(2/2) Tecnologia dei materiali e chimica applicata: il calcestruzzo

Il calcestruzzo

Le normative legate al conglomerato cementizio sono dettate in Italia da:

• Legge Italiana 1086 del 1971
• Norme Tecniche e Attuazione
• Standard UNI EN

Conglomerato = Legante + InertePasta: legante + acquaMalta: legante + acqua + sabbiaCLS: legante + acqua + sabbia + pietrisco

In un tempo più o meno lungo questi impasti perdono plasticità trasformandosi in masse dure più o meno resistenti. Siamo nella stagionatura o maturazione che può dividersi in due fasi.

Presa: fase iniziale; termina quando l'impasto non è più sufficientemente plastico da poter essere manipolato.Tempo: da alcuni minuti a qualche giorno.

Indurimento: l'impasto già rappreso acquisisce resistenza meccanica.Tempo: da qualche ora a qualche mese.

I leganti idraulici: il cemento Portland

Impastato con acqua indurisce all'aria e nell'acqua, e dopo indurimento può essere impiegato sotto forma di malte o calcestruzzi resistenti all'acqua. È il prodotto della macinazione del clinker di cemento Portland e gesso biidratato

La composizione del cemento viene scelta in modo da ottenere una combinazione favorevole di alcune proprietà richieste.Tale composizione è ottenuta in forni di miscela di calcare e argilla.

• Calcare
• Argilla

IL CALCESTRUZZO

Le normative legate al conglomerato cementizio sono dettate in Italia da:

• LEGGE ITALIANA 1086 del 1971
• NORME TECNICHE E ATTUAZIONE
• Standard UNI EN (Unificazione Norme Italiane convalidate a livello europeo)
• Standard UNI

CONGLOMERATO = LEGANTE + INERTE

• PASTA = legante + acqua
• MALTA = legante + acqua + sabbia
• CLS = legante + acqua + sabbia + pietrisco

In un tempo più o meno lungo questi impasti perdono plasticità trasformandosi in masse dure più o meno resistenti; siamo nella STAGIONATURA o MATURAZIONE

RESA

Fase iniziale: termina quando l'impasto non è più sufficientementeplastico da poter essere manipolato.Tempo: da alcuni minuti a qualche giorno.

INDURIMENTO

L'impasto ormai rappreso acquisisce resistenza meccanica.Tempo: da qualche ora a qualche mese.

I LEGANTI IDRAULICI: IL CEMENTO PORTLAND

Impastato con acqua, indurisce all'aria e nell'acqua, e dopo l'indurimento può essere impiegato sotto forma di malta e calcestruzzi resistenti all'acqua. È il prodotto della macinazione dei 'clinker di cemento Portland' e gesso bicalcico.

La composizione del cemento viene scelta in modo da ottenere una combinazione favorevole di alcune proprietà richieste. Tale composizione si ottiene cuocendo in forni il miscuglio di calcare e argilla.

• C₃S Silicato tricalcico
• C₂S Silicato bicalcico
• C₃A Alluminato tricalcico
• C₄AF Alluminato ferrico tetracalcico

CALCARE

CaCO₃ si decompone a partire da 700°C formando CaO (calce) e liberando CO₂.

ARGILLA

Miscele di minerali argillosi (siliacati idrati di Al, Mg, Fe) e vari componenti minerali (quarzo e calcare). A partire da 450°C queste sostanze disidratano perdendo acqua, formando SiO₂ Mg O ecc.

DECOMPOSIZIONE CALCARE

CaCO₃ → CaO + CO₂

DECOMPOSIZIONE ARGILLA

[SiO₂] [Al₂O₃] x H₂O → SiO₂ + Al₂O₃

OSSIDI COSTITUENTI

CaO = 60 - 65%

SiO₂ = 17 - 25%

Al₂O₃ = 3 - 8%

Fe₂O₃ = 0,5 - 6%

COMPOSTI

C₃S = 40 - 65%

C₂S = 10 - 30%

C₃A = 5 - 15%

C₄AF = 1 - 10%

CO libera

MgO

CaSO₄ (gesso) AGGIUNTO

NB: se le materie prime delle quali si dispone non consentono di raggiungere la prescritta composizione verranno integrate con materie prime ausiliarie.

PROCESSO DI FABBRICAZIONE

• SILOS Contenenti
  1. Calcare
  2. Argilla

MULINO per la macinazione dei materiali crudi

FORNO DI COTTURA (nella parte più calda 1450°C una parte di materiale fonde e forma clinker)

PROPRIETÀ DESIDERABILI DI UN CEMENTO PORTLAND

1. Tempo di rapprendimento lungo
2. Tempo di indurimento breve
3. Elevata resistenza meccanica
4. Basso calore di idratazione
5. Buona resistenza agli agenti chimici
6. Stabilità di volume
7. Basso tenore di alcali (cloruri)
8. Moderata richiesta d'acqua
9. Bassi costi di produzione

COMPOSTI DEL CLINKER

C₃S

SILICATO TRICALCICO

È il composto più importante perché reagisc