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Le ciment est un liant hydraulique qui est utilisé dans la construction de bâtiments. Pour obtenir un ciment de qualité, il est important de tenir compte de certaines règles, notamment de l’utilisation scrupuleuse des ingrédients de base.
Ciment : les ingrédients
Plusieurs ingrédients entrent dans la fabrication du ciment. De façon minéralogique, on dira cependant que ce liant est composé de 4 constituants de base.
La chaux
La chaux est une poudre minérale dont la principale caractéristique est d’être perméable à la vapeur d’eau. Cette poudre sous sa forme naturelle, n’est pas vraiment celle qui est adaptée à la fabrication du ciment. Ce qu’on constate en effet c’est que la chaux absorbe facilement le gaz carbonique de l’air et se transforme en carbonate. Elle devient alors une roche calcaire.
Pour rappel, la chaux dont on a besoin pour la fabrication du ciment est la chaux CaO. Dans le processus de fabrication, la proportion de chaux dont vous aurez besoin est par ailleurs de 65 % du total des éléments.
La silice
La silice est parmi tous les minéraux, le plus répandu. On la retrouve dans le sable, la croûte terrestre ou dans la roche. Vous aurez besoin, pour la fabrication du ciment de 20 % de silice SiO2. Pour vous être utile, la silice qu’on retrouve souvent sous sa forme cristallisée doit subir un traitement dont le but est de l’amener dans un état de réactivité.
L’alumine
C’est également sous sa forme cristallisée que vous retrouverez l’alumine Al2O3 utilisée dans l’élaboration du ciment. Tout comme la silice, ce composant doit subir un traitement afin qu’il se retrouve dans l’état de réactivité convenable au processus de fabrication. La quantité de silice sont vous aurez besoin dans ce processus est de 10 %.
L’oxyde de fer
On retrouve l’oxyde de fer dans les sols ou les roches, notamment dans les minerais de fer. Au même titre que la silice et l’alumine, ce composé doit être traité avant son utilisation dans le processus de fabrication du ciment. Il est à noter qu’ici, vous aurez besoin de 5 % d’oxyde de fer Fe2O3.
A noter qu’il existe aujourd’hui des variantes permettant d’obtenir du béton décarbonné.
Ciment : le processus de préparation
C’est après avoir subi un traitement thermique que les 4 éléments de base seront utilisés pour la fabrication du ciment. Il faudra donc que le calcaire CaCO3 se décarbonate afin de donner de la chaux vive CaO qui elle est une matière réactive. Cette dé-carbonisation doit se faire à environ 900 °C.
L’alumine, l’oxyde de fer et la silice quant à eux doivent perdre leur structure cristalline qui est stable pour devenir des structures amorphes qui sont plus réactives. C’est un processus qui doit se faire à 1 400 °C environ.
En outre, le processus de fabrication du ciment se fait en plusieurs étapes.
- L’extraction : elle se fait par abattage ou par ripage.
- Le concassage : les matières premières sont réduites à une taille qui doit être inférieure à 80 mm.
- La pré-homogénéisation : le but de cette étape est d’obtenir à partir des différents matériaux, un mélange homogène.
- Le séchage et le broyage : le broyage se fait dans des broyeurs à meules verticaux ou dans des broyeurs à boulets.
- La cuisson : la farine se transforme en clinker à une température qui tourne autour de 1 450 °C.
Enfin, il y a le broyage du clinker qui est la dernière étape.