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Ciment

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Le ciment est une matière pulvérulente, à base de silicate et d'aluminate de chaux, obtenue par cuisson, en proportions variables selon les matières premières utilisées :

  • silicate tricalcique, ou C3S (3 CaO, SiO2),
  • silicate bicalcique, ou C2S (2 CaO, SiO2),
  • aluminate tricalcique, ou C3A (3 CaO,Al2O3),
  • aluminoferrite tricalcique, ou C4AF (4 CaO, Al2O3, Fe3O3).

Les matières premières essentielles sont la roche calcaire et l'argile. Elles sont broyées et éventuellement additionnées de produits secondaires. Le mélange obtenu s'appelle le cru et est composé d'environ 80 % de calcaire et d'environ 20 % d'argile.

Caractéristiques et différentes formes du ciment

Cette matière forme, avec l'eau ou une solution saline, une pâte plastique liante. Après avoir durci dans l'air ou dans l'eau, cette pâte conserve sa résistance et sa stabilité. Sous forme de poudre mélangée à l'eau, le ciment permet d'agréger du sable fin pour produire du mortier, des granulats et du béton. Le mot recouvre plusieurs matériaux comme le plâtre, la chaux, la pouzzolane, le ciment prompt, le ciment Portland et le ciment de romain.

La fabrication du ciment

Sa fabrication passe par sept étapes : l'extraction des matières premières, leur homogénéisation, les méthodes de fabrication par voie humide ou sèche, le séchage, le broyage, la cuisson et le refroidissement. Pour la construction d'une maison, on peut choisir d'utiliser les parpaings de ciment qu'on appelle aussi blocs de béton. La France est leader mondial de l'industrie cimentière.

Dans le procédé dit à voie sèche, le plus courant aujourd'hui, le cru est préchauffé (et donc séché) dans un précalcinateur. Il est ensuite introduit dans un four cylindrique et tournant, aujourd'hui toujours horizontal (légèrement incliné). Leur longueur varie de 30 à 110 mètres. Un brûleur chauffe l'intérieur du four entre 1.400 et 1.500 °C.

La matière extraite du four s'appelle le clinker et est formée de blocs solides ressemblant à de la lave. Ce clinker est broyé et on ajoute au moins du sulfate de calcium, sous forme de gypse ou d'anhydrite, à raison de 3 à 5 %. Le résultat est le ciment. Cette formule classique est celle du ciment dit Portland. 

Le ciment est un matériau essentiel en construction. Les parpaings de ciment ou blocs de béton servent à monter les murs. © Catherine Roy, CC BY-NC-ND 2.0, Flickr Le ciment est un matériau essentiel en construction. Les parpaings de ciment ou blocs de béton servent à monter les murs. © Catherine Roy, CC BY-NC-ND 2.0, Flickr

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