L'eau dans le mortier de chaux de départ et qui résulte de la carbonatation

[acx01b]

Bonjour, l'eau qu'on met dans le mortier de chaux au départ, et celle qui se forme lors de la carbonatation Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
elle devient quoi ?
En clair, dans un vieux mortier de chaux durci et carbonaté, ce sont principalement des cristaux de CaCO3 anhydres ou plutôt des cristaux de CaCO3.H2O ?

Si c'est du CaCO3 anhydre quel est le mécanisme qui expulse l'eau sous forme de vapeur d'eau ?

Je pense que pour le ciment et le plâtre l'eau reste dans le matériaux durci sous forme de cristaux hydratés (C-S-H = (CaO)x-SiO2-(H2O)y) et (CaSO4)2.H2O)
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[acx01b]

Pour le plâtre j'ai dit une bêtise, le gypse est principalement du CaSO4.(H2O)2, le plâtre (gypse chauffé et broyé) est un mélange de (CaSO4)2.H2O et de CaSO4 anhydre, et le plâtre qui a pris est principalement du CaSO4.(H2O)2 avec des zones moins hydratées vu qu'on met rarement assez d'eau.

[acx01b]

Pour rajouter un peu de complexité la chaux hydraulique (celle qu'on utilise en maçonnerie) contient une part de C3A C2S C3S qui donnent du C-S-H et du C-A-S-H une fois que ça a pris. On peut la penser comme de la chaux batardée avec un peu de ciment riche en aluminium.

[40CDV20]

Bjr,
Vite fait en passant, car ce n'est effectivement pas sans intérêt, il faut décoder toutes ces codifications et nomenclatures . Nul doute que les chimistes sauront répondre, encore faut il qu'ils sachent de quoi on parle.
Un exemple ? Les chaux hydrauliques naturelles (des bâtisseurs anciens chinois, égyptiens, romains et autres,...). On y distingue principalement, NHL (chaux hydraulique naturelle, "lire Natural Hydraulique Lime"), CL (chaux calcique), CD (chaux dolomitique),...et pourquoi pas la normalisation qui s'y attache NF EN 459-1
Et je passe sur les chaux hydrauliques artificielles sans oublier les chaux aériennes,....
Cdt

[A voir en vidéo sur Futura]

[acx01b]

Il y a quelques articles scientifiques en anglais qui disent que l'idée principale c'est que le mortier de chaux devient poreux et perméable (on dit qu'il tire, cherche à perdre un peu de volume, évaporation de l'eau ou juste dissolution réorganisation des grains de Ca(OH)2 ?)
donc le CO2 et la vapeur d'eau peuvent circuler (un peu). L'eau liquide elle peut circuler par capilarité.
Des cristaux de CaCO3 anhydre (calcite) précipitent lors de la carbonatation, l'eau en excès se distribue par capillarité, s'évapore en surface, etc.
Bref l'eau disparaitrait complètement de la structure solide et à terme ne serait plus présente que sous forme liquide et vapeur (condensation et capillarité et évaporation) dans les vides des pores plus ou moins connectés.

https://link.springer.com/article/10.1007/bf02473442
https://link.springer.com/article/10...527-015-0684-5

[40CDV20]

Bjr,
Je suis globalement d'accord avec cette approche qui doit satisfaire l'essentiel des situations en considérant CL et DL (chaux aérienne), d'autant plus qu'il ne s'agit pas de réactifs de qualité pour laboratoire. La carbonatation s'opère pour partie importante en milieu fortement hydraté (le mortier) et devrait s'écrire de cette façon
Ca(OH)2 + H2CO3 > CaCO3 + 2H2O (eau libre gazeuse ou liquide et à priori non combinée). La particularité de cette carbonatation (d'environ 10 mm/3 mois) est qu'elle produit par ses cycles absorption / résorption une perméance remarquable par la création de macro et microporosités.
Ceci étant et pour pinailler un peu, si on considère les récents travaux (Suzuki ou Sauman pour n'en citer que deux), sur la carbonatation des C-S-H/aluminates, il est démontré que tout ceci est bien plus complexe, car dans les faits il y a inévitablement une part de réaction hydraulique "cachée".
Industriellement, le problème se règle pour partie importante en respectant des températures de calcination précises, pour réduire la formation des silicates et aluminates.
Pour être plus complet, l'avis de chimistes me semblent incontournables, sur des points précis tel, quel est le statut "in fine" du carbonate de calcium produit, CaCO3, CaCO3,2H2O, CaCO3,6H2O,...? (ce dernier n'étant semble t-il qu'un stade transitoire vers la formation de calcite !
Ne pas perdre de vue également, l'importance de la température de calcination sur la réactivité de la chaux à l'emploi et sans doute moins discuté, la structure du/des calcaires utilisés.
Bref un vrai métier !

Pour le plâtre c'est plus simple, les propriétés anti-feu s'explique par la libération de l'eau combinée et non d'une eau libre à l'état gazeux.
Cdt

[antek]

Sans oublier les granulats qui interviennent également.

[40CDV20]

Bjr,
Si l'ami Tawahi-Kiwi généralement basé au forum TERRE, avait la bonne idée de nous rendre visite !
Cdt

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Si l'ami Tawahi-Kiwi généralement basé au forum TERRE, avait la bonne idée de nous rendre visite !

J'ai suivi la discussion car cela m'interesse mais les ciments (artificiels), c'est assez-beaucoup hors-equilibre et du coup, je n'ai pas vraiment de reponse immediate a donner

Bref un vrai métier !

En effet, je connais des geologues qui ont fait leur carriere dans la caracterisation des betons, en utilisant les techniques que l'on utilise en petrologie classique. Mais c'est une discipline a part entiere au niveau de l'interpretation

T-K

[Tawahi-Kiwi]

Pour le plâtre j'ai dit une bêtise, le gypse est principalement du CaSO4.(H2O)2, le plâtre (gypse chauffé et broyé) est un mélange de (CaSO4)2.H2O et de CaSO4 anhydre, et le plâtre qui a pris est principalement du CaSO4.(H2O)2 avec des zones moins hydratées vu qu'on met rarement assez d'eau.

Le gypse n'est pas 'principalement' CaSO₄.2H₂O, c'est CaSO₄.2H₂O, a 100%.
A ma connaissance, le platre (avant l'ajout d'eau) est exclusivement de l'hemihydrate CaSO₄.1/2H₂O (peut etre avec des additifs anti-agglomerants, accelerateurs, retardants, etc.). l'anhydrite CaSO₄ n'absorbe pas vraiment l'eau et serait inactive dans le processus de durcissement du platre - pas impossible qu'elle joue un role d'additif pour une fonction quelconque cependant.

T-K

[40CDV20]

Bonjour T-K et merci. C'est toujours un plaisir et très souvent productif.
Cdt