Scienza e tecnologia dei materiali - leganti idraulici

Leganti idraulici

I leganti idraulici sono leganti capaci di indurire e di fare presa anche immersi in acqua. Questa loro proprietà è dovuta alla presenza di una serie di composti (silicati, alluminati e ferriti di calcio) capaci di reagire con l’acqua stessa dando luogo a prodotti idrati insolubili o scarsamente solubili e dotati di proprietà cementanti, o, come si dice in questo caso, di proprietà idrauliche. I leganti sono le calci idrauliche e i cementi.

Tipi di cemento

Secondo le norme di legge italiane si distinguono quattro tipi di cemento:

• Cemento Portland
• Cemento pozzolanico
• Cemento d’alto forno
• Cemento alluminoso

Cemento Portland

Con il nome di cemento Portland si indica il prodotto ottenuto per cottura sino ad incipiente¹ scorificazione² di miscele di calcare e argilla di opportuna composizione (76-78% di calcare, 22-24% di argilla). Il Portland è il più diffuso e impiegato dei cementi, esso deve il suo nome al fatto che dopo la presa la massa assume un aspetto assai simile alla pietra naturale da costruzione di Portland, in Inghilterra.

Si usa talora distinguere tra cemento Portland naturale e artificiale a seconda che si sia utilizzata una miscela di calcare già preformata in natura (calcare marnoso) o preparata per miscelazione artificiale di calcare con argilla, marne o materiali ricchi di silice, allumina ed ossido ferrico. In realtà non esiste tra questi due tipi di cemento alcuna differenza, né dal punto di vista della composizione chimica, né da quello della costituzione mineralogica (composti e fasi presenti dopo la cottura), né, di conseguenza, da quello delle proprietà meccaniche.

Poiché durante la cottura vengono eliminate sia l’acqua dei costituenti idrati dell’argilla, sia l’anidride carbonica del calcare, il prodotto finito risulta essenzialmente formato da CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ variamente combinati fra loro. Nel prodotto che esce dai forni, il cosiddetto clinker di Portland, questi quattro componenti oscillano entro limiti ben precisi. Ad essi è da aggiungere una certa percentuale di magnesio e piccole quantità di ossidi dei metalli alcalini e talvolta di ossidi di manganese e titanio. La percentuale di ossido di calcio è notevolmente superiore a quella degli altri componenti.

¹ Incipiente – che comincia, che è agli inizi.

² Scorificazione – Operazione dello scorificare (liberare un minerale dalla sua ganga; ridurre in scorie).

Ganga – in un giacimento minerario, l’insieme dei minerali inutili o sterili che accompagnano il minerale utile.