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Ciment Cet article possède un paronyme ; voir : Gilles Ciment. Ciment désigne u

Ciment Cet article possède un paronyme ; voir : Gilles Ciment. Ciment désigne un liant, aujourd'hui principalement employé dans la confection du béton de ciment. C'est notamment le ciment Portland et le ciment métallurgique ainsi que leur variantes. Le Ciment est une invention du XIXe siècle. La fabrication du ciment est énergivore, et la production du clinker son principal constituant, est responsable d’approximativement 5% des émissions de gaz à effet de serre (GES) anthropiques1, responsables du réchauffement climatique.[citation nécessaire] Ciment peut désigner également, dans un sens plus large, et par extension, tout matériau interposé entre deux corps durs pour les lier, soit un liant: le plâtre, l'argile, la chaux, etc. Sommaire [masquer]  1 Étymologie  2 Définition  3 Historique o 3.1 Mortiers anciens o 3.2 Découverte moderne  4 Fabrication du ciment courant, ou ciment Portland o 4.1 Extraction o 4.2 Homogénéisation o 4.3 Principes et méthodes de fabrication o 4.4 Fabrication par voie humide o 4.5 Fabrication par voie sèche o 4.6 Séchage et broyage o 4.7 Cuisson o 4.8 Refroidissement o 4.9 Broyage o 4.10 Broyage très fin  5 Chimie du ciment o 5.1 Phases cimentières o 5.2 Contamination o 5.3 Tests en laboratoire  5.3.1 Mesures physiques  5.3.1.1 Surface spécifique  5.3.1.2 Mesure du temps de prise  5.3.1.3 Granulométrie  5.3.1.4 Essai mécanique  5.3.2 Mesures chimiques  6 Les différents ciments  7 L'économie du ciment et impacts sur l'environnement  8 Sociétés cimentières o 8.1 Sociétés de production o 8.2 Sociétés d'analyse & réalisation  9 Organismes internationaux et normes  10 Glossaire des ciments  11 Sources  12 Notes  13 Voir aussi o 13.1 Articles connexes o 13.2 Liens externes Étymologie[modifier | modifier le code] Du temps de la Rome antique, le ciment (du latin caementum, signifiant moellon, pierre de construction) désignait originairement les pierre ajoutée in situ à la chaux, les caementa2. Vers le Ier siècle après J-C, la Rome antique améliore la technique de la chaux par l’incorporation de sable volcanique de Pouzzoles - pulvere Puteolano, la pouzzolane - ou de tuileaux broyés (testam tunsam, le mélange appelé signinum, parce que les meilleurs tuileaux pour le faire venaient de Signia, ville des Volsques, où se fabriquaient les meilleures tuiles, d'où le termeopus signinum, ce qu'il y a de plus approchant pour désigner un ciment). Comme le dit Vitruve dans son De architectura (Livre II, Chapitre 6), le mortier peut résister à l'eau et même faire prise en milieu très humide. Cette vertu est due à la présence d'une grande quantité de silicate d'alumine. En ajoutant à la chaux aérienne de la pouzzolane ou des tuileaux, on la transforme artificiellement en chaux hydraulique. Ce n'est qu'en 1818 que Louis Vicat expliquera les principes de cette réaction, dans sa théorie de l'hydraulicité3 ouvrant la voie à la découverte duciment Portland. Il y a eu confusion, puis transfert de vocable, le ciment devient par la suite, le mortier, puis le liant seul. « Comme il convient de respecter la terminologie maintenant strictement définie par la technique, il faut réserver ce mot à la désignation des ciments qui sont des mélanges artificiels de chaux avec de l'argile et des sels métalliques (...): de tels mélanges étaient évidemment inconnus des romains2 » Un glossaire du début XIXe siècle appelle ciment, les tuiles, briques ou carreaux cassés et réduits en poudre4. Le mortier mêle de la chaux, du sable et du ciment. En 1822, le chimiste allemand Johann Friedrich John, appelle ciment les parties étrangères qui donnent à la chaux la propriété de durcir dans l'eau soit son hydraulicité. Il dit qu'il est possible d'améliorer les chaux qui ne contiennent point le ciment en l'y introduisant par voie sèche5. Le XIXe siècle comparant les mortiers des anciens et surtout ceux qui ont été faits par les Romains, aux mortiers des temps modernes on suppose alors que les premiers étaient meilleurs. Plusieurs constructeurs annoncent alors avoir trouvé le secret des mortier romains mais d'autres supposent avec raison qu'il n'a subsisté à travers le temps que les constructions faites avec de bonnes chaux dans de bons mortiers6,7. En 1796, James Parker invente le ciment prompt naturel, qui est bâptisé improprement roman cement. La marque est traduite dans toutes les langues, ce qui donne en français le ciment romain rebaptisé par la suite ciment prompt. Le ciment prompt sera remplacé moitié XIXe siècle jusqu'à nos jours par le ciment Portland. Définition[modifier | modifier le code] Le ciment est un liant, une matière pulvérulente, formant avec l’eau ou avec une solution saline une pâte homogène et plastique, capable d’agglomérer, en durcissant, des substances variées appelées agrégat ou granulat. C'est une gangue hydraulique durcissant rapidement et atteignant en peu de jours son maximum de résistance. Après durcissement, cette pâte conserve sa résistance et sa stabilité, même sous l’eau. Son emploi le plus fréquent est sous forme de poudre, mélangée à de l'eau, pour agréger du sable fin, pour produire du mortier, des graviers, ou encore du béton. Un ciment est dit naturel lorsqu'il résulte de la simple cuisson à température modérée (500°C à 1 200°C) d’une marne ou d'un calcaire argileux (Ciment prompt et ciment romain sont des ciments naturels) . Il est dit artificiel (Ciment Portland) lorsqu'il résulte de la cuisson à plus haute température (1 450°C) d’un mélange moulu de calcaire, de marne ou d'argile8. (Ou une autre définition: Un ciment « artificiel » est un produit provenant de la cuisson de mélanges artificiels (de la main humaine) de silice, d'alumine, de carbonate de chaux, sur lesquels l'eau n'a aucune action, ou qu'une action très lente avant la trituration, et qui, réduits en poudre mécaniquement, font prise sous l’action de l'eau, dans un délai qui varie selon leur proportion.) Maçon mettant en œuvre du ciment. La cimenterie d'Obourg (Belgique). Historique[modifier | modifier le code] Mortiers anciens[modifier | modifier le code] La fabrication de liants par calcination de la pierre (four à calcination) serait aussi ancienne que l'art du potier. Dans la ville de Çatal Höyük, fondée en 7000 avant J.-C. des enduits deplâtre ornaient déjà les murs. Mais c'est en Égypte qu'est née l'idée d'employer un mortier de plâtre pour lier les pierres. Il aurait ensuite été amélioré par les civilisations suivantes par l'ajout de chaux à de l'argile. Les Grecs emploient le plâtre et la chaux, essentiellement dans la confection d'enduits, de stucs. C'est véritablement les Romains (Les Grecs d'Italie[réf. nécessaire]) qui généralisèrent l'usage de la chaux comme mortier. Ils la renforcèrent avec des tuileaux ou des cendrespouzzolaniques (cendres volcaniques de la région de Pouzzoles ou « Pozzuoli » près de Naples)9selon une recette donnée par Vitruve10,11 (pas toujours respectée). L'ajout de "pouzzolanes" (scories volcaniques exploitées autour du Vésuve dans un mortier mouillé à l'eau de mer, lui conférait une solidité élevée à la suite d'une réaction impliquant l'aluminium d'origine volcanique qui stabilise le complexe d'hydrate de silicate de calcium, avant qu'un phénomène decarbonatation durcisse plus encore le mortier, lui permettant notamment de bien résister aux attaques de la mer comme en baie de Naples où l'on trouve des maçonneries de plus de 2000 ans (mieux que le ciment Portland actuel12, et en consommant moins d'énergie pour le produire (car le portland actuel nécessite une cuisson en cimenterie à 1 450 °C alors que la chaux des Romains ne devait être portée qu'à 900 °C12. Ce modèle permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre des cimenteries, dont en France où la pouzzolane est disponible (Auvergne, Velay, Vivarais, Provence). Puis jusqu’à l'Époque moderne, le mortier consiste en un mélange de chaux, additionnée de tuiles ou briques concassées, dont l'argile possède des propriétés hydrauliques. La pouzzolane (terre volcanique de Pouzzoles, dans la région de Naples, en Italie) est très utilisée comme addition. Découverte moderne[modifier | modifier le code] Le ciment ne prit son acception contemporaine qu'au XIXe siècle, lorsque Louis Vicat identifia le phénomène d'hydraulicité des chaux en 1817, et celle des ciments, qu'il appelait chaux éminemment hydrauliques, ou chaux limites, en 1840. La recherche sur l'hydraulicité des chaux débuta à la fin du XVIIIe siècle siècle pour aboutir vers 1840, à la fabrication des ciments modernes. Elle concernait les chaux grasses, non hydrauliques, qui ne durcissent pas sous l'eau, les chaux hydrauliques qui durcissent même sous l'eau, les chaux éminemment hydrauliques (riches en argiles) qui se solidifient très rapidement, et les chaux limites (trop riches en argiles) qui se solidifient très rapidement puis se décomposent, si elles ne sont pas cuites au degré de fusion pâteuse. En 1796, James Parker découvrit sur l'Île de Sheppey, en Grande-Bretagne, le ciment prompt (une chaux éminemment hydraulique ou ciment naturel à prise rapide, cuit à 900 °C comme les chaux naturelles ordinaires) qu'il baptisa commercialement ciment romain. Ce ciment acquit par la suite, de 1820 à 1920 environ, une grande réputation. Il fut fabriqué dans toute l'Europe et servait à faire des moulages au gabarit, ou à fabriquer des pierres artificielles de ciment moulé. Au début du XIXe siècle siècle, toute l'Europe s'active, uploads/Industriel/ ciment.pdf