Les pouzzolanes et les basaltes

ils sont formés de la même association. Notre première
écriture de la réaction pouzzolanique est donc inexacte
puisque, si l'on peut bien considérer la réaction globale
de la silice comme celle d'un acide et d'une base, la
réaction de l'alumine consiste en réalité en un dépla­
cement des bases soude ou potasse par la base chaux,
ce qui peut s'écrire schématiquement :
Aluminate de sodium Aluminate calcique
(ou potassium) ^ hydraté
+ chaux + eau + soude (ou potasse)
Le bilan de la réaction est dans ce cas équivalent à un
échange ionique, mais nous verrons plus loin que l'as­
similation ne doit pas être faite, l'échange ionique étant
topochimique alors que les réactions d'hydratation
passent toujours par une désagrégation totale du ré­
seau silico-alumineux initial.
Les produits de la réaction pouzzolanique
Malquori [4] a résumé les résultats des nombreuses
études concernant la nature des phases produites par
la réaction pouzzolanique et il a montré que les compo­
sés trouvés par tous les chercheurs étaient les sui­
vants :
— le silicate de calcium hydraté CSH, qui se présente
sous la forme d'un gel de faible cristallinité,
— l'aluminate tétracalcique hydraté C 4AH, 3, hexago­
nal.
Dans certaines conditions, il est possible de trouver
aussi
— la gehlénite hydratée C 2ASH 8
— l'ettringite 3CaO, Al 20 3, 3S0 4Ca, 32H 20 et le mo-
nosulfo-aluminate 3CaO, Al 20 3, CaS0 4, 12H 20.
Massazza [1] dans son rapport au 6 e Congrès interna­
tional de la Chimie du Ciment a confirmé cette conver­
gence.
Ces résultats sont en parfait accord avec les données
thermodynamiques déduites de notre étude du sys­
tème CaO-AI 20 3-Si0 2-H 20 [7]. Rappelons qu'elles peu­
vent être résumées au moyen d'une représentation
triangulaire, valable pour tous les liants silico-
alumino-calciques (fig. 1).
En l'absence de sulfates, la représentation est celle de
la figure 1. La composition d'une pouzzolane ramenée
au total CaO+Si0 2+AI 20 3 est figurée par le point Z.
Si(OH),
Ca(OH) AKOHL
C 4 A H ,3
Fig. 1 - Diagramme d'hydratation du système
CaO - Al 20, - SiO, - H20 en l'absence de gypse.
Celle du mélange pouzzolane + chaux se situe donc
sur la droite ZC.
Les produits d'hydratation ont la même composition
globale que le mélange chaux-pouzzolane qui leur a
donné naissance. Cette composition est donc repré­
sentée par le même point.
Nous avons montré que les phases présentes sont cel­
les qui correspondent aux sommets du domaine trian­
gulaire dans lequel se place le point représentatif de la
composition. Par conséquent, si l'addition de chaux est
forte, le point sera dans le domaine II. On trouvera de la
chaux éteinte (correspondant à un excès) et deux pha­
ses néoformées, le silicate de calcium hydraté et l'alu­
minate tétracalcique hydraté. Si l'addition est plus fai­
ble, le point représentatif sera dans le domaine I. Lors­
que le système sera en équilibre, il n'y aura plus de
chaux et on trouvera trois phases néoformées : les
deux précédentes et la gehlénite hydratée. Il convient
toutefois de signaler que dans la pratique on se trouve
plus généralement dans le premier cas (correspondant
à un excès de chaux).
Ce n'est que si l'on opère en présence de sulfate de
calcium que peuvent apparaître les sulfo-aluminates.
Le diagramme de phases est alors modifié (fig. 2).
Si'OHL
Ca(OH)2 AI(OH),
C3AS 3H 3 2
Fig. 2 - Diagramme d'hydratation du système
CaO - Al 20, - Si0 2 - H20 en présence de gypse.
Les mêmes raisonnements sont alors applicables et
c'est ainsi que pour une addition suffisante de chaux
on se trouvera dans le domaine II, donc avec deux pha­
ses néoformées, le silicate de calcium hydraté et l'et­
tringite. Cette possibilité, qui n'a jusqu'à présent pas
été utilisée dans la technique des graves-pouzzolanes,
présenterait un incontestable intérêt. On peut voir que
l'addition de sulfate de calcium n'évite cependant pas
l'emploi de chaux aux mêmes dosages que dans la
technique classique.
Le monosulfo-aluminate n'apparaît que lorsque le sul­
fate de calcium initialement ajouté est totalement
consommé par la réaction de formation de l'ettringite.
C'est d'ailleurs aux dépens de cette dernière que se
formera le monosulfo-aluminate.
Mécanisme de la réaction pouzzolanique
Les feldspaths, qui sont les constituants essentiels des
pouzzolanes, appartiennent à la classe des tectosilica-
tes. Leur structure cristalline résulte d'un arrangement
de tétraèdres Si 4 + (0 2 ") 4 et AI 3 + (0 2 ") 4 dans lequel cha­
que oxygène est commun à deux tétraèdres et peut
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