Riassunto esame Chimica e tecnologia dei materiali, prof. Mariani, libro consigliato Il nuovo calcestruzzo, Collepardi

Capitolo 1

Dal calcestruzzo antico a quello moderno

Malta  Miscela composta da 3 materie prime, acqua, legante e sabbia.

Calcestruzzo  Miscela composta da almeno 4 elementi: acqua, legante, sabbia, aggregato lapideo grosso ed eventualmente additivi chimici, minerali, fibre, etc.

• Acqua, rende plastica la miscela, reagisce con il legante per produrre un materiale duro e rigido.
• Legante, reagisce con l’acqua, in passato era formato da gesso o calce, ora si usa principalmente il cemento.
• Sabbia, materiale granulare con particelle di dimensione compresa tra 0,1 e 5 mm.
• Aggregato grosso, solitamente con granuli di dimensione compresa tra 5 e 30 mm (max 150 mm), può essere naturale (ghiaia, elementi tondeggianti, superficie liscia) o artificiale (pietrisco, forma irregolare e spigolosa, superficie ruvida).

Tipologie di leganti

Capitolo 2

Il cemento

La normativa europea sui cementi indica 25 diversi tipi (o sottotipi) di cemento. Secondo la norma, il tempo di inizio presa deve essere non inferiore a 60 minuti per cementi con classe di resistenza fino a 42.5 N e di almeno 45 minuti per classi di resistenza superiori.

Ciascun cemento è disponibile in una delle 6 classi di resistenza: 32.5N, 32.5R, 42.5N, 42.5R, 52.5N e 52.5R. Il numero indica la soglia minima di resistenza meccanica a compressione in N/mm² misurata a 28 giorni. La lettera R sta per rapido, ossia deve superare una soglia minima di resistenza anche a 2 giorni, al contrario di quelli contrassegnati con la lettera N che dovranno superare una soglia minima di resistenza dopo 7 giorni.

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, 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.