Chap 3 Chaux Hydraulique [PDF]

Zitiervorschau

Chapitre 3: Chaux Hydraulique:

I.

Fabrication, Propriétés, Normes et Emplois

Généralités

La chaux existe en fait depuis plus de 6000 ans, avec le gypse, c’est l’un des plus anciens et des plus universels des matériaux utilisé par l’homme. Nos ancêtres s’en servaient pour bâtir et monter des murs; les Egyptiens la mirent en œuvre, alliée ou non au plâtre, pour monter les pyramides. Les civilisations mésopotamiennes, phéniciennes, les Incas ou les Mayas eurent également recours à la chaux pour bâtir. Avec la découverte du ciment dans la 2ème moitié du XIXème siècle et sa production industrielle en début de XXème siècle, la chaux perdit de sa prédominance dans le bâtiment. La chaux est le résultat de la cuisson du calcaire, qui contient principalement du carbonate de calcium (à plus de 70%) mais aussi de la silice, de l’oxyde de fer, de l’aluminium ou d’autres minéraux dans des proportions plus faibles. Selon la nature du calcaire cuit, on obtiendra soit des chaux calciques (chaux aériennes CL (Calcium Lime)), si le calcaire est très peu siliceux soit des chaux hydrauliques NHL (Chaux hydraulique naturel (Natural Hydraulic Lime)), si le calcaire est moyennement siliceux mais dans tous les cas des chaux naturelles. La différence entre la chaux hydraulique et la chaux aérienne réside dans le fait que la présence d’argile dans la chaux hydraulique lui confère l’hydraulicité, c-à-d la capacité de faire prise même dans l’eau. La chaux est employée généralement dans la construction, comme liant pour fabriquer des mortiers de maçonnerie, comme enduits extérieurs ou intérieurs ou comme stabilisateur des sols.

II.

Propriétés de la chaux

•

Sa bonne plasticité facilite sa mise en œuvre.

•

La microporosité de la chaux permet la fabrication d’un mortier perméable à la vapeur

d’eau, en évitant les condensations et en expulsant l’humidité, ce qui apporte une nette amélioration du confort des pièces intérieures. •

Elle est imperméable à l’eau de ruissellement et protège le gros œuvre des intempéries.

•

Associée à d’autres matériaux, la chaux a des vertus isolantes, aussi bien phoniques que

thermiques. •

Elle assainit les supports grâce à ses vertus bactéricides.

•

Sa souplesse et son élasticité lui permettent de s’adapter et de s’adhérer parfaitement à de

multiples supports, limitant considérablement les fissures dans les enduits. •

La chaux donne sur le plan décoratif un cachet sans égal à un mur ou une façade, elle se

patine et vieillit parfaitement.

Dr Bendjillali Khadra

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III.

Chaux hydraulique naturelle (NHL) 1. Définition

C’est un produit résultant de la cuisson (calcination) à 900 – 1200 °C du calcaire marneux (roches calcaires contenant des produits siliceux et alumineux), soit calcaire + 8 à 20 % d’argile. Les chaux normalisées, selon la Norme Européenne EN 459-1, conviennent pour les maçonneries, les enduits et les décors. L’ancienne appellation de la chaux hydraulique naturelle est XHN. 2. Fabrication a. Matières premières Préparation des matières premières, calcaires plus ou moins argileux b. Calcination Les réactions chimiques qui se produisent pendant la cuisson (calcination) du mélange sont les suivantes: •

La décomposition du carbonate de calcium CaCO3 qui est le constituant de base du calcaire, en donnant la chaux vive CaO (oxyde de calcium) avec un fort dégagement de gaz carbonique (dioxyde de carbone) CO2. Il s’agit d’une réaction de décarbonatation, accompagnée d’une perte de masse allant jusqu’à 45 %, qui correspond à la perte de dioxyde de carbone: Calcination

CaCO3 •

CaO + CO2

La combinaison d’une partie de la chaux vive CaO avec les éléments siliceux et alumineux en donnant de silicates et des aluminates de calcium, au cours d’une réaction de carbonatation:

7CaO + 7Al2O3 + 4Fe2O3

Carbonatation

3CaO Al2O3 + 4CaO Al2O3 Fe2O3

c. Extinction La chaux vive CaO non combinée est éteinte par ajout d’eau, selon la réaction ci-dessous, en donnant la chaux éteinte Ca(OH)2 et un dégagement de la chaleur. L’augmentation du volume à la fin de cette réaction est de l’ordre de 30 %.

CaO

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+

H2O

Ca(OH)2

+

Chaleur

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d. Broyage La chaux éteinte est par la suite broyée. Les silicates et les aluminates de calcium offrent à la chaux la propriété de faire prise et de durcir dans l’eau, d’où le nom de la chaux hydraulique. Chaux vive: sous forme de morceaux réactives Chaux hydratée éteinte: sous forme d’une poudre (Ca(OH)2 + H2O) Chaux en pâte: sous forme d’une pâte avec excès d’eau (Ca(OH)2 + n H2O) 3. Indice d’hydraulicité La chaux est caractérisée par son indice d’hydraulicité ou l’indice de Vicat (i) qui est défini comme étant le rapport de la fraction acide à la faction basique:

𝑖=

𝐹𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 + 𝐴𝑙2 𝑂3 + 𝐹𝑒2 𝑂3 = 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑏𝑎𝑠𝑖𝑞𝑢𝑒 𝐶𝑎𝑂 + 𝑀𝑔𝑂

Plus l’indice d’hydraulicité de la chaux est grand, plus elle est résistante et sa prise est rapide: i = 0: la chaux aérienne (chaux grasse) i = 0.5: la chaux hydraulique (chaux maigre) i =0 ÷ 0.5, combinaison des propriétés de la chaux aérienne et la chaux hydraulique 4. Utilisations •

Pour les soubassements

•

Pour les enduits extérieurs, en raison de sa prise plus rapide et de sa moins grande sensibilité

aux conditions climatiques lors de l'emploi. Un fixatif peut être rajouté lors de la préparation du badigeon: alun de potasse, latex, caséine. •

Pour faire des dalles, des chapes en y mélangeant du chanvre pour augmenter les

performances thermiques, pour la pose de carrelages. •

En maçonnerie peu sollicitée, comme crépis ou enduit.

•

Pour les travaux de restauration

•

Pour avoir des résistances plus élevées, la chaux hydraulique est mélangée avec un ciment

Portland pour donner un mortier bâtard ayant une meilleure plasticité et une mise en place facile sans un grand risque de fissuration •

Ajoutée au béton pour améliorer sa plasticité.

•

Mortier de chaux: 3 à 5 volumes de sable pour 1 volume de chaux hydratée en pâte. Le

mortier peut atteint une résistance jusqu’à 1 MPa en 28 jours et 7 MPa après quelques années.

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5. Classement de la chaux hydraulique naturelle La chaux hydraulique naturelle est classée selon sa résistance à la compression: NHL 2: chaux hydraulique naturelle de résistante à la compression de l’ordre de 2 MPa. NHL 5: chaux hydraulique naturelle de résistante à la compression de l’ordre de 5 MPa.

IV.

Normes

NF EN 459-1 (2002): Chaux de construction-partie 1: Définitions, Spécifications et Critères de conformité. NF EN 459-2 (2002): Chaux de construction-partie 2: Méthodes d’Essais. NF EN 459-3 (2002): Chaux de construction-partie 3: Evaluation de la conformité.

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