Hémi hydrate de sulfate de calcium ou plâtre

Hémi hydrate de sulfate de calcium ou plâtre

Introduction

Le plâtre est un produit dérivé du gypse, largement utilisé en prothèse dentaire. Sa formule chimique est CaSO₄·½H₂O (hémihydrate de sulfate de calcium).

Préparation

Formes allotropiques

Le plâtre se présente sous deux formes principales :

• Forme bêta (plâtre de Paris) : Obtenue par chauffage à l’air libre entre 110°C et 130°C.
• Forme alpha (plâtre pierre) : Produite par cuisson entre 120°C et 130°C sous pression de vapeur dans un autoclave, offrant une structure plus solide et prismatique.

Réaction de prise

La réaction chimique de prise du plâtre est la suivante : 2(CaSO₄·½H₂O) + 3H₂O → 2CaSO₄·2H₂O + chaleur

Classification

Selon les normes internationales ISO/FDIS (E) 6873, les plâtres sont classés en cinq types :

Type 1 : Plâtre pour empreinte

• Caractéristiques : Plâtre tendre (hémihydrate bêta) avec un rapport eau/poudre élevé, réduisant l’expansion de prise (<0,1 %).
• Utilisations : Empreintes, montages en articulateur.

Type 2 : Plâtre pour modèles

• Utilisations : Réalisation de modèles d’études, mise en moufle, clés de montage et de contrôle.

Type 3 : Plâtre dur pour modèles

• Caractéristiques : Type alpha, meilleure résistance à la compression et à l’abrasion.
• Utilisations : Similaires aux types 1 et 2, avec une robustesse accrue.

Type 4 : Plâtre extra dur

• Caractéristiques : Hémihydrate alpha, haute dureté, faible expansion, propriétés physico-chimiques optimisées.
• Utilisations : Modèles de travail pour prothèses scellées ou mixtes, nécessite un minimum d’eau pour le mélange.

Type 5 : Plâtre extra dur à haute expansion

• Caractéristiques : Dureté élevée avec une expansion plus marquée.

Domaines d’application

Le plâtre est utilisé pour :

• Matériau d’empreinte (peu utilisé aujourd’hui).
• Modèles généraux et unitaires.
• Montage sur articulateur et réalisation de clés de montage.
• Moules pour bourrage (mise en moufle).

Propriétés physiques et chimiques

Rapport eau/poudre

• Définition : Peut être pondéral ou volumétrique, ce rapport influence les propriétés finales du plâtre.
• Impact : Un rapport eau/poudre élevé fragilise le produit final.

Temps de prise (Tp)

• Durée : Varie de 3 à 20 minutes.
• Phases :
  • Temps de prise initial : Perte de brillance à la surface (phase plastique), indique le moment où le plâtre peut être travaillé sans risque d’effritement ou de déformation.
  • Temps de prise final : Formation complète du gypse, généralement après 20 minutes.

Facteurs de variation du temps de prise

• Rapport eau/hémihydrate : Plus la proportion d’eau est élevée, plus le temps de prise augmente (saturation plus lente, température réduite).
• Température :
  • < 30°C : Le temps de prise augmente lorsque la température du mélange diminue.
  • 30°C à 50°C : Le temps de prise est indépendant de la température.
  • > 50°C : Le temps de prise augmente avec la température.
• Temps de spatulation : Dans une certaine limite, un temps de spatulation réduit augmente le temps de prise.
• Taille des particules : Une diminution de la taille des particules réduit le temps de prise, en augmentant les interfaces eau-hémihydrate, ce qui accélère les réactions physico-chimiques.
• Accélérateurs et retardateurs :
  • Accélérateurs : Chlorures, sulfates ou tartrates alcalins (ex. : solution à 3,4 % de sulfate neutre de sodium réduit le temps de prise de 10,5 à 3 minutes). NaCl à faible concentration (<0,5 %) accélère, mais à >0,5 %, il devient retardateur.
  • Retardateurs : Citrates, acétates, borates alcalins (ex. : borax, gélatine, colle).

Expansion de prise

• Définition : Augmentation de volume (~0,4 %) lors de la prise.
• Importance : Doit être maîtrisée pour éviter des erreurs dans les étapes prothétiques.

Facteurs de variation de l’expansion de prise

• Température : L’expansion augmente lorsque la température diminue.
• Proportion d’eau : L’expansion augmente avec une diminution de la proportion d’eau.
• Temps de spatulation : Une spatulation prolongée (>5 min) augmente l’expansion.
• Additifs : Les substances modifiant le temps de prise réduisent généralement l’expansion.

Expansion hygroscopique

• Définition : Expansion supplémentaire (jusqu’à 5 fois l’expansion de prise) si de l’eau est ajoutée après le début du malaxage.

Propriétés mécaniques

Dureté de surface

• Résistance à l’écrasement : Le plâtre dur (type alpha) offre une résistance 2 à 3 fois supérieure à celle du plâtre de Paris, en raison de sa structure cristalline.
• Résistance à l’usure : Dépend des mêmes facteurs que la résistance à l’écrasement.

Facteurs influençant la résistance

• Rapport eau/hémihydrate : Une proportion d’eau élevée réduit la résistance.
• Spatulation : Une spatulation prolongée augmente la résistance.
• Séchage : Améliore la résistance à l’écrasement si effectué dans un four bien ventilé, sans dépasser une température altérant la stabilité du dihydrate.
• Durcisseurs : Les lignosulfonates (dérivés de la lignine) augmentent la résistance à l’abrasion.

Recommandations

• Éviter d’ajouter de la poudre après le début du mélange pour ne pas fragiliser le produit.
• Ne pas ajouter d’eau après le début du mélange pour préserver la structure cristalline et éviter une expansion hygroscopique.
• Peser l’hémihydrate et l’eau plutôt que de les mesurer en volume.
• Saupoudrer l’hémihydrate dans l’eau contenue dans le bol.
• Respecter un temps et un mode de spatulation corrects.

Hémi hydrate de sulfate de calcium ou plâtre

Voici une sélection de livres en français sur les prothèses dentaires:

• Prothèse Amovible Partielle : Clinique et Laboratoire
  Collège National des Enseignants en Prothèses Odontologiques (CNEPO), Michel Ruquet, Bruno Tavernier
• Traitements Prothétiques et Implantaires de l’Édenté Total 2.0
• Conception et Réalisation des Châssis en Prothèse Amovible Partielle
• Prothèses supra-implantaires: Données et conceptions actuelles
• Prothèse complète: Clinique et laboratoire Broché – Illustré, 12 octobre 2017
• Prothèse fixée, 2e Ed.: Approche clinique Relié – Illustré, 4 janvier 2024

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