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Alcuni cementi hanno una presa troppo rapida (come ad esempio il portland), per cui vengono
impiegati dei regolatori della presa, principalmente gesso (o anidrite), mai in quantità superiori al
3.5-4%, per rallentarne la presa.
Oltre all’ingrediente principale (clinker di cemento Portland), i vari tipi di cemento si distinguono per
la presenza di altri costituenti di natura minerale tra cui:
• POZZOLANA NATURALE, in indurisce al contatto con l’acqua, tuttavia in presenza di calce
si comporta come un ottimo legante idraulico con prestazioni superiori rispetto alla sola
calce.
• LOPPA D’ALTOFORNO, la loppa (scoria di lavorazione dell’acciaio) se finemente macinata
e mescolata con l’acqua (anche in assenza di calce) indurisce, anche se lentamente.
Sviluppa durante l’idratazione meno calore del cemento con pozzolana.
• CENERE VOLANTE, pozzolana artificiale, può essere di tipo calcico o silicico, residuo delle
centrali termiche a carbone
• CENERE DA BIOMASSA, pozzolana artificiale, nata per combustione di residui forestali,
scarti della lavorazione del legno etc.
• CENERE DA RIFIUTI SOLIDI URBANI, pozzolana artificiale, proveniente dalla loro
combustione nei termovalorizzatori.
• FUMO DI SILICE, pozzolana artificiale, sottoprodotto del processo produttivo del silicio
metallico o delle leghe metalliche ferro-silicio.
• POZZOLANA INDUSTRIALE, pozzolana artificiale, scoria vetrosa delle lavorazioni di leghe
metalliche non-ferrose.
• SCISTO CALCINATO, pozzolana artificiale, residuo della torrefazione di scisti argillosi
impregnati di bitume.
• CALCARE, non reagisce con la calce ma è un ottimo fillerizzante.
Tipi di cemento secondo la norma UNI-EN 179/1
La suddivisione dei cementi in base alla loro composizione prevede 5 tipi:
I: Cemento Portland (un solo tipo) con almeno il 95% di clinker.
II: Cementi Portland di miscela (17 sottotipi) dove il clinker è ancora predominante (almeno 65%).
III: Cemento d’altoforno (3 sottotipi) con una percentuale di loppa di almeno 36% per quello di tipo
A (fino al 95% in quello di tipo C).
IV: Cemento pozzolanico (2 sottotipi) dove il clinker è compreso tra 65 e 89% per quello di tipo A, e
da 45 a 64% per quello di tipo B.
V: Cemento composito (2 sottotipi) dove il contenuto di clinker è ridotto e vi è la presenza di loppa,
pozzolana e cenere silicica come costituenti minerali. NB: Il cemento
Portland composito
non fa parte della V
classe ma della II
perché più ricco in
clinker e più povero di
costituenti minerali.
Capitolo 3
Idratazione dei cementi
Dei SILICATI presenti nel cemento, l’alite (C S) è più rapido sia nel reagire con l’acqua sia nello
3
sviluppare la corrispondente resistenza meccanica rispetto alla belite (C S), ma assumeranno
2
valori quasi coincidenti alle lunghissime stagionature.
Il GESSO introdotto per ovviare all’inconveniente della presa rapida, se introdotto in percentuali
troppo alte, può formare ettringite secondaria che, per la sua azione espansiva, potrebbe portare a
fenomeni fessurativi
La CALCIO non influisce allo sviluppo della resistenza meccanica per la sua natura non fibrosa,
ma contribuisce al processo di indurimento se aggiunta alla pozzolana o alla loppa d’altoforno
(reagendo con la silice e rendendo il cemento meno poroso a parità di rapporto a/c) e protegge i
ferri di armatura dalla corrosione in quanto il ferro viene coperto da un film di ossido ferrico denso
e compatto (passivazione).
Gli ALLUMINATI sono necessari per diminuire la temperatura di cottura del clinker, reagendo con
l’acqua aumentano la velocità di presa ma non conferiscono resistenza meccanica per la
morfologia dei cristalli che forma (lamine esagonali o cristalli cubici, e quindi non fibrosa).
Capitolo 4 L’inerte
Tipologie di inerti:
• SABBIA, quando la sua dimensione non supera i 4-5mm.
• GHIAIA, dimensione superiore dei 5mm, di origine alluvionale e di forma tondeggiante.
• PIETRISCO, dimensione superiore dei 5mm, di origine artificiale e di forma irregolare.
• FILLER, inerte troppo fino per poter essere utilizzato (in basse percentuali può essere
aggiunto per contrastare il fenomeno del bleeding).
Il limite di contenuto di CLORURO negli inerti è del 0.03% in quanto aumenta il rischio di
corrosione delle armature (sul cemento crea solo depositi salini in superficie).
Il SOLFATO può essere presente nell’inerte in forma di gesso biidrato o anidrite entro il limite del
0.2% per il rischio di fessurazione del calcestruzzo per formazione di ettringite secondaria a
seguito della reazione con gli alluminati del cemento. Bisogna anche limitare l’uso dei SOLFURI in
quanto col tempo possono trasformarsi in solfati.
Alcune forme di SILICE presenti nell’aggregato lapideo possono reagire con gli alcali del cemento
(sodio e potassio) per formare silicati alcalini idrati dal carattere espansivo e fortemente dirompenti
nei confronti della matrice cementizia. La reazione alcali-silice si manifesta attraverso fessurazioni
irregolari o espulsioni localizzate di materiale (pop-out).
Gli inerti GELIVI non sono accettabili per strutture esposte ai cicli gelo-disgelo anche se si
impiegano additivi areanti, che proteggono solo la matrice cementizia e non l’inerte.
L’inerte deve essere ben assortito in modo tale che i granuli più fini vadano a chiudere gli spazi
vuoti presenti tra i granuli più grossi. Attraverso dei setacci con maglie di diverso diametro si
suddivide l’inerte. La somma dei vari trattenuti cumulativi sui setacci divisa per 100 prende il nome
di modulo di finezza (M ) ed è tanto maggiore tanto più grosso è l’inerte. Per realizzare un
f
conglomerato con la massima densità possibile, la curva granulometrica del sistema granulare
nella sua interezza deve seguire la seguente equazione, chiamata equazione di Fuller:
1/2
P=100(d/D )
MAX
Un calcestruzzo che soddisfa questa equazione però non coincide con un sistema che possa
essere facilmente messo in opera per la sua ridotta mobilità (data dal massimo impacchettamento
possibile dei suoi granuli solidi). Nasce perciò l’equazione di Bolomey:
1/2
P=A+(100-A)∙(d/D )
MAX
Dove A è un valore che aumenta all’aumentare della lavorabilità del calcestruzzo che vogliamo
ottenere. Bisogna notare che la curva di Bolomey assicura una quantità di inerte fine maggiore di
quella di Fuller.
La scelta di D viene fatta in base alle geometrie della struttura, infatti essa non deve superare il
MAX
25% della sezione minima della struttura, non deve superare i ¾ dello spessore del copriferro e
non deve superare la minore distanza tra i ferri di armatura diminuita di 5mm.
L’umidità dell’aggregato è il parametro che presenta la maggiore incidenza sulla costanza di
qualità del cls, in termini di resistenza caratteristica (R ) e di slump. Essa viene determinata
CK
misurando la diminuzione percentuale di massa, a seguito del riscaldamento a 110°C per
essiccare completamente il materiale, rispetto alla massa dell’aggregato completamente secco:
m−m 0
u= ∙ 100
m 0
Dove m è la massa dell’aggregato disponibile e m è la massa dell’aggregato completamente
0
essiccato. L’assorbimento è quella particolare umidità (u ) che si trova nell’aggregato quando si
a
trova ad essere saturo con superficie asciutta (s.s.a.):
m −m
s . s .a . 0
u =
a m 0
Anche il diametro massimo e la granulometria dell’inerte possono influenzare la richiesta d’acqua.
La correlazione tra diametro massimo e contenuto d’acqua e dato dalla regola di LYSE che dice
che “maggiore è il diametro massimo dell’aggregato, minore è la richiesta d’acqua per una
determinata lavorabilità”.
Capitolo 5 Acqua
Per calcolare la quantità d’acqua per un determinato cemento bisogna seguire 2 principi
fondamentali:
• La regola di Lyse
• La legge di Abrams
La regola di Lyse si riferisce alla quantità di acqua che occorre impiegare per confezionare
calcestruzzi di diversa classe di consistenza (essa viene identificata da un codice che va da S1 -
terra umida - a S5 - superfluida - corrispondente ad un intervallo di lavorabilità espressa attraverso
la misura dello slump). Essa può essere riassunta in due enunciati:
• Per un dato diametro massimo dell’aggregato, maggiore è la classe di consistenza
richiesta per il calcestruzzo fresco, maggiore deve essere la quantità di acqua nell’impasto.
• Per una data classe di consistenza del calcestruzzo, maggiore è il diametro massimo
dell’aggregato, minore è la richiesta d’acqua per conseguire la consistenza prefissata.
La legge di Abrams invece afferma che la resistenza meccanica ad una determinata stagionatura e
ad una determinata temperatura aumenta al diminuire del rapporto acqua/cemento secondo
l’equazione: K 1
R= a /c
K 2
Dove R è la resistenza meccanica a compressione e K e K sono due costanti che dipendono dal
1 2
tempo e dalla temperatura di stagionatura oltre che dal tipo di cemento.
Capitolo 6
La lavorabilità del calcestruzzo fresco
La LAVORABILITA’ è la caratteristica che indica la capacità del calcestruzzo fresco a muoversi e a
compattarsi. In un calcestruzzo molto lavorabile l’aria intrappolata è facilmente espulsa, mentre in
un cls poco lavorabile posso permanere dei macrovuoti d’aria (vespai). Per misurare la lavorabilità
di un cls si utilizza lo slump test il quale consiste nel misurare l’abbassamento del calcestruzzo
sformato da un tronco di cono metallico (cono di Abrams) rispetto all’altezza dello stesso
calcestruzzo costipato in modo standardizzato all’interno di un cono alto 300mm. Bisogna notare
che è un calcestruzzo più lavorabile è meno dipendente dalla efficacia della compattazione in
opera in quanto c’è bisogno di una maggiore vibrazione per eliminare i vuoti d’aria.
La MOBILITA’ del calcestruzzo è importante per facilitare il trasporto, il getto e l’avvolgimento dei
ferri di armatura all’interno delle casseforme.
La COMPATTABILITA’ è importante per agevolare la fuoriuscita dell’aria intrappolata dal
calcestruzzo fesco ed assicurare la massima densità possibile del materiale indurito.
La CLASSE DI CONSISTENZA viene definita in base all’abbassamento dello slump ed è
individuata dalla lettera S seguita da un numero da 1 a 5 (S1-terra umida, S2-superfluida).
Il GRADO DI COMPATTAZIONE (g ) è dato dalla misura la massa volumica d
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