Chaux (chimie)
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Vous avez de Le terme de chaux est générique. Il regroupe un grand nombre de produits, dont le seul point commun est d'être obtenu par calcination, c’est-à-dire chauffage à haute température, de pierre calcaire. Selon la composition du matériau de base, on obtiendra de la chaux aérienne ou de la chaux hydraulique. La chaux vive désigne le matériau brut obtenu en sortie de four. Les usages de la chaux sont très nombreux.
La chaux vive est un produit dangereux, principalement employé dans l'industrie et l'agriculture. Avide d'eau, elle est utilisée pour assécher, détruire les matières organiques riche en eau.
Le principal constituant de la chaux vive est l'oxyde de calcium, qui a pour formule CaO. Après apport d'eau, elle devient la chaux éteinte Ca(OH)2 (portlandite) utilisée dans le bâtiment pour la réalisation d'enduits : chaux grasse ou chaux aérienne, chaux hydraulique naturelle.
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[modifier] L'hydratation de la chaux vive
Mise en contact avec de l'eau, il se produit une réaction très exothermique. Cette étape est nécessaire à l'obtention de chaux éteinte, qu'elle soit aérienne ou hydraulique. Dans le cas de la chaux hydraulique, il est nécessaire d'employer la quantité juste nécessaire d'eau, afin de ne pas permettre la prise du matériau. Dans le cas de la chaux obtenue à partir de calcaire pur, la quantité d'eau n'est pas limitée. Lorsque la quantité d'eau ajoutée est juste suffisante pour obtenir la réaction d'extinction, c’est-à-dire d'hydratation de la chaux, on obtient une poudre blanche. Si la quantité d'eau est plus importante, on obtient une pâte blanche.
[modifier] La chaux aérienne
La chaux aérienne est obtenue à partir de calcaire très pur. On la trouve sous différentes appellations : CAEB (ancienne normalisation : Chaux Aérienne Eteinte pour le Bâtiment remplacé par CL : Calcique Lime, chaux éteinte... C'est de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2.
Sa prise, lente, s'effectue par carbonatation, c’est-à-dire en absorbant le gaz carbonique (CO2) présent dans l'atmosphère : d'où son nom de « chaux aérienne » ; le résultat de cette opération est à nouveau du calcaire (CaCO3). Le mécanisme de prise par carbonatation s'effectue en présence d'eau, d'où une bonne maitrise des conditions de mise en œuvre (humidification des supports, contrôle des conditions climatiques...).
L'emploi de la chaux est attesté dès l'âge du Bronze (environ 2000 ans avant l'ère chrétienne) sur certains sites archéologiques suisses. Des blocs de calcaire calcinés consituent ainsi le noyau interne des murailles de certaines places fortifiées. La chaux aérienne sert quant à elle, pour ses propriétés, depuis l'antiquité pour réaliser des mortiers pour la construction, des enduits et des badigeons sur les murs. Elle est aussi utilisée pour protéger les arbres fruitiers, ou lutter contre la putréfaction des cadavres en cas d'épidémie.
[modifier] Le cycle de la chaux aérienne
[modifier] Calcination
Par calcination du calcaire (CaCO3) on obtient de la chaux vive (Oxyde de Calcium : CaO) et un fort dégagement de gaz carbonique (CO2).
[modifier] Extinction
La transformation de chaux vive en chaux éteinte, s'effectue par ajout d'eau (H2O). Cette opération d'extinction produit l'hydroxyde de chaux Ca(OH)2 avec un fort dégagement de chaleur, un foisonnement important des blocs de chaux vive (augmentation de volume avec une réaction pouvant projeter les blocs). L'extinction peut être réalisée de différentes manières :
- arrossage superficiel des blocs de chaux vive, puis terminaison de la réaction à l'air,
- immersion des blocs de chaux vive dans un grand volume d'eau puis terminaison de la réaction à l'air,
- immersion des blocs de chaux vive dans un grand volume d'eau puis terminaison de la réaction dans l'eau.
Dans les deux premiers cas on obtient une chaux en poudre (fleur de chaux, chaux grasse, CAEB, chaux éteinte...), dans le troisième cas la chaux éteinte produite prend l'apparence d'une pâte (chaux en pâte) que l'on pourra garder tant que l'on maintient en surface de l'eau limitant les échanges de gaz carbonique (donc de carbonatation) La chaux en poudre si elle correspond bien au pratique du bâtiment (dosage en volume, mélange à la bétonnière...) n'a pas les qualité de la chaux en pâte, en effet son usage permet l'obtention de mortier plus "gras", moins sujet à la désication rapide, des enduits ou des badigeons plus résistant. Par contre, son dosage est plus difficile, le mélange avec le sable plus délicat sauf à utiliser l'outillage adaptés (malaxeur planétaire, rabot…).
[modifier] Carbonatation
La prise de la chaux aérienne s'effectue par carbonatation, c’est-à-dire en absorbant le gaz carbonique (CO2) présent dans l'atmosphère : d'où son nom de « chaux aérienne » ; le résultat de cette opération est à nouveau du calcaire (CaCO3).
[modifier] Utilisation de la chaux
Les usages de la chaux aérienne sont nombreux. En France, son usage se répartit ainsi :
- Sidérurgie : environ 40 %,
- Travaux publics, routes : environ 13 %,
- Agriculture : environ 10 %,
- Traitement des eaux : environ 10 %,
- Construction, bâtiment : environ 3 %.
[modifier] Utilisation dans l'agriculture
Pour l'agriculture on utilise de la chaux magnésienne, ou dolomitique, qui amende les sols acides en apportant du magnésium. Cet amendement est à utiliser modérément sur les sols argileux. Le rôle de l'ion calcium dans le complexe argilo-humique est déjà tenu par le fer. En revanche, un trop grand apport de chaux peut libérer des bases faibles, dont des bases contenant de l'aluminium. Ces bases sont potentiellement très fréquentes dans les sols argileux ou d'arène granitique (Silicate d'aluminium). Leur libération en quantité est dangereuse car elle favorise les maladies neurodégénératives. L'utilisation de sable de carrière à base de roches calcaires broyées est souvent préférable et moins chère en agriculture. Des quantités de l'ordre de 150 kg/ha de sable sont parfois suffisantes pour les besoins des plantes et plus économiques.
[modifier] Utilisation dans l'industrie, dans le traitement des eaux
La chaux aérienne est largement utilisée dans l'industrie, le plus souvent sous forme de chaux vive, on utilise sa capacité d'agglomération de certains matériaux on parle de « floculation ». En sidérurgie, l'ajout de chaux dans le métal en fusion permet l'extraction de certaines impuretés. Dans le traitement des eaux usées, on stabilise les boues.
[modifier] Utilisation dans les travaux publics
La chaux aérienne est également utilisée dans la réalisation des routes ou des chemins, le plus souvent sous forme de chaux vive. Comme dans l'industrie, on utilise sa propriété de « floculation », il s'agit ici de transformer l'argile (consistance plastique, souple, instable) en matière grumeleuse plus résistante à la compression des sols. Cette propriété est également utilisée dans le monde agricole.
[modifier] La chaux hydraulique
La chaux hydraulique est obtenue à partir de calcaire contenant des silicates, aluminates, des composés de magnésium. La chaux hydraulique la plus courante provient de la calcination de calcaire mêlé d'argile. Elle fait prise, en quelques heures, au contact de l'eau, d'où son appellation.
[modifier] Précautions
En cas de mélange de grandes quantités de chaux et d'eau, la chaleur dégagée est telle que l'eau se met à bouillir et peut projeter de la chaux, qui est corrosive. Il est de ce fait conseillé d'utiliser des lunettes et des gants lors de la manipulation. Il est aussi recommandé de verser la poudre dans l'eau et non pas l'inverse.
[modifier] Voir aussi
- Eau de chaux
- badigeons
- Enduits
[modifier] Liens externes
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