Les pouzzolanes et les basaltes

travaux [1], [2], [3], [4], que le matériau doit satisfaire à
trois conditions:
— être acide, c'est-à-dire contenir une forte propor­
tion de silice et d'alumine,
— contenir une proportion importante de phase vi­
treuse,
— présenter une grande surface spécifique.
Ce point de vue nous conduit à aborder le problème par
voie analytique en cherchant en premier lieu à isoler la
fraction pouzzolanique. Cette fraction qui est par na­
ture acide, à l'opposé des autres constituants du ci­
ment qui ont un caractère basique très prononcé, peut
être séparée par une attaque acide mise au point pour
ne dissoudre que les constituants basiques.
La méthode proposée par I.A. Voinovitch et ses colla­
borateurs [5] qui emploie l'acide chlorhydrique au 1/50
donne une séparation tout à fait satisfaisante à cet
égard. Elle fournit une bonne estimation de l'impor­
tance quantitative de l'ajout et permet d'effectuer su r le
résidu insoluble des déterminations qui offrent la pos­
sibilité de contrôler la présence de phases actives et
même, si on le désire, de chiffrer la surface spécifique.
La diffraction des rayons X nous paraît être la méthode
la plus appropriée pour caractériser ces phases acti­
ves. L'existence sur le diagramme d'une bande com­
prise entre 2,5 Â et 5 Â et dont le maximum se situe vers
3,5 Â est caractéristique de la présence d'une phase
vitreuse et peut même servir à chiffrer son importance
quantitative par un étalonnage préalable. Cette
méthode permet accessoirement de préciser l'origine
de la matière pouzzolanique. Par exemple, la présence
des raies des feldspaths et des pyroxènes caractérise
les pouzzolanes volcaniques et la présence de mullite
caractérise les cendres volantes acides. La méthode
proposée par F.-X. Deloye, C. Chézeaud et M.-J. Buis­
son [6] permet une caractérisation qualitative.
2. Mise en évidence de la réaction pouzzolanique
La réalité de la réaction pouzzolanique sera prouvée si
l'on montre que la chaux disparaît du milieu réaction-
nel. Vicat avait constaté que l'addition de pouzzolane
finement broyée à une solution saturée de chaux pro­
voque un abaissement de la concentration en chaux de
cette solution. C'est cette idée qui a guidé Fratini [7]
dans l'essai qu'il a proposé et qui est recommandé
maintenant par l'ISO [8].
Cet essai consiste à laisser réagir statiquement à 40 °C
pendant 8 jours, 20 g de ciment en contact avec 100 ml
d'eau et à doser au terme de l'essai dans la solution
surnageante le calcium total et l'alcalinité totale. La
position du point représentatif dans le diagramme « al­
calinité totale — calcium total», au-dessous ou au-
dessus de la courbe de solubilité de l'hydroxyde de
calcium, permettrait d'affirmer que la réaction pouzzo­
lanique est effective ou non.
Cette proposition serait vraie si le système était vérita­
blement en équilibre, mais nous allons voir qu'il n'en
est rien [9]. Le rapport eau/ciment initial étant de 5, la
suspension initiale décante rapidement. Le gâteau qui
se forme au bout des 8 jours que dure l'essai acquiert
une certaine cohésion.
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Il n'est pas homogène et présente une stratification due
aux différences de densité et de finesse des grains. De
plus, la diffusion se trouve freinée par suite de la rela­
tive compacité de la pâte durcie.
S'il y avait véritablement équilibre dans toute l'étendue
du système, la sous-saturation en hydroxyde de cal­
cium de la solution surnageante s'accompagnerait
d'une absence de la phase chaux dans toute l'épais­
seur du gâteau.
Nous avons soumis à l'examen par rayons X les diffé­
rents niveaux de ce gâteau et la présence d'hydroxyde
de calcium en quantités importantes ne fait aucun
doute, sauf peut-être dans la zone superficielle au voi­
sinage immédiat de la surface. L'équilibre se limite
donc au maximum à une interaction entre la zone su­
perficielle du gâteau et la solution surnageante.
Pour créer les conditions d'un équilibre réel avec toute
la masse, nous avons repris le même principe en main­
tenant le système en agitation pendant toute la durée
de l'essai et nous avons prélevé des échantillons de la
phase aqueuse afin d'y doser le calcium total et l'alcali­
nité totale. On peut ainsi suivre l'évolution de la com­
position de la solution et préciser le chemin parcouru
par le point figuratif. Nous avons opéré sur les deux
ciments italiens qui avaient servi aux essais croisés
réalisés récemment pour tester la méthode ISO. Le
mode opératoire actuel aboutit dans les deux cas à une
conclusion affirmative en ce qui concerne la pouzzola-
nicité.
Dans le cas de ces deux ciments pouzzolaniques, le
chemin suivi est différent et l'on peut penser que, d'une
façon générale, il varie d'un ciment à l'autre selon la
nature des éléments minéralogiques et chimiques qu'il
contient au départ (fig. 1).
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Alcalinité totale (millimole/l)
Fig. 1 - Evolution de l'alcalinité totale et du calcium total pour les deux
ciments pouzzolaniques.
Dans le cas du ciment n° 1, l'alcalinité totale évolue
d'abord plus vite que la consommation de chaux, puis
elle reste pratiquement constante alors que le calcium
total diminue. Ensuite, dans une troisième phase, le
phénomène s'inverse, la quantité de calcium consom­
mée évolue plus vite que l'alcalinité totale. La courbe
présente alors un point d'inflexion très net et le phé­
nomène d'évolution de l'alcalinité l'emporte très net­
tement sur celui de consommation de chaux.
Dans le cas du ciment n° 2, le chemin suivi est différent.
Le phénomène de consommation de chaux l'emporte