Analyse des Ciments Romains à Haute Performance
De la fouille des ruines Romaines antiques, on sait qu’approximativement 95 % des bétons et des mortiers constituant les bâtiments Romains se composent d’un ciment de chaux très simple, qui s’est durci lentement par l’action de la précipitation du dioxide de carbone CO2, venant de l’atmosphère. C’est un matériau tendre qui a été employé essentiellement dans la fabrication de fondations et dans des bâtiments pour le peuple. Mais pour la construction de leur “ouvrages d’art”, les architectes Romains n’ont pas hésité à employer des ingrédients plus sophistiqués et chers. Ces ciments Romains remarquables sont basés sur l’activation calcique d’agrégats céramiques (testa) et de riches tuffs volcaniques alcalines (cretoni, pozzolan) ensemble avec de la chaux. L’excès de chaux qui n’a pas réagi chimiquement, se recarbonate lentement en Ca-carbonate au contact du gaz carbonique de l’air. L’analyse minéralogique conventionnelle ne fournit pas d’explication satisfaisante sur le mécanisme de durcissement. Également, à la suite d’une puissante analyse spectroscopique MAS-NMR de ces ciments archéologiques, on a été capable de distinguer deux analogues de ciments géopolymériques Romains archéologiques, datant au 2è s. ap. J.-C. Voir l’analyse scientifique sur ces ciments Romains à hautes performances dans l’article numéro 28 des actes du congrès de Géopolymère ’ 99 et dans les Archéo-analogues. (en anglais)
Des institutions d’ingénieries civiles, qui travaillent particulièrement aux problèmes liées au stockage de l’eau (des réservoirs, des aqueducs) ont exigé un matériau très performant et une technologie spéciale. On sait que la technologie de ce premier analogue de ciment Romain, sous le terme technique générique d’Opus Signinum, est obtenu en mélangeant des céramiques écrasées et tamisées, en latin testa, avec de la chaux. Selon l’Auteur Romain Plinius (l’Histoire naturelle, Livre 35, 165), cette technologie a été reconnue comme : ”… une des inventions les plus spectaculaires de l’humanité …” L’ingrédient testa est une poudre céramique spéciale d’argile kaolinitique calcinée (oxyde d’alumino-silicate) et donc identique à l’ingrédient MK-750 (ou kandoxi) des ciments géopolymériques modernes. Nous avons réalisé une spectroscopie NMR 29 Si et 27 Al sur des échantillons d’Opus Signinum datant du 2è siècle ap. J.-C. Leurs spectres sont identiques à ceux des ciments géopolymériques GEOCISTEM modernes.
Le deuxième analogue de ciment Romain implique l’utilisation de pouzzolane artificielle nommée en latin Carbunculus. L’analyse a été effectuée sur des échantillons d’Ostia, des 2è et 3è siècle de notre ère.
Voir l’analyse scientifique sur des ciments Romains dans Archéo-analogues. (en anglais)