Au départ, il y a la roche calcaire qui comporte plus de 50% de carbonate de calcium (CaCO3) (90 à 98 % pour la craie).
La cuisson à haute température 900 et 1250°C donne de la chaux vive (CaO).
Le maçon utilise une chaux éteinte ou hydrate de chaux (Ca(OH)2) obtenue par ajout de 300 litres d'eau par tonne de chaux vive + 300 litres qui s'évaporent lors de la réaction.
La carbonatation est le durcissement de la surface de l'enduit au contact du dioxyde de carbone présent dans l'air en parallèle avec l'évaporation d'une partie de l'eau de mélange de la chaux aérienne (Ca(OH)2).
Il y a retour à l'état de la pierre calcaire (CaCO3).
La chaux hydraulique naturelle est obtenueà
partir de calcaire contenant de 15 à 20 % d'argile.
Lors de la calcination
on obtient des silicates et aluminates de calcium.
Ces derniers font "prise"
par hydratation dès la mise en oeuvre et le phénomène continue.
C'est le cas en particulier dans le mortier au tuileau romain où l'on ajoute au mélange sable-chaux du tuileau qui est de la tuile ou de la brique concassée. Dans un premier temps, le tuileau fixe au cœur du mortier l'eau rendue par le début de prise, dans un second temps, le tuileau rend l'eau fixée, contribuant à une prise des silicates et aluminates.
Une des versions du ciment le plus courant dit "Portland" est une "super" chaux hydraulique produite à partir de calcaires à 20/25% d'argile cuits à plus haute température.
Il existe toute une palette de ciments anciens et modernes. Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Ciment