Ciment Portland : caractéristiques techniques et application

Actuellement, le ciment Portland est reconnu à juste titre comme le type de liant le plus courant pour les solutions de béton. Il est fabriqué à partir de roches carbonatées. Il est souvent utilisé dans la production de béton. Aujourd'hui, nous allons examiner de plus près les caractéristiques techniques inhérentes à ce matériau, ainsi que la manière dont il peut être appliqué.

Avant d'examiner les caractéristiques et les caractéristiques d'un matériau tel que le ciment Portland, il convient de déterminer de quoi il s'agit.

Le ciment Portland est un type de ciment, qui est un agent hydraulique et liant spécial. Dans une plus grande mesure, il se compose de silicate de calcium. Ce composant représente environ 70 à 80 % du pourcentage d'une telle composition de ciment.

Ce type de coulis de ciment est populaire partout dans le monde. Il tire son nom de l'île, qui est située sur la côte de la Grande-Bretagne, car les roches de Portland ont exactement la même couleur.

Le ciment Portland a des forces et des faiblesses.

Pour commencer, il convient de considérer les avantages de ce matériau:

• Il convient de noter les excellentes caractéristiques de résistance du ciment Portland. C'est pourquoi il est le plus souvent utilisé dans la fabrication de structures monolithiques en béton armé et d'autres objets similaires.
• Le ciment Portland résiste au gel. Il n'a pas peur des basses températures. Dans de telles conditions, le matériau ne subit pas de déformation et ne se fissure pas.
• Ce matériau est imperméable. Il ne souffre pas du contact avec l'humidité et l'humidité.
• Le ciment Portland peut être utilisé même pour la construction de fondations dans des conditions de sol difficiles. Pour de telles conditions, une solution résistante aux sulfates est utilisée.
• Il existe plusieurs variétés de ciment Portland - chaque acheteur peut choisir la meilleure option pour lui-même. Vous pouvez acheter un composé à durcissement rapide ou à durcissement moyen.
• Si vous avez acheté un ciment Portland de très haute qualité, vous n'avez pas à vous soucier de son retrait et de sa déformation ultérieurs. Après l'installation, il ne forme pas de fissures ou d'autres dommages similaires.

Il n'y a pas beaucoup d'inconvénients du ciment Portland. En règle générale, ils sont associés à des solutions de mauvaise qualité, dont il existe aujourd'hui beaucoup dans les magasins.

Parmi eux figurent les suivants :

• Lors de son durcissement complet, un matériau de mauvaise qualité est susceptible de se déformer. Cela doit être pris en compte lors du travail. Tous les joints de retrait doivent également être fournis.
• Cette solution ne peut pas être qualifiée de respectueuse de l'environnement, car dans sa composition, en plus des composants naturels, il existe de nombreux composants chimiques.
• Des précautions doivent être prises lors de la manipulation du ciment Portland, car le contact avec celui-ci peut provoquer des brûlures chimiques et des irritations. Selon les experts, dans des conditions de contact à long terme avec ce matériau, il est possible de développer un cancer du poumon.

Malheureusement, de nombreux acheteurs sont aujourd'hui confrontés à des mortiers de ciment Portland de mauvaise qualité. Ce produit doit être conforme à GOST 10178-75. Sinon, le mélange peut ne pas être aussi fort et fiable.

La composition du ciment Portland moderne contient de la chaux, du gypse et de l'argile à clinker spéciale qui a subi un traitement spécial.

De plus, ce type de ciment est complété par des composants correctifs qui améliorent les caractéristiques techniques du mortier :

• fournissez-lui la densité appropriée;
• déterminer l'une ou l'autre vitesse de solidification;
• rendre le matériau résistant aux facteurs externes et technologiques.

La production de ce type de ciment est à base de silicates de calcium. Pour ajuster le réglage, du plâtre est utilisé. Le ciment Portland est produit en cuisant (selon une formule spéciale) un certain mélange avec une grande quantité de calcium.

Dans la production de ciment Portland, on ne peut pas se passer de roches carbonatées. Ceux-ci inclus:

• craie;
• calcaire;
• silice;
• alumine.

De plus, souvent dans le processus de fabrication, un composant tel que la marne est souvent utilisé. C'est une combinaison de roches argileuses et carbonatées.

Si nous considérons en détail le processus de fabrication du ciment Portland, nous pouvons alors conclure qu'il consiste à broyer les matières premières nécessaires. Après cela, il est correctement mélangé dans certaines proportions et cuit dans des fours. Dans le même temps, le régime de température reste à 1300-1400 degrés. Dans de telles conditions, la torréfaction et la fusion des matières premières sont assurées. A ce stade, un produit appelé clinker est obtenu.

Pour obtenir le produit fini, la composition de ciment est à nouveau broyéepuis mélangé avec du gypse. Le produit résultant doit passer tous les contrôles pour confirmer sa qualité. La composition éprouvée et fiable a toujours les certificats appropriés de l'échantillon requis.

Pour produire du ciment Portland de haute qualité, plusieurs méthodes sont utilisées pour le créer :

• sécher;
• à moitié sec;
• combiné;
• mouiller.

Les méthodes de production sèches et humides sont les plus couramment utilisées.

Cette option de production implique la création de ciment Portland avec l'ajout d'un composant carbonate spécial (craie) et d'un élément silicone - l'argile.

Les suppléments de fer sont souvent utilisés :

• cendres de pyrite;
• boues de convertisseur.

Cette méthode de fabrication de ciment durable est appelée humide, car le broyage de tous les composants se produit dans l'eau. En même temps, une charge se forme à la sortie, qui est une suspension à base d'eau. En règle générale, sa teneur en humidité varie de 30 à 50 %.

Après cela, les boues sont cuites directement dans le four. A ce stade, du dioxyde de carbone s'en dégage. Les billes de clinker qui apparaissent sont soigneusement broyées jusqu'à ce qu'elles se transforment en une poudre, que l'on peut déjà appeler du ciment.

Pour la méthode de fabrication semi-sèche, des composants tels que la chaux et l'argile sont utilisés. Selon le schéma standard, ces composants sont broyés et séchés. Ensuite, ils sont mélangés, broyés à nouveau et ajustés avec une variété d'additifs.

À la fin de toutes les étapes de production, l'argile et la chaux sont granulées et cuites. On peut dire que la méthode de production semi-sèche est presque la même que la sèche. L'une des différences entre ces méthodes est la taille de la matière première broyée.

La méthode sèche de fabrication du ciment Portland est à juste titre reconnue comme la plus économique. Sa particularité réside dans le fait qu'à toutes les étapes de la production, des matières premières sont utilisées exclusivement à l'état sec.

L'une ou l'autre technologie de fabrication du ciment dépend directement des propriétés physiques et chimiques des matières premières. Le plus populaire est la production du matériau dans les conditions de fours rotatifs spéciaux. Dans ce cas, des composants tels que l'argile et la chaux doivent être utilisés.

Lorsque l'argile et la chaux sont complètement broyées dans un appareil de broyage spécial, elles sont séchées à l'état requis. Dans ce cas, le taux d'humidité ne doit pas dépasser 1%. Quant au broyage et au séchage directs, ils sont effectués dans une machine de séparation spéciale. Ensuite, le mélange résultant est transféré vers des échangeurs de chaleur cycloniques et y reste très peu de temps - pas plus de 30 secondes.

Vient ensuite une étape au cours de laquelle la matière première préparée est directement cuite. Après cela, il est transféré au réfrigérateur. Ensuite, le clinker est « déplacé » vers l'entrepôt, où il sera soigneusement broyé et emballé. Dans ce cas, la préparation préliminaire du composant de plâtre et de tous les éléments supplémentaires, ainsi que le stockage et le transport futurs du clinker, se dérouleront de la même manière qu'avec la méthode de production humide.

Sinon, cette technologie de production est appelée combinée. Avec elle, les boues sont obtenues par voie humide, puis le mélange résultant est libéré de l'excès d'humidité à l'aide de filtres spéciaux. Ce processus doit se poursuivre jusqu'à ce que le taux d'humidité soit de 16 à 18 %. Après cela, le mélange est transféré à la cuisson.

Il existe une autre option pour la production mixte d'un mélange de ciment. Dans ce cas, une préparation sèche des matières premières est fournie, qui est ensuite diluée avec de l'eau (10-14%) et soumise à une granulation ultérieure. Il est nécessaire que la taille des granulés ne dépasse pas 15 cm, ce n'est qu'après cela qu'ils commencent à cuire la matière première.

De nombreux consommateurs se demandent quelle est la différence entre le ciment Portland et le ciment conventionnel.

Il faut tout de suite noter que le ciment clinker est l'un des sous-types du mortier classique. En règle générale, il est utilisé dans la production de béton, qui, à son tour, est indispensable dans la construction de structures monolithiques et en béton armé.

Tout d'abord, les différences entre les deux solutions résident dans leur aspect, leurs performances et leurs propriétés. Ainsi, le ciment Portland est plus résistant aux basses températures, car il contient des additifs spéciaux. Pour le ciment simple, ces caractéristiques sont beaucoup plus faibles.

Le ciment Portland est plus populaire et plus demandé que le ciment conventionnel, malgré sa composition chimique. Ce sont ses experts qui recommandent de l'utiliser dans les travaux de construction, surtout s'ils sont à grande échelle.

Il existe plusieurs types de ciment Portland.

• Séchage rapide. Une telle composition est complétée par des minéraux et des composants de scories, elle durcit donc complètement au cours des trois premiers jours. Grâce à cette caractéristique, le temps de maintien du monolithe dans le coffrage est sensiblement réduit. Il convient de noter que lors du séchage du ciment Portland à séchage rapide, il augmente ses caractéristiques de résistance. Marquage des mélanges à séchage rapide - M400, M500.
• Normalement durcissant. Dans la composition d'un tel ciment Portland, il n'y a pas d'additifs qui affectent la période de durcissement de la solution. De plus, il n'a pas besoin d'une mouture fine. Une telle composition doit avoir des caractéristiques qui correspondent à GOST 31108-2003.
• Plastifié. Ce ciment Portland contient des additifs spéciaux appelés plastifiants. Ils confèrent au ciment une mobilité élevée, des propriétés de résistance accrues, une résistance à différentes conditions de température et une absorption d'humidité minimale.

• Hydrophobe. Un ciment Portland similaire est obtenu en introduisant des composants tels que l'asidol, le mylonft et d'autres additifs hydrophobes.La principale caractéristique du ciment Portland hydrophobe est une légère augmentation du temps de prise, ainsi que la capacité de ne pas absorber l'humidité dans sa structure.

• Résistant aux sulfates. Le type de ciment Portland résistant aux sulfates est utilisé pour obtenir un béton de haute qualité qui ne craint pas les basses températures et le gel. Ce matériau peut être utilisé dans la construction de bâtiments et de structures affectés par les eaux sulfatées. Un tel ciment empêche la formation de corrosion sur les structures. Grades de ciment Portland résistant aux sulfates - 300, 400, 500.
• Résistant aux acides. Le contenu de ce ciment Portland contient du sable de quartz et du silicofluorure de sodium. Ces composants ne craignent pas le contact avec des produits chimiques agressifs.
• Alumineux. Le ciment clinker d'alumine est caractérisé par une composition dans laquelle l'alumine est présente en forte concentration. Grâce à ce composant, cette composition a un temps de prise et de séchage minimum.

• pouzzolanique. Le ciment pouzzolanique est riche en additifs minéraux (origine volcanique et sédimentaire). Ces composants représentent environ 40 % de la composition totale. Les additifs minéraux dans le ciment pouzzolanique Portland offrent une meilleure imperméabilité. Cependant, ils ne contribuent pas à la formation d'efflorescences à la surface d'une solution déjà séchée.
• Blanche. Ces solutions sont faites de chaux pure et d'argile blanche. Pour obtenir un effet blanchissant plus important, le clinker subit un processus de refroidissement supplémentaire avec de l'eau. Le ciment Portland blanc est le plus souvent utilisé dans les travaux de finition et d'architecture, ainsi que coloré. Il peut également servir de base à un mortier de ciment Portland coloré. Le marquage de cette composition est M400, M500.

• Ciment Portland de laitier. Ce type de ciment Portland est utilisé pour la fabrication de béton résistant à la chaleur. Un tel matériau a un faible coefficient de résistance au gel, c'est pourquoi il est si souvent utilisé dans la construction de structures non seulement au sol, mais également souterraines et sous-marines.

• Remblayage. Le ciment Portland spécial puits de pétrole est le plus souvent utilisé pour la cimentation des puits de gaz et de pétrole. La composition de ce ciment est minéralogique. Il est dilué avec du sable de quartz ou du laitier calcaire.

Il existe plusieurs variétés de ce ciment :

1. sablonneux;
2. pondéré;
3. faible hygroscopique;
4. résistant au sel.

• Laitier alcalin. Un tel ciment Portland contient des additifs alcalins, ainsi que des scories broyées. Il existe des compositions dans lesquelles des composants d'argile sont présents. Le ciment au laitier alcalin se saisit de la même manière que le ciment Portland ordinaire à base de sable, cependant, il se caractérise par une résistance accrue aux facteurs externes négatifs et aux basses températures. En outre, une telle solution a un faible niveau d'absorption d'humidité.

Comme vous pouvez le constater, les propriétés techniques et physiques des différents types de ciment Portland sont très différentes les unes des autres. Grâce à un choix aussi large, vous pouvez choisir une solution pour les travaux de construction et de finition dans toutes les conditions.

Toutes les variétés de ciment Portland diffèrent par leurs marquages ​​:

• Le M700 est un composé très résistant. C'est lui qui est utilisé dans la fabrication de béton à haute résistance pour la construction de structures complexes et de grande taille. Un tel mélange n'est pas bon marché, il est donc extrêmement rarement utilisé pour la construction de petites structures.
• М600 est une composition de résistance accrue, qui est le plus souvent utilisé dans la production d'éléments critiques en béton armé et de structures complexes.
• Le M500 est également très résistant. Grâce à cette qualité, il peut être utilisé dans la reconstruction de divers bâtiments ayant subi de graves accidents et destructions. En outre, la composition M500 est utilisée pour la pose de revêtements routiers.
• Le M400 est le plus abordable et le plus répandu. Il a de bons paramètres de résistance au gel et de résistance à l'humidité. Le clinker M400 peut être utilisé pour la construction de structures pour n'importe quel usage.

Comme mentionné ci-dessus, le ciment Portland est un type amélioré de mortier cimentaire. Certaines caractéristiques techniques inhérentes à ce matériau dépendent directement du type de charge direct. Ainsi, le ciment Portland à séchage rapide marqué 500 et 600 possède un durcissement rapide, il est donc mélangé au béton pour la construction de structures massives et de grande taille, et ils peuvent être à la fois aériens et souterrains. De plus, cette composition est souvent mentionnée dans les cas où l'ensemble de résistance le plus rapide possible est requis. Le plus souvent, ce besoin survient lors du coulage de la fondation.

Le ciment Portland portant le marquage 400 est à juste titre reconnu comme le plus courant. Il est polyvalent dans son application. Il est utilisé pour créer de puissantes pièces monolithiques et en béton armé, soumises à des exigences de résistance accrues. Cette composition est légèrement en retrait par rapport au ciment Portland de qualité 500, mais elle est moins chère.

Le liant résistant aux sulfates est souvent utilisé pour préparer des mélanges pour la construction de diverses structures sous l'eau. Ce ciment Portland avancé est indispensable dans ces conditions, car les ouvrages sous-marins sont particulièrement sensibles aux effets néfastes des eaux sulfatées.

Le ciment avec un plastifiant et le marquage 300-600 augmente les propriétés de plasticité du mortier et augmente également ses caractéristiques de résistance. En utilisant un tel ciment Portland, vous pouvez économiser environ 5 à 8 % de liant, en particulier par rapport au ciment ordinaire.

Les variétés spéciales de ciment Portland ne sont pas souvent utilisées pour les travaux de construction à petite échelle. Cela est dû à leur coût élevé. Et tous les consommateurs ne connaissent pas bien de telles compositions. Pourtant, le ciment Portland, en règle générale, est utilisé dans la construction de grandes et importantes installations.

Le ciment Portland confère au béton ordinaire des propriétés spéciales et des propriétés de résistance, ce qui le rend très populaire dans les travaux de construction (en particulier à grande échelle). Cependant, une telle solution ne peut pas être utilisée dans les lits de rivières, les plans d'eau salée, ainsi que dans les eaux à forte teneur en minéraux.

Le ciment Portland est de composition plus complexe que le mortier conventionnel.

Lorsque vous travaillez avec de tels matériaux, vous devez tenir compte des conseils et des recommandations d'experts :

• Pour que la solution durcisse le plus rapidement possible, il est nécessaire de sélectionner une composition minéralogique appropriée du ciment, ainsi que d'appliquer des additifs spéciaux. Souvent, dans de tels cas, ils se tournent vers le chauffage électrique ou le traitement thermique.
• Les nitrates de sodium, de potassium et d'ammonium sont utilisés pour ralentir le durcissement. N.-É.
• Il faut tenir compte du temps de prise de la pâte de ciment. Le début de ce processus se produit au plus tôt après 30 à 40 minutes et la fin au plus tard après 8 heures.
• S'il est prévu d'utiliser du ciment Portland pour aménager les fondations dans des conditions de sol complexes, les experts recommandent fortement de choisir une solution résistante aux sulfates, qui a une teneur élevée en composants minéraux.
• Le ciment Portland coloré ou blanc est idéal pour les revêtements de sol.En utilisant une telle solution, vous pouvez créer de magnifiques revêtements en mosaïque, carrelés et bréchiques.

• Le ciment Portland n'est pas rare. Vous pouvez l'acheter dans presque toutes les quincailleries. Il doit être correctement préparé pour le travail. Pour ce faire, vous devez prendre 1,4 à 2,1 d'eau pour 10 kg de ciment. Pour calculer la quantité exacte de liquide nécessaire, vous devez faire attention au degré de densité de la solution.
• Faites attention à la composition du ciment Portland. S'il contient divers additifs pour améliorer les qualités de résistance à l'humidité, les caractéristiques de résistance au gel diminueront. Si vous choisissez du ciment pour un climat humide, un mortier ordinaire ne fonctionnera pas pour vous. Il est préférable d'acheter du ciment portland au laitier.
• Les mélanges de clinker colorés et blancs doivent être transportés et stockés dans un conteneur spécial.
• Il y a beaucoup de faux composés de clinker dans les magasins aujourd'hui. Les experts vous recommandent fortement de vous familiariser avec les certificats de qualité des produits lors de l'achat, sinon le ciment peut s'avérer de mauvaise qualité.

Le processus d'obtention du ciment Portland peut être vu ci-dessous.