Plâtre
Plâtre d’argileModifier
Le plâtre d’argile est un mélange d’argile, de sable et d’eau avec l’ajout de fibres végétales pour une résistance à la traction sur un lattis de bois.
Le plâtre d’argile est utilisé depuis l’antiquité. Les colons des colonies américaines utilisaient le plâtre d’argile à l’intérieur de leurs maisons : « Le plâtrage intérieur sous forme d’argile est antérieur même à la construction des maisons à ossature, et doit avoir été visible à l’intérieur du remplissage en wattle dans ces premières maisons à ossature dans lesquelles …les lambris n’avaient pas été indulgents. L’argile a continué à être utilisée longtemps après l’adoption des lattes et du remplissage en briques pour la charpente ». Lorsque la chaux n’était pas disponible ou facilement accessible, elle était rationnée ou remplacée par d’autres liants. Dans l’ouvrage précurseur de Martin E. Weaver, on peut lire : « Le plâtre de boue est constitué d’argile ou de terre mélangée à de l’eau pour obtenir une consistance « plastique » ou maniable. Si le mélange d’argile est trop plastique, il se rétracte, se fissure et se déforme en séchant. Il risque également de se détacher du mur. Du sable et des graviers fins ont été ajoutés pour réduire les concentrations de fines particules d’argile qui étaient la cause du rétrécissement excessif. » De la paille ou de l’herbe étaient ajoutées parfois avec l’ajout de fumier.
Dans les plâtres des colons européens les plus anciens, un plâtre de boue était utilisé ou plus généralement un mélange boue-chaux. McKee écrit, à propos d’un contrat du Massachusetts datant d’environ 1675 qui spécifiait que le plâtrier, « est chargé de lather et de siele les quatre pièces de la maison entre les solives aériennes avec une couche de chaux et de haire sur l’argile ; également de remplir les pignons de la maison avec des ricks et de les plaister avec de l’argile. 5. Pour lath et plaster les cloisons de la maison avec de l’argile et de la chaux, et pour les remplir, lath, et plaister avec de la chaux et de la haire en plus ; et de siele et lath eux au-dessus de la chaux ; aussi pour remplir, lath, et plaster la cuisine jusqu’à la plaque murale de chaque côté. 6. Le dit Daniel Andrews doit trouver de la chaux, des briques, de l’argile, de la pierre, du grès, ainsi que des ouvriers et des travailleurs… ». Les registres de la colonie de New Haven en 1641 mentionnent l’argile et le foin ainsi que la chaux et les cheveux également. Dans les maisons allemandes de Pennsylvanie, l’utilisation de l’argile a persisté. »
Old Economy Village est l’un de ces établissements allemands. Ce village utopique du début du XIXe siècle, situé dans l’actuelle ville d’Ambridge, en Pennsylvanie, utilisait exclusivement le substrat de plâtre d’argile dans la haute architecture en brique et à ossature de bois de la salle de fête, de la grande maison et d’autres grandes structures commerciales, ainsi que dans les habitations en brique, à ossature et en rondins des membres de la société. L’utilisation de l’argile dans le plâtre et dans la pose de briques semble avoir été une pratique courante à cette époque, et pas seulement dans la construction du village d’Economy lors de sa fondation en 1824. Les spécifications pour la construction des « maisons d’éclusiers sur le canal Chesapeake et Ohio, écrites vers 1828, exigent que les murs en pierre soient posés avec du mortier d’argile, à l’exception de 3 pouces sur l’extérieur des murs… qui (doivent) être en bon mortier de chaux et bien jointoyés ». Le choix de l’argile s’explique par son faible coût, mais aussi par sa disponibilité. À Economy, les caves creusées sous les maisons fournissaient de l’argile et du sable (pierre), ou bien la rivière Ohio toute proche fournissait du sable lavé provenant des bancs de sable, ainsi que des affleurements de chaux et des coquilles d’huîtres pour le four à chaux. D’autres matériaux de construction nécessaires étaient également fournis localement.
Les forêts environnantes du nouveau village d’Economy fournissaient des chênes anciens à grain droit pour les lattes. Le lattis fendu à la main commence par une bûche de bois à grain droit de la longueur requise. La bûche est fendue en quarts, puis en boulons de plus en plus petits à l’aide de coins et d’une luge. Lorsqu’elle est suffisamment petite, on utilise un froe et un maillet pour fendre d’étroites bandes de lattes, ce qui est impossible avec les arbres des champs et leurs nombreuses branches. Les animaux de ferme qui paissaient dans les champs débarrassés des arbres fournissaient les poils et le fumier pour la couche de flottaison du plâtre. Les champs de blé et de céréales fournissaient de la paille et d’autres herbes qui servaient de liant pour le plâtre d’argile. Mais il n’y avait pas d’uniformité dans les recettes de plâtre d’argile.
La paille ou l’herbe était ajoutée parfois avec l’ajout de fumier fournissant des fibres pour la résistance à la traction ainsi que des protéines adhésives. Les protéines contenues dans le fumier agissent comme des liants. Les liaisons hydrogène des protéines doivent rester sèches pour rester solides, et l’enduit de boue doit donc rester sec. Dans les structures à ossature en bois contreventées, l’enduit d’argile était utilisé sur les murs intérieurs et les plafonds ainsi que sur les murs extérieurs, car la cavité murale et le revêtement extérieur isolaient l’enduit d’argile de la pénétration de l’humidité. L’application d’un enduit à l’argile dans les structures en briques risquait de provoquer une pénétration d’eau à partir de joints de mortier défaillants sur les murs extérieurs en briques. Dans le village d’Economy Village, les murs des habitations en briques sont posés sur la partie arrière et centrale avec un mortier d’argile et de sable, et sur la partie avant avec un mortier de chaux et de sable pour assurer une étanchéité aux intempéries et protéger de la pénétration de l’eau. Cela permettait un enduit de plâtre d’argile et un enduit de prise de chaux fine et de sable fin sur les pièces à murs extérieurs.
Le lattis fendu a été cloué avec des clous de lattis à coupe carrée, un dans chaque élément d’ossature. Avec le lattis fendu à la main, le plâtrier avait le luxe de fabriquer des lattes pour s’adapter à la cavité à plâtrer. Les longueurs de lattes de deux à six pieds ne sont pas rares à Economy Village. La latte fendue à la main n’est pas uniforme comme la latte sciée. La rectitude ou l’ondulation du grain affecte l’épaisseur ou la largeur de chaque latte, et donc l’espacement des lattes. L’enduit de plâtre d’argile a varié pour couvrir les lattes irrégulières. Les garnitures de portes et de fenêtres, ainsi que la plinthe, servaient de chapes. Avec la variation de l’épaisseur des lattes et l’utilisation de paille grossière et de fumier, la couche d’argile du plâtre était épaisse par rapport aux plâtres ultérieurs à base de chaux uniquement et de gypse. Dans Economy Village, les couches de finition à la chaux sont de minces placages souvent d’un huitième de pouce ou moins attestant de la rareté des approvisionnements en calcaire à cet endroit.
Les plâtres d’argile avec leur manque de résistance à la traction et à la compression sont tombés en disgrâce à mesure que l’exploitation minière industrielle et les progrès technologiques dans la production de fours ont conduit à l’utilisation exclusive de la chaux puis du gypse dans les applications de plâtre. Cependant, les plâtres d’argile existent toujours après des centaines d’années, accrochés à des lattes fendues sur des clous carrés rouillés. Les variations et la rugosité des murs révèlent une alternative texturée agréable et faite à la main aux finitions de substrat modernes faites à la machine. Mais les finitions en plâtre d’argile sont rares et éphémères. Selon Martin Weaver, » de nombreux intérieurs de bâtiments historiques d’Amérique du Nord… sont trop souvent… l’une des premières choses à disparaître dans la frénésie de démolition des intérieurs qui est malheureusement devenue un compagnon commun de la » préservation du patrimoine » sous couvert de réhabilitation des bâtiments. »
Plâtre de gypseModifié
Le plâtre de gypse, la poudre de gypse, ou plâtre de Paris, ou P.O.P. consiste en une poudre blanche de sulfate de calcium hémihydraté. La formule chimique est donnée par CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4. 1/2H2O}}.
. La forme naturelle de ce composé est le minéral bassanite.
EtymologieEdit
Le nom « plâtre de Paris » vient du fait qu’il a d’abord été fabriqué en chauffant du gypse que l’on trouvait principalement à Paris. Un important gisement de gypse à Montmartre à Paris a conduit le « gypse calciné » (gypse grillé ou plâtre de gypse) à être communément appelé « plâtre de Paris ».
ChimieEdit
Le plâtre de gypse, la poudre de gypse ou le plâtre de Paris, est produit en chauffant le gypse à environ 120-180 °C (248-356 °F) dans un four :
CaSO 4 ⋅ 2 H 2 O + {\displaystyle {\ce {CaSO4.2H2O +}}.
chaleur ⟶ {\displaystyle {\ce {->}}
CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O + 1 1 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O}}
(libéré sous forme de vapeur).
Le plâtre de Paris a la propriété remarquable de se transformer en une masse dure lorsqu’on le mouille avec de l’eau.
CaSO 4 ⋅ 1 2 H 2 O + 1 1 2 H 2 O ⟶ CaSO 4 ⋅ 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O -> CaSO4.2H2O}}.
Le plâtre de Paris est stocké dans des récipients étanches à l’humidité, car la présence d’humidité peut entraîner une prise lente du plâtre de Paris en provoquant son hydratation, ce qui le rendra inutile au bout d’un certain temps.
Lorsque la poudre de plâtre sèche est mélangée à de l’eau, elle se réhydrate avec le temps en gypse. La prise du coulis de plâtre commence environ 10 minutes après le mélange et est complète en 45 minutes environ. La prise du plâtre de Paris s’accompagne d’une légère expansion du volume, ce qui explique qu’il soit utilisé pour réaliser des moulages de statues, de jouets, etc. La matrice initiale se compose principalement de cristaux orthorhombiques – le produit cinétique. Au cours des 72 heures suivantes, les cristaux rhombiques font place à une masse imbriquée d’aiguilles de cristaux monocliniques et le plâtre gagne en dureté et en résistance. Si le plâtre ou le gypse est chauffé à une température comprise entre 130 °C, (266 °F) et 180 °C (350 °F), il se forme de l’hémihydrate, qui se reformera également en gypse s’il est mélangé à de l’eau.
Lorsque l’on chauffe à 180 °C (350 °F), la forme presque exempte d’eau, appelée γ-anhydrite (CaSO4-nH2O où n = 0 à 0,05) est produite. La γ-Anhydrite réagit lentement avec l’eau pour revenir à l’état dihydraté, une propriété exploitée dans certains déshydratants commerciaux. Lors d’un chauffage supérieur à 250 °C (480°F), il se forme la forme complètement anhydre appelée β-anhydrite ou plâtre brûlé mort.
Utilisations du plâtre de ParisModifié
- Il est utilisé dans les hôpitaux pour mettre les os fracturés dans la bonne position afin d’assurer une guérison correcte. Il permet de maintenir l’os fracturé droit. Cette utilisation est basée sur le fait que lorsque le plâtre de Paris est mélangé avec une quantité appropriée d’eau et appliqué autour des membres fracturés, il prend en une masse dure, De cette façon, il maintient les articulations osseuses dans une position fixe. Il est également utilisé pour faire des moulages en dentisterie. (voir Plâtre en médecine)
- Il est utilisé dans la fabrication de jouets, de matériaux décoratifs, d’ornements bon marché, de cosmétiques, de tableaux noirs, de craies et de moulages pour les statues.
- Il est utilisé comme matériau ignifuge. (Voir Plâtre dans Protection contre l’incendie)
- Il est utilisé dans les laboratoires de chimie pour sceller les espaces d’air dans les appareils lorsqu’un arrangement étanche à l’air est requis.
- Il est utilisé pour rendre lisses des surfaces comme les murs d’une maison avant de les peindre et pour réaliser des motifs ornementaux sur les plafonds des maisons et autres bâtiments. (voir Plâtre Dans l’architecture décorative)
Plâtre de chauxModifié
Le plâtre à la chaux est un mélange d’hydroxyde de calcium et de sable (ou d’autres charges inertes). Le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère provoque la prise de l’enduit en transformant l’hydroxyde de calcium en carbonate de calcium (calcaire). Le lait de chaux est basé sur la même chimie.
Pour fabriquer un enduit à la chaux, le calcaire (carbonate de calcium) est chauffé au-dessus d’environ 850 °C (1600 °F) pour produire de la chaux vive (oxyde de calcium). De l’eau est ensuite ajoutée pour produire de la chaux éteinte (hydroxyde de calcium), qui est vendue sous forme de pâte humide ou de poudre blanche. De l’eau supplémentaire est ajoutée pour former une pâte avant l’utilisation. La pâte peut être stockée dans des récipients hermétiques. Lorsqu’il est exposé à l’atmosphère, l’hydroxyde de calcium se retransforme très lentement en carbonate de calcium par réaction avec le dioxyde de carbone atmosphérique, ce qui entraîne une augmentation de la résistance du plâtre.
Le plâtre de chaux était un matériau de construction courant pour les surfaces murales dans un procédé connu sous le nom de lattis et plâtre, selon lequel une série de bandes de bois sur un cadre de colombage était recouverte d’un plâtre semi-sec qui durcissait en surface. Le plâtre utilisé dans la plupart des constructions en lattis et plâtre était principalement un plâtre à la chaux, dont le temps de prise était d’environ un mois. Pour stabiliser le plâtre à la chaux pendant le durcissement, de petites quantités de plâtre de Paris étaient incorporées au mélange. Comme le plâtre de Paris durcit rapidement, des « retardateurs » étaient utilisés pour ralentir suffisamment le temps de prise afin de permettre aux ouvriers de mélanger de grandes quantités de plâtre de chaux en pâte. Une forme moderne de cette méthode utilise un treillis métallique déployé sur des structures en bois ou en métal, ce qui permet une grande liberté de conception car il s’adapte aux courbes simples et composées. Aujourd’hui, cette méthode de construction a été partiellement remplacée par les cloisons sèches, également composées principalement de plâtre. Dans ces deux méthodes, l’un des principaux avantages du matériau est qu’il résiste à un incendie à l’intérieur d’une pièce et peut ainsi contribuer à réduire ou à éliminer les dommages ou la destruction des structures, à condition que le feu soit rapidement éteint.
Le plâtre de chaux est utilisé pour les fresques, où les pigments, dilués dans l’eau, sont appliqués sur le plâtre encore humide.
Les États-Unis et l’Iran sont les principaux producteurs de plâtre dans le monde.
Plâtre de cimentModifié
Le plâtre de ciment est un mélange de plâtre approprié, de sable, de ciment Portland et d’eau qui est normalement appliqué sur les intérieurs et extérieurs en maçonnerie pour obtenir une surface lisse. Les surfaces intérieures reçoivent parfois une couche finale de plâtre. Les murs construits avec des briques de stock sont normalement enduits, tandis que les murs en briques de parement ne sont pas enduits. Divers enduits à base de ciment sont également utilisés comme produits ignifuges exclusifs par pulvérisation. Ils utilisent généralement de la vermiculite comme agrégat léger. Des versions lourdes de ces enduits sont également utilisées pour l’ignifugation extérieure, pour protéger les navires GPL, les ponts de tuyaux et les jupes de navires.
Le plâtre de ciment a été introduit pour la première fois en Amérique vers 1909 et était souvent appelé par le nom générique de plâtre adamant, d’après un fabricant important de l’époque. Les avantages du plâtre de ciment notés à l’époque étaient sa résistance, sa dureté, son temps de prise rapide et sa durabilité.
Plâtre résistant à la chaleurEdit
Le plâtre résistant à la chaleur est un matériau de construction utilisé pour le revêtement des murs et des souches de cheminée et pour servir de coupe-feu dans les plafonds. Son but est de remplacer les plâtres conventionnels dans les cas où la température peut devenir trop élevée pour que le plâtre reste sur le mur ou le plafond.