Fabrication du ciment

 

 

Le calcaire et l'argile nécessaires à la fabrication du ciment étaient extraits de la carrière et acheminés par camions à l'atelier de concassage où les blocs de grosse taille étaient réduits une première fois avant la fabrication du "cru".
Fabriquer le cru consistait à mélanger calcaire, argile et minerai de fer après que ces matériaux aient été finement broyés et dosés. Stocké dans un silo, ce cru était appelé "farine".
Le cru était ensuite introduit sur une grille de séchage (grille Lepol) sous forme de granules, et cuit dans un four à 1450 °C.
Sous l'effet de la température, la matière se transformait en une roche artificielle : le "clinker". Le clinker était ensuite broyé très finement avec de la pouzzolane et du gypse, indispensable régulateur de prise, dans des pourcentages déterminant les qualités du ciment.


La cimenterie produisait essentiellement deux qualités de ciment (CPI 35 et CPJ 45) et pouvait à la demande produire du CPA 55.
Dans la voie sèche, le cru était séché, puis broyé très finement après avoir été homogénéisé et éventuellement corrigé chimiquement dans des grands silos équipés par un malaxage pneumatique ; il était introduit sous forme pulvérulente dans le four.
Dans la voie semi-sèche, le cru n'était introduit qu'après avoir été aggloméré sous forme de boulettes dans de grands granulateurs.
On utilisait autrefois des fours droits (cas de SCA à ses débuts) dérivés des fours à chaux qui employaient la voie semi-sèche. Les fours modernes généralement tournants étaient constitués de grands cylindres mécaniques tapissés intérieurement de réfractaires ayant quelques mètres de diamètre et plus de 100 m de long. Légèrement inclinés, ils tournaient lentement de façon à faire progresser le cru introduit dans la partie haute. Une flamme alimentée au charbon pulvérisé, au fuel ou au gaz, était allumée à l'autre extrémité du four. C'est à ce niveau qu'était recueilli le clinker sous forme de nodules incandescents. De puissants dépoussiéreurs électrostatiques installés à la base des cheminées d'évacuation des gaz et à d'autres points critiques des cimenteries tendaient à faire de ces cimenteries des usines moins polluantes.
Le ciment Portland contient 4 constituants principaux :
le silicate tricalcique (C3S), le silicate bicalcique (C2S), l'aluminate tricalcique (C3A), le ferro-aluminate tétracalcique (C4AF).

L'élément noble du ciment est le silicate tricalcique (C3S) qui lui donne ses fortes résistances. Avant guerre, le ciment Portland en contenait fréquemment 50 %. Il en contient maintenant (2014) fréquemment 60 % voire 70 % pour des ciments très résistants. Par hydratation, les silicates tri et bicalciques donnent du silicate monocalcique hydraté et dégagent de la chaux libre hydratée. Ce sont les cristaux de silicate monocalcique hydraté qui en se fixant entre eux et aux granulats confèrent au ciment sa résistance.
Les ciments résistants à l'eau de mer sont des ciments à faible teneur en aluminate de chaux (C3A). L'hydratation du C3A a l'inconvénient de dégager beaucoup de chaleur et celui de favoriser sa combinaison avec les sulfates pour donner du sulfo-aluminate tricalcique dont la formation très expansive provoque la dégradation des bétons durcis. C'est là l'explication de l'attaque des bétons par l'eau de mer ou par les eaux séléniteuses contenant du sulfate de calcium.