Appunti Tecnologia dei materiali

Processo di indurimento del cemento

Queste reazioni avvengono al massimo nel giro di 1 ora, quindi per rallentare questo processo, ad esempio per permettere il trasporto, viene aggiunto del gesso:

C₃A + 3H₂O + CaSO₄ → C₃A·CaSO₄·32H₂O

Si forma solo inizialmente, poi ricomincia la classica formazione di C-A-H e C-(AF)-H

Fase di indurimento (interessa solo i silicati):

C₂S + 2H₂O → C₂S·H₂O + CH

Ca(OH)₂ = idrossido di calcio o calce viva

Silicato di calcio idrato:

C₃S + 3H₂O → C₃S·H₂O₂

L'idrossido di calcio è un punto di debolezza, in quanto rende il cemento leggermente solubile, ma anche un punto di forza perché a contatto con acqua forma una soluzione fortemente basica e il ferro non si arrugginisce in soluzione basica, quindi è ottimo perché le armature si conservano.

Nella fase di presa si formano dei "ponti" che fanno mantenere la ossia quelli

Cementi di miscela - legante idraulico

In Italia, vista la grande presenza di pozzolana, si fanno perlo più cementi pozzolanici, in quanto le varie pozzolane presenti hanno tutti gli ossidi che servono per formare il cemento; l'unica cosa che manca è il CaO, che è presente in bassa quantità, invece come abbiamo visto deve essere il componente più presente.

Quindi per fornire il CaO necessario si usa proprio il cemento Portland, si crea quindi un cemento di miscela fatto da cemento Portland + pozzolana (in genere massimo il 50% della composizione totale).

Si può fare una cosa simile con alcune loppe di altoforno, ossia prodotti di scarto dell'altoforno, che hanno tutti gli ossidi necessari, incluso

Il CaO che non è ancora sufficiente ma occorre usare meno Portland perché è presente già nelle loppe in quantità maggiore rispetto alle pozzolane. Si può arrivare anche ad avere 90% di loppa di altoforno e 10% di cemento Portland, esso può convenire perché la loppa essendo un prodotto di scarto avrà un costo minore.

Osservazione: Quando si sceglie il cemento occorre anche considerare il calore di idratazione, ossia il calore rilasciato dal cemento durante l'idratazione. Può essere problematico perché se ho un cemento che rilascia tanto calore in poco tempo, si avrà che il cemento caldo a contatto con l'aria esterna più fredda si spacca perché si raffredda velocemente e si ritira, come ogni cosa che si raffredda.

Normativa sui cementi:

Esistono cinque tipologie di cementi:

• Cementi di tipo 1 (CEM 1): sono in sostanza cementi portland costituiti al 95% da clinker e al 5% da costituenti

provini vengono tenuti intale resistenza acqua, ossia al 100% di umidità relativa–CAPITOLO 2 CLS E INERTI

Calcestruzzo

Il CLS è formato da:

• Componente collante = ossia la parte cementizia, formata da acqua + cemento
• Componente lapideo = ossia l'inerte, che in genere è sabbia + ghiaia (o pietrisco)

Osservazione Differenza tra ghiaia e pietrisco: La ghiaia si dice inerte naturale, nel senso che ha gli spigoli arrotondati, mentre il pietrisco è detto inerte artificiale perché viene macinato per renderlo più fine, quindi avrà spigoli vivi; ma di artificiale non haniente

Quindi: CLS = H 0 + cemento + sabbia + ghiaia (o pietrisco)

Aggregato inerte

Pasta cementizia

La differenza tra il CLS antico e quello moderno sta nelle dimensioni dell'inerte, perché in quello antico si aveva il 60% di inerte fine (come sabbia) e poi inerte molto più grosso (come scarti di vasi e cose simili). Mancavano quindi tutte le dimensioni intermedie.

Ciclo del calcestruzzo:

Esistono centrali di betonaggio che producono CLS fresco, ossia fluido; esso viene poi trasportato da un'autobetoniera nel cantiere che lo acquista. È comodo anche perché in questo modo si garantisce che il CLS abbia le caratteristiche di progetto.

A volte esiste anche un impianto di prefabbricazione vicino alle centrali, che produce oggetti in CLS prefabbricati, quindi in cantiere essi devono soltanto essere assemblati.

Caratteristiche del calcestruzzo:

- CLS fresco: la sua caratteristica principale è la lavorabilità ed è ciò che permette il riempimento delle casseforme.

- CLS indurito: le sue caratteristiche principali sono la resistenza, sia del CLS stesso che dell'armatura che vi si inserisce, e la durabilità.

Osservazione: La Resistenza e la Durabilità sono caratteristiche del CLS che possono

Le caratteristiche:

• Lavorabilità: Per misurare la lavorabilità si utilizza un cono tronco, il cono di Abrams, il quale misura l'abbassamento una volta riempito, viene alzato a un'altezza iniziale di 300 mm.
• Resistenza: Per misurare la resistenza occorre aspettare 28 giorni, quindi, appena il CLS arriva in cantiere, vengono fatti dei provini, la cui resistenza sarà verificata dopo 28 giorni. In questo tempo i provini vengono tenuti in particolari condizioni. Nel frattempo, ovviamente, si getta comunque il CLS rimanente, soltanto che se dopo 28 giorni non abbiamo le caratteristiche richieste ci sono delle penalizzazioni che vanno da un abbassamento di prezzo alla demolizione di ciò che è stato costruito (se le caratteristiche sono troppo più basse di quanto richiesto). Quindi si fanno prove di compressione e flessione dei provini per misurare la resistenza meccanica.
• La particolarità del CLS è che inizialmente...

si rompe l'armatura.

Osservazione: L'armatura aumenta la resistenza della struttura non del CLS. Esiste, invece, la tecnica del CLS precompresso che aumenta effettivamente la resistenza a flessione perché nella parte inferiore, dove ci sarà trazione, il CLS impiegherà più tempo a rompersi perché esso partirà da un valore in cui è già compresso.

Come possiamo osservare nell'immagine, la fessura avverrà nello stesso valore, ma il collasso del provino no perché quello armato resiste molto di più.

Un altro aspetto da considerare è la durabilità del CLS e della struttura in generale. Oggi si considera che per il CLS armato realizzato in modo corretto non ci sia bisogno di manutenzione per circa 50 anni. Se invece consideriamo il CLS non armato, la sua durata sarà maggiore, questo perché non è presente il ferro che tende a corrodersi, ma ovviamente solo CLS è molto meno.

resistente rispetto al CLS armato.

Inerti

I motivi per cui si utilizza l'inerte sono diversi:

• Contrasta il ritiro della pasta di cemento
• Aumenta la resistenza all'usura
• Aumenta la durabilità del CLS, perché lo rendono meno poroso e quindi gli agenti penetrano meno
• Rendono l'opera più economica, perché si usa meno cemento

Ci sono però anche degli svantaggi:

• Gli inerti peggiorano la lavorabilità
• Viene richiesta più energia per il movimento della betoniera
• L'estrazione in cave è sempre meno sostenibile a livello economico ed ambientale

Gli inerti non devono contenere (o contenere in piccole quantità):

• Cloruri, ossia sali che a contatto con l'acqua vengono solo solubilizzati, cioè rendono il CLS più solubile, e in più corrodono le armature
• Solfati, perché s