Ettringite

L’ettringite est une espèce minérale, composée de sulfate de calcium et d'aluminium hydraté, de formule : Ca6Al2(SO4)3(OH)12.26H2O.

Ettringite
Catégorie VII : sulfates, sélénates, tellurates, chromates, molybdates, tungstates[1]

Ettringite - N'Chwaning Mines, Cap-du-Nord, Afrique du Sud
Général
Classe de Strunz
7.DG.15
Classe de Dana
31.10.02.01
Formule chimique Ca6Al2(SO4)3(OH)12
·26H2O
Identification
Masse formulaire 1 255,107 uma
Couleur blanche, jaune brillant, parfois incolore
Classe cristalline et groupe d'espace Dihexagonal dipyramidal
P 63/mmc
Système cristallin Trigonal
Réseau de Bravais Primitif P
Clivage mauvais
Habitus Hexagonal, bipyramidal, prismatique, fibreux, tonnelet, agrégat, radié.
Échelle de Mohs 2 - 2,5
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction no=1,491
ne=1,470
Biréfringence Δ=0,021 ; uniaxe négatif
Fluorescence ultraviolet Aucune
Transparence transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité 1,70
Solubilité Soluble dans HCl dilué, dans HNO3 dilué, décomposé partiellement par l’eau froide
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Inventeur et étymologie

Décrite par Lehmann en 1874[2]. Inspirée du nom de sa localité-type Ettringen[3].

Topotype

Ettringer Bellerberg (en), Ettringen, Mayen, Eifel, Rhénanie-Palatinat. Allemagne.

Cristallographie
  • Paramètres de la maille conventionnelle : a = 22,46 Å, c = 21,44 Å, Z = 8 ; V = 9 366,45 Å3
  • Densité calculée = 1,78

Cristallochimie
  • Elle forme une série avec la thaumasite.
  • Elle sert de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux qui porte son nom.

Groupe de l'ettringite
  • Carraraïte Ca3Ge(OH)6(SO4)(CO3)•12(H2O) P 63/m ou P 63 Hex
  • Charlésite Ca6(Al,Si)2(SO4)2B(OH)4(OH,O)12•26(H2O) P 31c 3m
  • Ettringite Ca6Al2(SO4)3(OH)12•26(H2O)
  • Jouravskite Ca3Mn(SO4,CO3)2(OH)6•12(H2O) P 63/m 6/m
  • Sturmanite Ca6(Fe,Al,Mn)2(SO4)2[B(OH)4](OH)12•25(H2O) P 31c 3m
  • Thaumasite Ca3Si(CO3)(SO4)(OH)6•12(H2O) P 63/m 6/m

Gîtologie

Minéral d’environnement carbonaté. Dans les géodes au sein d’enclaves de calcaire métamorphique des laves à néphéline. Dans les calcaires métasomatisés.

Certaines ettringites ont une origine biominérale et peuvent participer aux phénomènes de biocicatrisation de certains mortiers dus à des « bactéries cimentières » dont par exemple Bacillus pseudofirmus[4].

Minéraux associés

Synonymie
  • chalkomorphit (Vom Rath, G. 1873)[5]
  • woodfordite[6]

Gisements remarquables

En France :

Dans le monde :

Utilité

Il s'agit d'un hydrate du ciment Portland et surtout des phases alumineuses que l'on peut rencontrer dans certains ciments spéciaux. On distingue majoritairement deux produits d'hydratation :

  • La phase principale aluminate ferrite trisubstituée notée AFt, c'est l'ettringite proprement dite. Sa formule chimique est soit en notation cimentière . Elle forme des aiguilles principalement hexagonales de longueurs variables en fonction des conditions d'hydratation (jusqu'à plusieurs dizaines de microns) ;
  • Le sous-produit d'hydratation est un monosulfoaluminate de calcium hydraté (phase aluminate ferrite monosubstituée, notée AFm) dont la formule est soit en notation cimentière . Il forme des plaques hexagonales.

L'ettringite peut provoquer un gonflement si elle se forme après la prise du ciment. C'est ce qu'on appelle l'ettringite secondaire. Elle est présente dans les ouvrages à base de ciment Portland qui subissent des traitements à des températures supérieures à 65 °C[12].

Sa structure en aiguilles confère aux matériaux qui contiennent de l'ettringite primaire des propriétés mécaniques intéressantes[13].

Notes et références
  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. "Über den Ettringit, ein neues Mineral in Kalkeinschlüssen der Lava von Ettringen (Laacher Gebiet)", N. Jb. Mineral. Geol. Paläont., 273-275.
  3. MINER Database von Jacques Lapaire - Minéraux et étymologie
  4. Ducasse-Lapeyrusse, J., Gagné, R., Lors, C., & Damidot, D. (2014). Traitement de mortiers fissurés par biocicatrisation : vers une évaluation quantitative de l’efficacité bactérienne. Matériaux & Techniques, 102(1), 105 (résumé)
  5. Über ein neues Mineral (Chalkomorphit) auf einem Einschluß in der Lava von Niedermendig, Annalen der Chemie und Physik, Ergänzungsband VI, 376-378
  6. Murdoch, Joseph & Robert A. Chalmers (1958), Woodfordite, a new mineral from Crestmore, California: (abstract): Geol. Soc. Amer. Bull.: 69: 1620-1621.
  7. H. Grünhagen and J. Mergoil, Bull. Soc. Franç. Minér. Crist. , 1963, LXXXVI, p. 149-157
  8. Eytier JR, Eytier Ch, Favreau G, Devouard B, Vigier J (2004). Minéraux de pyrométamorphisme de Lapanouse-de Sévérac (Aveyron). Cahier des Micromonteurs 85: 3-58
  9. Hentschel, G., Dent Glasser, L.S., Lee, C.K. (1983): Jasmundite. Ca22(Si04)8O4S2. a new mineral, Neues Jahrbuch Mineralogie, Monatshefte
  10. Russo, M. & Punzo, I. (2004): I minerali del Somma-Vesuvio. AMI Associazione Micro-mineralogica Italiana, Ed., Cremona, 317 pp.
  11. Minerals of South Africa + Hochleitner, R. (1986). Sturmanit und Ettringit aus den Kalahari-Manganfeldern. LAPIS 11 (10), 19-24
  12. source LCPC
  13. Odler, I. special inorganic cements, Benur, A. & Mindess, S. (ed.), Taylor & Francis, 2000
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