’cnrcmte du chA-

o,oo 3

| Ancien mortier hydraulique ro-

o, tor

Mortier de Trèeeo, do 4 .

o,ii9

o,5oo j

Parmi ces mortiers , il en est un qui n’a eu que o,3a de

DES MORTIERS. 3oj

sa chaux de régénéré, et qui a conservé 0,732 d'eau. Cependant ce mortier avait 3 oo ans.

Concluons de tout ceci, que la prise ou la solidification de la chaux en masse, est occasionnée par deux causes : i° par l’action, par l’adhésion de l’eau sur les moléculès de chaux, action, adhésion, qui déterminent une dureté d’autant plus grande , que la lame d’eau, qui sépare les molécules, est plus mince} 2 0 par la combinaison d’une substance, l 'alyodre, qui détruit l’action dissolvante de l’eau sur l’hydrate de chaux. Cette substance, lorsque les chaux sont exposées à l’action de l’air, est, dans un grand nombre de circonstances, l'acide carbonique; et lorsqu’elles sont dans l’eau, une ou plusieurs terres, réunies quelquefois à des oxides métalliques; dans quelques circonstances, ces deux actions, l’acide carbonique et les terres agissent ensemble ; lorsque l’acide carbonique agit seul, il dusse l’eau combi née, et la remplace; lorsque l’acide carbonique agit simultanément avec d’autres terres, il est probable que son action n’est pas aussi grande, et que toute l’eau n’est pas remplacée, ainsi qu’on peut le voir dans les expériences de M. John.

Cette chaux qui reste libre, que nous regardons comme solidifiée par l'eau de cohésion, M. John la considère, au contraire, comme étant combinée avec d’autres matières terreuses, et formant une substance analogue au lafelspath; c’est cette combinaison qu’il regarde comme le vrai ciment , et que nous nommons alyodre. Les constructeurs et les savans jugeront celte opinion et celle que nous avons présentée.