OPC

Le ciment Portland ordinaire (CPO) est le liant le plus courant dans le béton, le mortier et le coulis. C'est une poudre grise fine obtenue en chauffant du calcaire et de l'argile à environ 1450 degrés Celsius dans un four, en broyant le clinker résultant avec du gypse et en le réduisant en poudre d'une granulométrie typique comprise entre 15 et 45 micromètres. Le nom vient de sa ressemblance avec la pierre de Portland, un calcaire extrait sur la côte anglaise ; le ciment lui-même ne contient pas de pierre de Portland.

Le CPO durcit par une réaction d'hydratation lorsqu'il est mélangé à de l'eau. La prise initiale a lieu en quelques heures ; la pleine résistance se développe sur des semaines et des mois. Un mélange de béton typique contient 10 à 15 pour cent de CPO en poids, le reste étant constitué d'agrégats fins (sable), d'agrégats grossiers (gravier ou pierre concassée), d'eau et parfois d'adjuvants. Le ciment développe une résistance à la compression à un rythme prévisible : environ 70 pour cent de sa résistance à 28 jours est atteinte en 7 jours, bien que cela varie avec la température et la teneur en eau.

Variantes et spécifications

Le CPO est classé par classe de résistance dans la plupart des normes. La norme européenne EN 197-1 le divise en CEM I 42,5 et CEM I 52,5, faisant référence à la résistance minimale à la compression en newtons par millimètre carré à 28 jours. La norme américaine ASTM C150 spécifie le ciment Portland de type I. Les variantes à prise rapide avec un broyage plus fin ou une teneur plus élevée en silicate atteignent leur résistance plus rapidement. Le ciment Portland résistant aux sulfates (Type V dans l'ASTM) est utilisé lorsque le béton est en contact avec un sol ou une nappe phréatique contenant des sulfates. Le ciment Portland blanc est fabriqué à partir de matières premières à faible teneur en oxydes de fer et de manganèse, utilisé pour les finitions architecturales.

Le principal mode de défaillance est la carbonatation, où le dioxyde de carbone atmosphérique réagit avec la pâte de ciment et abaisse son pH, permettant à l'armature en acier de se corroder. Un mauvais durcissement, un rapport eau-ciment élevé (supérieur à 0,5), l'exposition aux sulfates et les cycles de gel-dégel accélèrent tous la dégradation. La réaction alcali-silice peut se produire si le ciment et les agrégats contiennent des minéraux de silice réactifs, provoquant une expansion et des fissures au fil des ans.

Le CPO domine la production de béton depuis plus de 150 ans car il est bon marché, fiable et largement disponible. Il fait maintenant face à la concurrence de matériaux cimentaires supplémentaires tels que les cendres volantes, les scories et la fumée de silice, qui peuvent être mélangés au CPO ou le remplacer en partie. Ces ciments mélangés réduisent les émissions de dioxyde de carbone pendant la production et peuvent améliorer la durabilité dans des environnements agressifs, mais ils durcissent plus lentement et nécessitent des pratiques de chantier différentes.