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Résumé :
Le plâtre, c'est du gypse (une roche sédimentaire qu'on trouve notamment dans le bassin parisien, d'où le "plâtre de Paris"), donc une roche naturelle, à laquelle on enlève de l'eau par cuisson à environ 120°C. Après cuisson, on obtient une poudre. Quand on lui rajoute de l'eau, ça redevient du gypse (qu'on peut re-chauffer pour obtenir à nouveau du plâtre, etc.).
Chimiquement, le gypse est du sulfate de calcium avec deux molécules d'eau (CaSO4 + 2 H2O). Après cuisson, il n'y a plus qu'une molécule d'eau pour deux CaSO4. Quand on ajoute de l'eau, des cristaux se forment et s'entrecroisent, ce qui durcit la structure (il ne faut donc pas mélanger pour ne pas casser les cristaux en formation).
Quand les cristaux se forment, ils ont tendance à se repousser les uns les autres. Il y a donc une légère expansion lors de la prise du plâtre, ce qui en fait un bon matériau de moulage.
Techniquement, le plâtre c'est la poudre, et le gypse c'est la roche. Il faudrait donc parler de « carreaux de gypse » et de « placogypse » !
La chaux, c'est du calcaire qu'on calcine par chauffage à 900°C. Ce n'est pas comme le gypse parcequ'il n'y a pas d'eau dedans. Chimiquement, le calcaire c'est CaCO3. Quand on chauffe, ça libère du CO2, et il reste donc CaO, qui est la chaux vive. La chaux vive est très dangereuse, car elle absorbe très avidement la moindre molécule d'eau, qu'elle soit dans l'air ou dans la peau... On utilise donc la chaux vive pour assécher des surfaces (murs, terrains) et les assainir.
Si on ajoute de l'eau à la chaux vive, on l'éteint. Ça devient Ca(OH)2 (la chaux éteinte). On mélange avec du sable et de l'eau pour former le mortier. Quand il sèche, le mortier redevient du calcaire (ça met plusieurs mois) en captant le CO2 de l'air et en libérant de l'eau (H2O). On refabrique donc de la roche calcaire, en ayant ajouté du sable pour augmenter la résistance du mortier.
Le ciment, c'est un liant artificiel qui a été inventé au 19e siècle. C'est du calcaire (80%) et de l'argile (20%) qui sont concassés et cuits à très haute température (2000°C) puis refroidi brutalement pour donner le "clinker". On mélange du gypse et d'autres bidules au clinker pour donner le ciment. On utilise le ciment pour lier des granulats. Le béton, c'est du ciment avec du sable et des graviers.
Dans le ciment blanc, on a remplacé l'argile par du kaolin.
D'après le site de Lafarge, le ciment est le deuxième produit de consommation courante après l'eau...