Portland Cement (Français)

All the clinker compounds form solid solutions with small amounts of every element that is in a clinker., En plus des quatre principaux oxydes, le MgO, le K2O et le Na2O sont des impuretés omniprésentes dans la plupart des matières premières. Le C3S impur est appelé alite: il réagit plus rapidement avec L’eau que le C2S pur.le C2S existe sous la forme de quatre polymorphes principaux: γ, β, α’ Et α. À température ambiante, Le γ polymorphe Non hydraulique est thermodynamiquement stable mais, dans le ciment, les impuretés stabilisent le β polymorphe hydraulique. Impur C3A contient des quantités considérables (∼10 mol.% ), de fer, ce qui peut le rendre moins réactif que le composé pur., Des niveaux élevés de substitution du sodium modifient sa structure cristalline d’orthorhombique à cubique avec une diminution correspondante de la réactivité.

C4AF n’a pas de stœchiométrie exacte; une solution solide continue entre A et F permet à sa composition de varier d’environ C6A2F à C6AF2. Pour cette raison, C4AF est généralement appelé la phase de ferrite. Bien que dans de nombreux ciments la composition de la phase de ferrite soit proche de C4AF, dans ceux qui ont des teneurs en C3A très faibles, la composition est plus proche de C6AF2. À mesure que la teneur en fer augmente, la réactivité de la phase de ferrite diminue., C’est la phase de ferrite qui donne sa couleur au ciment: lorsque le MgO est présent dans la phase de ferrite, il devient noir et le ciment gris.

Si la teneur en MgO est faible, ou si la phase de ferrite contient du fer ferreux appréciable (en raison d’une atmosphère réductrice dans le four), le ciment est plus brun. En outre, la MGO cristalline (périclase) est présente dans la plupart des clinkers, généralement dans la gamme 2-4 wt.%. Il y a des limites imposées sur la quantité de MgO, car sa lente hydratation peut provoquer des expansions perturbatrices dans la pâte durcie., Dans les clinkers qui sont produits en utilisant du charbon à haute teneur en soufre comme combustible, des sulfates alcalins, tels que KS ou C2KS3, se produisent parfois; ces composés peuvent affecter le comportement de prise et peuvent abaisser la résistance à 28 jours.

les ciments peuvent être classés selon les types ASTM indiqués dans le tableau 2. Ces classifications sont basées principalement sur la performance et non sur la composition, bien qu’en général les Ciments du même type aient des compositions globalement similaires. Plus de 90% de tout le ciment Portland Fabriqué aux États-Unis est de type I. Lorsqu’une résistance plus élevée est requise à un âge précoce (1-3 jours), un type III peut être utilisé., Ceci est plus finement broyé afin que son hydratation globale soit plus rapide. Le ciment de type IV peut être utilisé pour éviter la fissuration thermique dans le béton de masse, en abaissant la chaleur d’hydratation et donc la température interne de la masse mais n’est plus fabriqué aux États-Unis. En présence de fortes concentrations de sulfates dans les eaux souterraines ou les sols, les produits d’hydratation du C3A peuvent subir d’autres réactions qui entraînent une expansion perturbatrice. La résistance du béton à l’attaque du sulfate peut être améliorée en abaissant la teneur en C3A dans un ciment de type V., Le ciment de type II a des propriétés intermédiaires entre celles du type I et du type V.

outre les cinq types de ciment Portland ASTM, d’autres ciments spéciaux sont disponibles. Les ciments mélangés, contenant des matériaux siliceux réactifs (pouzzolanes), ou des scories hydrauliques mélangées au type I, sont utilisés dans la plupart des pays comme alternatives aux types IV et V. à l’hydratation, ils forment plus de C–S–H et moins d’hydroxyde de calcium. Les ciments expansifs sont des ciments Portland modifiés qui neutralisent les effets du retrait par séchage en formant de grandes quantités d’ettringite pour générer une expansion restreinte., Certains ciments spéciaux utilisent l’ettringite pour fournir une résistance précoce élevée. Les ciments de maçonnerie et les ciments de puits de pétrole sont des ciments Portland, modifiés pour optimiser les exigences particulières de ces applications. Les aluminates de Calcium (ciments à haute teneur en alumine) sont principalement utilisés pour les bétons réfractaires. Ils ne peuvent pas être utilisés à des fins structurelles en raison d’une perte de résistance potentielle pendant le service. Les ciments d’oxychlorure de magnésium (Sorel) ne peuvent être utilisés que pour des applications intérieures car ils ne résistent pas à l’humidité.