Imaginez un projet de construction où les pierres, le sable et la maçonnerie se transforment comme par magie en une structure solide. Cette transformation est rendue possible par un processus fascinant connu sous le nom de matériaux cimentaires, une combinaison de réactions physiques et chimiques. Ces matériaux, classés en deux catégories en fonction de leur composition chimique, jouent un rôle crucial dans la construction.
Les matériaux cimentaires inorganiques couramment utilisés dans divers mortiers peuvent être divisés en matériaux cimentaires durcissant à l’air et en matériaux cimentaires hydrauliques en fonction de leurs conditions de durcissement. Les matériaux cimentaires durcissant à l’air ne peuvent durcir qu’à l’air, c’est-à-dire dans des conditions sèches, et ne peuvent maintenir ou continuer à développer leur résistance qu’à l’air, comme le gypse et la chaux. Ces matériaux ne conviennent généralement qu’à une utilisation sur le sol ou dans des environnements secs, et non dans des environnements humides, et encore moins dans l’eau. Les matériaux à base de ciment hydraulique peuvent mieux durcir à l’air et dans l’eau, en conservant et en continuant à développer leur résistance, comme les différentes séries de ciment, qui conviennent aux projets de surface, souterrains ou sous-marins.
Les matériaux cimentaires organiques couramment utilisés dans divers mortiers peuvent être divisés en matériaux cimentaires organiques naturels (asphalte) et en matériaux cimentaires organiques synthétiques (polymères synthétiques) en fonction de leurs sources.
Les matériaux à base de ciment bitumineux sont principalement utilisés pour préparer le mortier de sol bitumineux. Ils sont résistants à l’humidité, imperméables, résistants à la corrosion, élastiques, robustes et très résistants. Les polymères synthétiques tels que l’époxy et le polyester insaturé peuvent être formulés en ciment de résine et en mortier pour les projets de sols anticorrosion.
Le ciment est un matériau hydraulique pulvérulent mélangé à de l’eau pour former une pâte plastique. Il peut lier le sable, la pierre et d’autres matériaux appropriés. Il durcit à l’air, dans un environnement humide et dans l’eau pour maintenir et augmenter sa résistance. Le ciment occupe une place prépondérante et essentielle parmi les matériaux cimentaires et compte parmi les matériaux les plus importants dans les projets de construction.
Il existe de nombreuses variétés de ciment. Selon les noms des principaux minéraux hydrauliques, le ciment peut être divisé en plusieurs séries, telles que le ciment Portland, le ciment aluminate, le ciment sulfoaluminate, etc. Les principales caractéristiques techniques du ciment indiquées dans sa dénomination peuvent être divisées en plusieurs sous-catégories, telles que le durcissement rapide, la chaleur d’hydratation, la résistance aux hautes températures, la résistance à la corrosion par les sulfates et l’expansion. Parmi celles-ci, le durcissement rapide peut être divisé en deux catégories : durcissement rapide et dureté ultra-rapide :
(1) La chaleur d’hydratation peut être divisée en chaleur moyenne et chaleur faible.
(2) La résistance à la corrosion par le sulfate peut être divisée en résistance moyenne et résistance élevée à la corrosion par le sulfate.
(3) La propriété d’expansion peut être divisée en expansion et auto-expansion.
Série de ciment Portland
1. Classification et exigences de performance du ciment Portland
Le ciment Portland en général, le ciment Portland ordinaire (ciment ordinaire), le ciment Portland au laitier (ciment au laitier), le ciment Portland pouzzolanique (ciment à la pouzzolane), le ciment Portland aux cendres volantes (poudre Six grandes variétés, y compris le ciment aux cendres de charbon), et le ciment Portland composite, sont des variétés courantes de la série des ciments Portland. Parmi eux, les cinq premiers types de ciment sont couramment utilisés dans les projets de construction et sont appelés les “cinq principaux types de ciment” dans les projets de construction.
Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de 0 à 5 % de calcaire ou de laitier granulé de haut fourneau et d’une quantité appropriée de gypse est appelé ciment Portland (communément appelé ciment Portland à l’étranger). Le ciment Portland est divisé en deux types. Celui qui ne contient pas d’adjuvant est appelé ciment Portland de type I, dont le nom de code est P-I. Lorsque le ciment Portland est broyé, il ne faut pas ajouter plus de 5 % de calcaire ou de laitier granulé de haut fourneau par masse de ciment. Le matériau mélangé est appelé ciment Portland de type II, dont le nom de code est P-Ⅱ.
Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de 6 % à 15 % de matériaux mélangés et d’une quantité appropriée de gypse est appelé ciment Portland ordinaire (en abrégé, ciment ordinaire), sous le nom de code P-O. La quantité maximale de mélange ne doit pas dépasser 15 % lors du mélange des matériaux actifs. Il est permis d’utiliser de la poussière de four qui ne dépasse pas 5 % de la qualité du ciment ou des matériaux inactifs mélangés qui ne dépassent pas 10 % de la qualité du ciment. La quantité maximale de mélange ne doit pas dépasser 15 % lors du mélange de matériaux inactifs. La quantité ne doit pas dépasser 10 % de la qualité du ciment.
Le matériau cimentaire hydraulique obtenu par broyage de clinker de ciment Portland, de laitier granulé de haut fourneau et d’une quantité appropriée de gypse est appelé ciment Portland au laitier (appelé ciment au laitier), sous le nom de code P-S.
Le dosage du ciment au laitier granulé de haut fourneau est de 20 % à 70 % sur la base de la fraction de masse. Le calcaire, la poussière de four, les cendres volantes et les matériaux mixtes pouzzolaniques peuvent être utilisés pour remplacer le laitier. La quantité de remplacement doit représenter au maximum 8 % de la masse de ciment, et le laitier granulé de haut fourneau remplacé doit être d’au moins 20 %.
Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de matériaux mixtes pouzzolaniques et d’une quantité appropriée de gypse broyé est appelé ciment Portland pouzzolanique, ou ciment pouzzolanique, ou encore P-P. La teneur en matériaux mixtes pouzzolaniques dans le ciment est de 20 % à 50 % sur la base de la fraction de masse.
Le matériau cimentaire hydraulique obtenu par broyage de clinker de ciment Portland, de cendres volantes et d’une quantité appropriée de gypse est appelé ciment Portland à base de cendres volantes (appelé ciment à base de cendres volantes), dont le nom de code est P-F. La quantité de cendres volantes dans le ciment est de 20 % à 40 % sur la base de la fraction de masse.
Tout matériau cimentaire hydraulique composé de clinker de ciment Portland, de deux ou plusieurs matériaux mélangés spécifiés et d’une quantité appropriée de gypse est appelé ciment Portland composite (appelé ciment composite), dont le nom de code est P-C. La quantité totale de matériaux mélangés dans le ciment doit être supérieure à 15 %, mais ne doit pas dépasser 50 % en termes de fraction de masse. L’utilisation d’un maximum de 8 % de poussière de four dans le ciment est autorisée pour remplacer une partie des matériaux mélangés ; lors de l’ajout de laitier, la quantité de matériaux mélangés ne doit pas être répétée avec celle du ciment Portland au laitier.
