Chaux et plâtres
La chaux
Pour fabriquer de la chaux, on utilise de la calcite CaCO3 que l'on va porter à une température de l'ordre de 800 – 900 °C.
Cette calcite va ainsi se décarbonater pour former un oxyde de calcium ou CaCO dit encore chaux vive. La chaux vive doit être éteinte au moyen d'un mélange avec de l'eau pour devenir un produit propre à l'emploi comme liant dans la construction. On a ainsi une réaction d'hydratation qui mène à la production de chaux éteinte ou encore CaOH2 hydroxyde de calcium dit aussi portlandite.
La chaux éteinte se présente dans le commerce sous forme de poudre ou de pâte, on parle encore de chaux aérienne. L'acquisition de ses caractéristiques mécaniques se fera par recarbonatation et interviendra au bout de plusieurs jours, plusieurs semaines, plusieurs mois.
Produit cru :
Calcite ( CaCO3)
Cuisson à 900 °C - Décarbonatation CaCO3 → CaO |  |
Hydratation - Extinction CaO + H2O → Ca(OH)2 |  Hydratation |
Carbonatation (CO2 atmosphérique)
CaO + CO2 → CaCO3
Méthode : Le cycle de la chaux
Il y a donc un véritable cycle de la chaux, puisqu'on part initialement de la calcite CaCO3 et qu'in fine par recarbonatation on obtient de nouveau de la calcite. Mais l'ensemble de ces étapes a permis la réalisation d'une construction. On aura donc, rappelons le, dans un 1ier temps départ de CO2 lors de la cuisson, puis apport d'eau lors de l'extinction de la chaux vive et enfin recarbonatation in situ de la portlandite ainsi fabriquée initialement.
Remarque :
La calcite est utilisé également dans la fabrication du verre et en tant que charge minérale.
La calcite est utilisée et rentre dans la fabrication de nombreux matériaux. On peut dans un 1ier temps l'utiliser simplement broyée pour être incorporée dans les bétons ou éventuellement dans les plastiques (charge minérale).
Cette calcite donne ainsi de nouvelles propriétés aux matrices concernées. Mais elle entre aussi dans la fabrication de matériaux après mélange et éventuellement chauffage, c'est le cas de la fabrication de la chaux, mais également de la fabrication du ciment et de la fabrication du verre.
Le plâtre
Le gypse est utilisé depuis la plus haute antiquité pour la fabrication du plâtre.
Le gypse est donc un sulfate de calcium hydraté.
Produit cru :
CaSO4, 2H2O
La cuisson aux environ de 120°C va conduire à la déshydratation partielle de celui ci. Il y a alors formation d'hémihydrate (il s'agit du plâtre). Cuisson à 120 °C :
CaSO4, 2 H2O → CaSO4, 1/2 H2O | |
Il suffit de mélanger la plâtre à l'eau pour voir celui ci se réhydrater (cette réaction est accompagnée d'une forte exothermicité) et faire rapidement prise. Hydratation du plâtre : CaSO4, 1/2 H2O + 3/2 H2O CaSO4, 2 H2O | Hydratation |
Méthode : La fabrication du plâtre
Le procédé de fabrication du plâtre est donc très simple. Le four de cuisson est directement implanté dans la carrière de gypse. Il y a ensuite refroidissement, broyage et conditionnement.
A proximité des grands centres de production il y a souvent des unités de fabrication de carreaux et de plaques de plâtre. Le processus de fabrication de la plaque de plâtre consiste a faire prendre une mince épaisseur de plâtre entre 2 feuilles de papier; la fabrication est en continu. Il y a découpe à la longueur souhaité puis séchage de l'ensemble. Les plaques sont ainsi prêtes à être conditionnées et expédiées.
