Histoire de la chaux dans le mortier
Les premiers mortiers étaient fabriqués à partir de boue ou d’argile. Ces matériaux ont été utilisés en raison de leur disponibilité et de leur faible coût. Les Égyptiens utilisaient des mortiers de gypse pour lubrifier les lits de grosses pierres lors de leur mise en place (réf. je). Cependant, ces matrices ne fonctionnaient pas bien en présence de niveaux élevés d’humidité et d’eau.
On a découvert que le calcaire, lorsqu’il était brûlé et combiné à de l’eau, produisait un matériau qui durcissait avec l’âge. La première utilisation documentée de la chaux comme matériau de construction remonte à environ 4000 av.J.-C. lorsqu’elle était utilisée en Égypte pour le plâtrage des pyramides (réf. ii). Le début de l’utilisation de la chaux dans les mortiers n’est pas clair. Il est bien documenté, cependant, que l’Empire romain utilisait abondamment des mortiers à base de chaux. Vitruve, un architecte romain, a fourni des directives de base pour les mélanges de mortier de chaux (réf. iii).
» When Quand il est éteint, qu’il soit mélangé au sable de telle manière que s’il s’agit de sable de fosse, trois de sable et un de chaux soient versés; mais si la même chose vient de la rivière ou de la mer, deux de sable et un de chaux sont jetés ensemble. Car de cette façon, il y aura la bonne proportion du mélange et du mélange. »
Les mortiers contenant uniquement de la chaux et du sable nécessitaient du dioxyde de carbone de l’air pour se reconvertir en calcaire et durcir. Les mortiers de chaux / sable durcissent lentement et ne durcissent pas sous l’eau. Les Romains ont créé des mortiers hydrauliques contenant de la chaux et une pouzzolane telle que de la poussière de brique ou de la cendre volcanique. Ces mortiers étaient destinés à être utilisés dans des applications où la présence d’eau ne permettrait pas au mortier de carbonate correctement (réf. iv). Des exemples de ces types d’applications comprenaient des citernes, des étangs à poissons et des aqueducs.
Les développements les plus significatifs dans l’utilisation des pouzzoles dans les mortiers ont eu lieu au 18ème siècle. Il a été découvert que la combustion de calcaire contenant des argiles produirait un produit hydraulique. En 1756, James Smeaton met au point peut-être le premier produit de chaux hydraulique en calcinant du calcaire de Lias bleu contenant de l’argile. Une terre pouzzolanique italienne de Civita Vecchia a également été ajoutée pour apporter une résistance supplémentaire (réf. v). Ce mélange de mortier a été utilisé pour construire le phare d’Eddystone. James Parker a breveté un produit appelé ciment romain ou ciment naturel en 1796. Le ciment naturel a été produit en brûlant un mélange de calcaire et d’argile ensemble dans des fours similaires à ceux utilisés pour la chaux. Le produit obtenu a été broyé et stocké dans des récipients étanches. En règle générale, les ciments naturels avaient une teneur en argile plus élevée que les produits à base de chaux hydraulique, ce qui permettait un meilleur développement de la résistance. Le mortier de ciment naturel a été utilisé dans la construction où la maçonnerie était soumise à l’humidité et où des niveaux élevés de résistance étaient nécessaires (réf. vi).
Joseph Aspdin, maçon/ constructeur anglais, a breveté un matériau appelé ciment portland en 1824. Le ciment Portland se composait d’un mélange de calcaire, d’argile et d’autres minéraux dans des proportions soigneusement contrôlées qui étaient calcinés et broyés en fines particules. Bien qu’un peu de ciment Portland ait été importé d’Europe, il n’a été fabriqué aux États-Unis qu’en 1871. La consistance et les niveaux de résistance plus élevés du ciment portland lui ont permis de remplacer les ciments naturels dans les mortiers. Le ciment Portland en lui-même avait une mauvaise maniabilité. Le ciment Portland combiné à la chaux a fourni un excellent équilibre entre résistance et ouvrabilité. L’ajout de ciment portland aux mortiers à chaux a augmenté la vitesse du processus de construction pour la construction de maçonnerie en raison du développement plus rapide de la résistance. Des conceptions de mélange incorporant différentes quantités de chaux et de ciment portland ont été développées. En 1951, l’ASTM a publié une Spécification Standard pour la maçonnerie unitaire (C270-51). Cette spécification permettait de spécifier les combinaisons de ciment et de chaux en fonction des proportions volumiques ou des propriétés du mortier. La norme ASTM C270 est toujours utilisée aujourd’hui. Cette norme identifie cinq types de mortier sur la base de l’expression MASON WORK S. Les mélanges ciment / chaux de type M ont la résistance à la compression la plus élevée et le type K la plus faible.
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Jusqu’à environ 1900, le mastic à la chaux était utilisé dans les applications de construction. Le calcaire était brûlé dans de petits fours souvent construits sur le flanc d’une colline pour faciliter le chargement (réf. vii). Le bois, le charbon et le coke étaient utilisés comme combustible. La chaux vive produite à partir de ces fours a été ajoutée à l’eau dans une fosse ou une auge métallique et trempée pendant une période prolongée. Le temps nécessaire au trempage dépendait de la qualité de la chaux vive et pouvait aller de plusieurs jours à plusieurs années. On pensait généralement que plus la chaux vive était trempée longtemps, mieux elle fonctionnait. La Spécification Standard pour la chaux vive à des fins structurelles a été développée en 1913. Après le tournant du siècle, l’utilisation de produits à base de chaux hydratée a commencé. De l’eau a été ajoutée à la chaux vive à l’usine de fabrication pour réduire le temps nécessaire au trempage sur le chantier. À la fin des années 1930, la production de produits à base de chaux dolomitique hydratée sous pression a commencé. Ces produits n’ont nécessité que de courtes périodes de trempage (20 minutes ou moins) avant leur utilisation. En 1946, la Spécification Standard pour la Chaux Hydratée à des fins de maçonnerie (ASTM C207) a été publiée. Cette norme a identifié deux et plus tard quatre types de produits à base de chaux pouvant être utilisés dans des applications de maçonnerie.
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Les produits à base de chaux jouent un rôle important dans la construction en maçonnerie depuis des milliers d’années. Avant 1930, la plupart des constructions en maçonnerie utilisaient des mortiers à base de chaux. La chaux a des performances prouvées qui sont démontrées par des structures, telles que la Grande Muraille de Chine, qui durent depuis des centaines d’années. Les raisons de l’utilisation de la chaux dans le mortier il y a 2000 ans restent valables aujourd’hui.
More Plus d’informations sur les mortiers à base de chaux dans la construction de maçonnerie moderne.
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