pierre [à bâtir] (suite)

La dureté type K d’une pierre est donnée par la formule :
K = R(d – 1) ;
R est la contrainte de rupture exprimée en bars et d la densité apparente. Il existe 14 classes de dureté, depuis le n^o 1 (catégorie très tendre), pour lequel K = 25, jusqu’aux classes 13 et 14. (Pour la pierre 13, la dureté K est comprise entre 2 650 et 3 150, et, pour la pierre 14, K a une valeur supérieure à 3 150.)

• Porosités absolue et relative
La porosité absolue est le rapport du volume des vides au volume total de la pierre. La porosité relative est le rapport du volume total de l’eau d’imbibition au volume total de l’échantillon sec. On a souvent désigné sous le nom de porosité le rapport du poids de l’eau imbibée au poids de l’échantillon sec : c’est évidemment inexact, et ce rapport est le coefficient d’imbibition en poids.

• Perméabilité et hygroscopicité des pierres
La perméabilité est la faculté qu’ont les pierres de se laisser traverser par un certain volume d’eau pour une surface donnée, dans un temps donné, pour une pression et à une température définies. La perméabilité d’une pierre varie plus ou moins selon que l’eau de percolation est pure et agressive (dissolvante) ou chargée en sels et en impuretés.

L’hygroscopicité est la manifestation, vis-à-vis de l’eau, de la capillarité sous l’effet de la succion capillaire, et définie par la loi de Jurin généralisée. Pour un angle de mouillage α, caractérisant l’affinité, on a

R est le rayon moyen des capillaires en centimètres, p est la pression en dynes par centimètre carré, A la tension superficielle en dynes par centimètre.

La capillarité γ est définie par le poids d’eau absorbée, en grammes, en 1 seconde, dans le sens normal du lit ou du délit par centimètre carré de section. Pour les pierres calcaires, en appelant D le poids spécifique (D = 2,82) et d la densité relative, on pourra appliquer les formules de Marius Duriez pour déterminer la capillarité dans le sens du délit γ_D et la capillarité dans le sens normal du lit γ_L.

p_r étant la porosité relative qui vaut sensiblement
p_r = 30(D – d).

• Gélivité et résistance aux agents extérieurs
La gélivité d’une pierre est une déficience qui la conduit à éclater sous l’effet du gel quand ses capillaires sont imbibés d’eau, qui, en se congelant, augmente son volume d’environ 10 p. 100. La pression effective de l’eau congelée exprimée en hectobars est sensiblement égale à la température atteinte exprimée en degrés Celsius au-dessous de zéro : c’est la pression de fusion de la glace.

• Module d’élasticité des pierres calcaires
En opérant sur 15 calcaires de toutes duretés (de 200 à 1 200 bars de résistance R en compression), M. Duriez a trouvé que le module d’élasticité E exprimé en bars est donné par la formule Pour les granites, les porphyres et la terre cuite, on a

Les résistances en traction T sont de l’ordre de 10 p. 100 des résistances en compression N. Le rapport est de 0,108 pour les calcaires, de 0,097 pour le granite et de 0,081 pour les quartzites.

Pierres artificielles

Ce sont des matériaux de construction à base d’éléments fins concassés, assemblés généralement, à la température ambiante, au moyen d’un liant hydraulique comme le ciment, et en utilisant des procédés tels que le moulage par pression, par vibration ou par chocs.

L’absence de matériaux durs dans certaines régions ou la difficulté de taille, la cherté et la rareté de la main-d’œuvre spécialisée ainsi que le défaut d’homogénéité ou d’isotropie des roches naturelles ont conduit peu à peu à l’emploi de pierres artificielles dont le premier exemple, très ancien, est celui des briques, dites « de terre cuite ». Actuellement, l’emploi de pierres artificielles et d’agglomérés de toutes dimensions connaît un essor exceptionnellement rapide.

Pierres reconstituées

Ce sont des pierres artificielles de choix, préparées en béton compact, avec parement en béton fin spécial ou en mortier ; les moins volumineuses sont constituées entièrement en béton fin. On emploie des calcaires durs, du marbre, du basalte, des roches porphyroïdes, du granite à grain fin. Les granulométries sont souvent discontinues. C’est ainsi qu’on associe un gravillon et un sable assez fin, le plus souvent de même origine.

Les dalles et les bordures de trottoirs, les dalles pour revêtements intérieurs de gare sont souvent en pierres reconstituées. Avec des pierres très dures et inaltérables (trapp, basalte, mélaphyres), on fabrique des pierres reconstituées d’une résistance et d’une dureté exceptionnelles, que l’on utilise pour les murs de quai par exemple.

• Types de pierres reconstituées
Ils sont très nombreux.

• En associant aux pierres dures du carborundum (carbure de silicium), on obtient les pierres dites « inusables », utilisées pour la couche superficielle des marches d’escalier du Métropolitain de Paris.

• En utilisant comme sable de la grenaille d’acier, on obtient le Betonac, très résistant à l’usure par abrasion et surtout par érosion, l’acier adhérant parfaitement au ciment.

• Le granito, ou terrazzo, est un marbre artificiel, réalisé avec du marbre concassé, de dimension 3/20 mm, associé à du ciment blanc (deux parties en poids de marbre concassé pour une partie de ciment blanc 400). On le coule plastique sous une épaisseur de 15 mm et on le comprime fortement au rouleau. On le polit ensuite à l’émeri.

• Le lap est constitué par un mortier vibré fabriqué avec un ciment spécial alumineux, translucide sous faible épaisseur. Il doit être coulé sur une surface bien polie.

• La basaltine est un béton fin et compact que l’on constitue au moyen de sable, de gravillon, de basalte et de ciment, à un dosage qui n’est pas excessif : on obtient alors une compacité très poussée. La résistance atteint 800 bars en compression et 100 bars en flexion ; la densité est 2,50 (celle du basalte est 2,85) : on en fait des bordures de trottoir, des marches d’escalier, des dallages et des pierres imitant la pierre de taille.