Quelle est la différence entre le ciment ordinaire et le ciment de Portland?

Ciment - le matériau principal dans l'industrie de la construction. Utilisé avec du sable pour former un mortier ou avec d'autres matériaux inertes tels que la pierre concassée. La qualité du ciment et des produits dérivés dépend des matières premières et des proportions des constituants, notamment en pourcentage d'eau. Le rapport eau / ciment est important pour éviter la détérioration de la résistance et des propriétés mécaniques de la masse.

Le ciment peut être amélioré sur les indicateurs technologiques et il est lié non seulement à l'imperméabilité à l'humidité. En utilisant des additifs, le ciment devient plus fluide, ce qui est particulièrement utile lors de la finition ou du remplissage de coffrages à béton. Si vous devez utiliser du ciment comme adhésif, utilisez des matériaux spéciaux qui le font ressembler à une pâte. L'additif est un type de résine qui, mélangé avec du ciment en petites quantités, le convertit en un matériau complètement différent. Le ciment est un matériau très généreux, bon marché et facile à utiliser.

Définition du ciment de Portland

Le ciment Portland est un type de ciment largement utilisé, utilisé comme base de liant pour la préparation du mortier.

Il a été inventé en 1824 en Angleterre par un maçon Joseph Aspdin et tire son nom de la ressemblance et de l'apparence du calcaire de Portland, une île du Dorset (Angleterre).

Le ciment Portland est produit en broyant du clinker avec addition de craie en quantité suffisante pour simplifier le processus d'hydratation. Une analyse microscopique sur un morceau de ciment révèle la présence de quatre composants principaux, à savoir L alita (silicate tricalcique), la bélite (silicate dicalcique), la célite (aluminate tricalcique) et la brownmillerite (aluminate de ferrite).

La production de ciment Portland se déroule en trois étapes:

  1. Préparation du mélange brut à partir de matières premières.
  2. Production de clinker.
  3. Préparation du ciment.

Comme matières premières pour la production de matériaux de Portland, des minéraux contenant des oxydes ont été utilisés:

  • Calcium CaO (44%)
  • Silicium SiO 2 (14, 5%)
  • Aluminium Al2O3 (3, 5%)
  • Fer Fe2O3 (2%)
  • Magnésium MgO (1, 6%)

L’exploitation minière a lieu dans des mines souterraines ou en plein air situées à proximité immédiate de l’usine, qui a généralement la composition désirée et il est parfois nécessaire d’ajouter des résidus d’argile, de calcaire, de minerai de fer, de bauxite ou de fonte.

Le mélange est chauffé dans un four cylindrique spécial, situé horizontalement avec une légère pente et tournant lentement. La température monte le long du cylindre à environ 1480 ° C.

Le degré de chauffage est déterminé de manière à ce que les minéraux s'agrègent mais ne fondent pas. Dans la partie inférieure, le carbonate de calcium (calcaire) se décompose en oxyde de calcium et en dioxyde de carbone (CO2).

Dans la zone à haute température, l'oxyde de calcium réagit avec les silicates pour former du silicate de calcium (CaSiO3 et Ca2Si2O5), une petite quantité d'aluminate tricalcique (Ca3Al2O6) et d'aluminate de ferrite (C4AF, résultat de la réaction 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).

Le matériau résultant est appelé clinker. Le clinker peut être stocké pendant de nombreuses années avant sa mise en production, à condition d'éviter tout contact avec l'eau.

L'énergie théorique requise pour la production de clinker est d'environ 1 700 joules par gramme, la variance est beaucoup plus importante et peut atteindre 3 000 joules par gramme. Cela implique un plus grand besoin en énergie et un rejet important de dioxyde de carbone dans l'atmosphère - des gaz à effet de serre.

La quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère est en moyenne égale à 1, 05 kg de CO2 pour 1 kg de clinker de ciment Portland.

Pour améliorer les performances du produit fini, environ 2% de gypse ou de sulfate de calcium sont ajoutés au clinker et le mélange est finement broyé. La poudre obtenue est emballée et prête à être utilisée.

Composition de ciment:

  • 64% d'oxyde de calcium.
  • 21% d'oxyde de silicium.
  • 6, 5% d'alumine.
  • 4, 5% d'oxyde de fer.
  • 1, 5% d'oxyde de magnésium.
  • 1, 6% de sulfate.
  • 1% autres matériaux, y compris l'eau.

Le ciment Portland est mélangé à de l'eau, le mélange durcit en quelques heures. Le durcissement initial est dû à la réaction entre l’eau, le gypse et l’aluminate de tricalcium formant la structure cristalline de l’aluminate de calcium hydraté (CAH), de l’ettringite (AFT) et du monosulfate (AFM).

Le durcissement et le développement subséquents des forces de tension internes sont obtenus à partir de la lente réaction de l’eau avec trois silicate de calcium pour former du silicate de calcium de structure amorphe appelée hydrate (gel de CSH). Dans les deux cas, les structures enveloppent et lient les différents granules de matériau présent.

La réaction finale produit du gel de silice (SiO2). Les trois réactions produisent de la chaleur.

En ajoutant des matériaux concrets au ciment (calcaire et chaux), le béton plastique est obtenu avec une installation rapide et une capacité de traitement élevée. Un mortier utilisant un mélange de ciment Portland et de chaux est appelé mortier de chaux. Ce matériau est utilisé pour recouvrir les surfaces extérieures des bâtiments (gypse). Le béton conventionnel est pratiquement indestructible.

Quelle est la différence entre ces types de ciment?

Le ciment Portland est le type de ciment d' usage général le plus courant, utilisé comme ingrédient principal - béton, mortier, plâtre, coulis. Il a été créé sur la base d'autres types de chaux hydraulique en Angleterre au milieu du 19ème siècle. Provient du calcaire.

La poudre est produite en chauffant des matériaux dans un four pour former ce que l'on appelle du clinker, avec l'addition d'une petite quantité d'autres additifs.

Avantages et inconvénients:

  • Le ciment Portland peut provoquer des brûlures chimiques, une irritation, un contact prolongé - cancer du poumon. Contient des ingrédients nocifs, tels que la silice cristalline et le chrome hexavalent.
  • Les problèmes environnementaux sont liés à la consommation élevée d'énergie requise pour la mine, à la production et au transport du ciment, à la pollution atmosphérique due au dioxyde et aux particules.
  • Le faible coût et la grande disponibilité du calcaire, du schiste et d'autres matériaux naturels utilisés dans le ciment de Portland en font l'un des matériaux les moins coûteux et les plus largement utilisés dans le monde. Le béton est fabriqué à partir de ciment Portland et est considéré comme un matériau de construction universel.

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