Chapitre II _ Le Ciment

8/13/2019 Chapitre II _ Le Ciment

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Chapitre II ; Le ciment Portland 2011

Dr Hadj Sadok, A.

CHPITRE II

LE CIMENT

2.1 Dfinitions

a. Liant hydraulique : des poudres finement brayes qui avec le contact deau font prise etdurcissent sous des processus physico-chimiques complexes.

b. Ciment : Le ciment est un liant hydraulique obtenu par cuisson ( 1450C) et broyage dunmlange de calcaire et dargile.

2.2 Fabrication du ciment

a. Extraction et concassage :

Le calcaire est extrait par explosif dans des carrires gnralement prt de lacimenterie. Largile, plus meuble, est extraite par des engins mcaniques et transporte encimenterie. Le concassage, fait sur les lieux de lextraction, rduit la granulomtrie desmatriaux environ 50 mm.

b. Prparation de cru :

Un mlange homogne dargile et de calcaire est ralis. Les proportions sont dterminesselon leurs compositions chimiques et sont toujours proche de 80 % de calcaire et 20%dargile. Le mlange est broy en une poudre de granulomtrie infrieure 200 microns. La

poudre obtenue est homognise par un mlangeur pneumatique ou mcanique. Le produitobtenu est appel le CRU .

c. Cuisson :

Ralise dans des fours rotatifs une temprature maximale denviron 1450C, lacuisson permet la transformation du cru en clinker (frome de grains de 0,5 4 cm dediamtre). A la sortie du four, le clinker est refroidi rapidement ( une temprature de 50 250C) pour viter une forte cristallisation.

d. Broyage :Le Clinker Portland est additionn de gypse et ventuellement dajouts cimentaires (Laitier,

pouzzolane, calcaire,) et est broy en poudre fine dune granulomtrie infrieure 80 m,

cest le ciment Portland.

2.3 Ajouts cimentaires

Cest des poudres fines actives ou inertes ajoutes au ciment pour rduire le coup deproduction, diminuer les missions de CO2et amliorer les proprits du bton. En peut citer :

Le Laitier de haut fourneau : Matriaux

issu de lindustrie dela fonte dans les hautsfourneaux. Il est compos principalement de chaux (45-50%), de silice (30-35%),

dalumine (10-15%) et de magnsie (7-10%).


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Pouzzolane naturelle : Produits dorigine volcanique, prsentant des propritspouzzolaniques. Elles sont essentiellement composes de silice ractive, dalumine etdoxyde de fer.

Fume de silice : Particules sphriques trs fines ayant une trs haute teneur en silice( 85 %), issue de lindustrie de fabrication du silicium ou des alliages base desilicium.

Calcaire : Lorsquils sont utiliss dans une proportion excdant 5 %, en masse(constituant principal), les calcaires doivent satisfaire aux spcifications suivantes :

teneur en calcaire Ca CO375 % en masse ; teneur en argile (adsorption de bleu de mthylne) 1,20 g/100 g ; teneur en matires organiques 0,50 % en masse.

Figure 2.1 Schma de la fabrication du ciment Portland

Extractionet Concassage de la

matire premire (Calcaire et

Argile).Prparation du cru :

Dosage (80% calcaire, 20% Argile),

Broyage (0,2 mm),

Homognisation.

Refroidissement.

Broyage finale ( 80 m)

Gypse (5%). Addition ventuelles (calcaire, laitier, cendre, )

Cuisson; Four rotatif

(1450C)

Clinker

Le Ciment

Le Cru


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2.4 Composition chimique et minralogique du ciment

Lors de la cuisson du CRU, les constituants principaux (Tableau 2.1) de la matirepremire ragissent entre eux pour former principalement quatre (04) compossminralogiques (Tableau 2.2).

Tableau 2.1:Teneur moyenne des oxydes constitutifs du clinker.

Oxydes constitutifsTeneur limites

(%)

Sources(matirepremire)

CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO

Alcali (K2O et Na2O)SO3

60 6918 244 81 80 5

0 20 3

Calcaire

Argile

Calcaire etargile

Tableau 2.2 : Composition minralogique du ciment.

Composs Composition Appellation abrge Taux

Silicate tricalciqueSilicate bicalciqueAluminate tricalciqueAluminoferrite ttracalcique

3 CaO.SiO22 CaO.SiO23 CaO.Al2O34 CaO.Al2O3.Fe2O3

C2SC3SC3A

C4AF

45 65%15 35%4 14%10 18%

2.5 Classification et domaine dapplication des ciments

2.5.1 Types du ciment

Lindustrie cimentire commercialise de nombreux types de ciments afin de rpondre

aux diffrents problmes rencontrs lors de la construction des ouvrages :

Rsistances mcaniques Rsistance une attaque physique ou chimique Mise en uvre particulire.


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Tableau 2.3:Liste des diffrents types de ciments courants normaliss par la norme NF P 15-

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Dsignation Types de ciment Clinker % Ajouts et Teneurs en %Matire

secondaire

CEM I Ciment portland 95 100 % ---------------------------------------------

0 5%

CEM II /A

CEM II /B

Ciment portland

compos

80 94 %

65 79 %

Lun des Ajouts - 6 20 %

- 21 35 %

CEM III/A

CEM III/B

CEM III/C

Ciment de haut

fourneau

35 64 %

20 34 %

5 19 %

- 35 65 %

Laitier - 66 80 %

- 81 95 %

CEM IV/A

CEM IV/B

Ciment

pouzzolanique

65 90 %

45 64 %

Pouzzolane, - 10 35 %cendre

ou fume silice - 36 55 %

CEM V/ A

CEM V/ B

Ciment au laitier et

aux cendres

40 64 %

20 39 %

laitier - 18 30 %

et cendre - 31 50 %

2.5.2 Classe de rsistance du ciment

Les ciments sont rpartis en trois classes de rsistances ; 32.5 - 42.5 - 52.5, dfinis par la

valeur minimale de la rsistance caractristique du ciment 7 et 28 jours.

La rsistance du ciment est dtermin sur des prouvette de mortier de ciment (Mortier

normalis ; 3sable/1ciment/0,5 Eau)

Tableau 2.4 Classes de rsistance du ciment

Rsistance la compression (MPa)Classe de rsistance 2 jours

Limite inf28 jours

Limite inf32.5N (Normale)

32.5R (Rapide)

-

13.5

32.5

32.542.542.5R

12.5 20

42.5 42.5

52.552.5R

20 30

52.5 52.5

2.5.3 Dsignation normalise des ciments :

CEM II/A 32.5 R

Type de ciment /sous type Classe de Rcsous classe de Rc


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2.5.4 Hydratation du ciment Portland :


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2.5.5 Domaine dutilisation des diffrents ciments:

2.6 Conservation et stockage du ciment

Le ciment, liant hydraulique, ragi avec leau, doit tre protgs contre lhumidit et lesintempries.

Recommandations :

- Stockage du ciment dans des silos (Grand chantier).- Les sacs de ciment doivent tre protgs contre lhumidit :- Utiliser des palettes pour isoler du sol- Stocker le ciment de prfrence lintrieur de locaux secs.- Couvrir de polyane.

Tableau 2.5 : Dure de stockage en fonction des conditions de stockage.

conditions de stockage Dure de stockage

Silo hermtiquement ferm Dure illimiteLocal sec + protection en polyane 10-12 mois

ciel ouvert 2-4 mois en hiver1-2 en t

Ciment Dsignation Utilisation Contre indication

Ciment Portland

Ciment compos

CEM I

CEM II

Tous travaux de bton arm

Bonne rsistanceDcoffrage Rapide

(prfabrication)Btonnage par temps froid

Prsence deauxagressives

Travaux souterrainsBtonnage en grande

masseCiment au laitierEt pouzzolaniqueOu au laitier etcendre.

CEM IIICEM IVCEM V

Bton de masse (barrage)Bton de fondation (sol

agressif)Btonnage en temps chaudEau useTravaux souterrainsRservoir deau

Btonnage par tempsfroid

Bton prfabriquRsistance jeune ge

leve

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