Percorsi Abilitanti Speciali Classe A016 Costruzioni...

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Calci, cementi e gessi

Percorsi Abilitanti Speciali

Classe A016

Costruzioni, Tecnologia delle costruzioni e Disegno Tecnico

pro

f. A

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. L.

Bara

tta

Roma, 29 marzo 2014

02

Leganti

Si dicono leganti i materiali che, ridotti allo stato di polvere e miscelati con acqua, danno luogo

ad un impasto di consistenza plastica in grado di convertirsi progressivamente, con un fenomeno

detto di presa e successivo di indurimento, in un prodotto di consistenza simile alla pietra.

I prodotti leganti sono costituiti da:

1. calci, ottenuti dalla cottura di calcari;

2. cementi, ottenuti dalla cottura di clinker (composto di pietre calcaree argillose) con

l’aggiunta di gesso e altri componenti;

3. gessi, ottenuti dalla cottura di minerali contenenti solfato di calcio bi-idrato.

CAGEMA Associazione dell’Industria Italiana della calce, del gesso e delle malte.

Cava di gesso.

I leganti sono classificati in leganti aerei, quando il fenomeno di presa e

indurimento avviene solo in presenza di aria (l’acqua è dannosa), e

leganti idraulici, quando il fenomeno di presa e indurimento non avviene

per combinazione con l’aria ma avviene in presenza di acqua.

I vari leganti si ottengono da materie prime o da miscele di esse,

sottoposte a cottura in forno a temperature più o meno elevate (a

seconda delle caratteristiche da ottenere) e successivamente macinate

allo stato di polvere.

Percorsi Abilitanti Speciali – Classe A016

prof. Adolfo F. L. Baratta

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Leganti

Classificazione dei leganti.

Leganti aerei

Leganti idraulici

Gessi

Calci aeree

Calci idrauliche

Cementi

Leganti Tipi

1. Aerei

Calci aeree Grasse e magre

Gessi Fini, comuni, forti, morti e calcinati

2. Idraulici

Calci idrauliche Naturali (zolle, polvere) e artificiali

Cementi Naturali, artificiali e speciali

Tipi di leganti.



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Calci aeree

Si tratta di uno dei leganti più antichi

(Marco Vitruvio Pollione nel I sec. a.C.

ne tesse gli elogi nel suo De

Architectura) e deriva dalla cottura,

con temperature fra gli 800° e i 1.000°

C, di rocce calcaree (costituite

prevalentemente da carbonato di calcio

CaCO3>90%, carbonato di magnesio,

argilla e composti del ferro).

In Italia l’area dolomitica è

particolarmente ricca di rocce idonee

alla produzione di calci aeree.

Forno per la cottura di calce

[fonte: Bussard, B. ; Dubois Leçons, H.

Èlémentaires de chimie, Parigi 1906].



05

Calci aeree

Il ciclo della calce avviene secondo le seguenti fasi:

1. Cottura e calcinazione del carbonato di calcio (CaCO3) in appostiti forni.

CaCO3 (carbonato di calcio) - CO2 (anidride carbonica) CaO (ossido di calcio “calce viva”)

Con la cottura a 800-900°C, il calcare viene immesso nei forni e si ottiene la

cosiddetta “calce viva” con perdita di anidride carbonica, peso (40-45%) e volume

(10-20%).

2. Idratazione e spegnimento dell’ossido di calcio (CaO).

CaO (ossido di calcio “calce viva”)+H2O (acqua) Ca(OH)2 (idrossido di calce “calce spenta”)

Con la bagnatura la “calce viva” entra in contatto con l’acqua, sviluppa un forte

calore (100°C), aumenta il volume e diventa “calce spenta”.

3. Carbonatazione dell’idrossido di calcio (Ca(OH)2).

Ca(OH)2 (idrossido di calce “calce spenta”) + CO2 (anidride carbonica) CaCO3 + H2O

Con la stagionatura (2-36 mesi) si ha la carbonatazione ovvero si assorbe anidride

carbonica: il risultato è la calce idrata.

Durante la presa in fase di posa in opera (malta, stucchi, pitture, etc.) viene persa l’acqua in

eccesso ovvero:

4. Presa del carbonato di calce (CaCO3) e perdita dell’acqua (H2O).

CaCO3 - H2O (acqua) CaCO3 (carbonato di calcio).



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Calci aeree

850 °C Carbonato di calcio

CaCO3

Ossido di calce

CaO -

Anidride carbonica

CO2

+

Idrossido di calce

Ca(OH)2

-

Acqua

H2O

+ Anidride carbonica

CO2

Acqua

H2O

Il ciclo della calce aerea.

1

Cottura

2

Spegnimento

Idrossido di calce

Ca(OH)2

3

Carbonatazione

+ Acqua

H2O

4

Presa

Il calcare è una roccia sedimentaria il cui

componente principale è minerale calcite.

CaO = Calce viva

Ca(OH)2 = Calce spenta



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Calci aeree

Lo spegnimento può essere condotto in due maniere differenti, per aspersione o per

immersione: nel primo caso i frammenti vengono trasferiti su un nastro trasportatore su cui

viene spruzzata dell'acqua mentre nel secondo caso le zolle di calce viva vengono gettate in una

vasca piena d’acqua. Questo tipo di spegnimento avviene in due passaggi, con una prima vasca

di spegnimento e una seconda vasca di stagionatura, dentro le quali si ha la formazione del

grassello di calce. Nelle vasche di stagionatura è essenziale la presenza di uno strato d’acqua

(detto latte di calce) che impedisce all’idrossido di calcio di reagire con l’anidride carbonica

presente nell’aria.

La qualità di una calce, ovvero la proprietà di impastarsi con un maggiore o minore quantità di

acqua, determina la classificazione delle calci in grasse (più lavorabili ed omogenee) o magre.

Agli effetti della normativa vigente le calci aeree si distinguono in:

1. calce grassa in zolle;

2. calce magra in zolle;

3. calce idrata in polvere distinta in due tipi di prodotto:

3.1. fiore di calce;

3.2. calce idrata da costruzione.



08

Calci aeree

La lavorazione della miscela cruda può essere eseguita a umido o a secco.

Frantumazione

Vasca di

spappolamento

Essiccazione e

macinazione

Vasca di stoccaggio Deposito

farina cruda

Cottura nel forno rotante

Dosaggio

Macinazione

Deposito

Spedizione sacchi Spedizione sfusi

Materiali

Clinker Clinker

Materiali

Umido Secco



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Calci aeree

Nella fase di posa in opera, l’impasto ottenuto dalla miscela tra leganti e acqua subisce un

processo di consolidamento (presa e indurimento) durante il quale l’impasto si indurisce

progressivamente.

Il periodo iniziale si definisce tempo di presa ed è compreso tra qualche minuto e qualche ora; il

periodo successivo si definisce tempo di indurimento ed è compreso tra qualche mese e qualche

anno.

La resistenza meccanica del legante aumenta rapidamente nella fase iniziale per poi progredire

più lentamente nella seconda fase: il valore massimo si considera raggiunto alla scadenza dei 28

giorni.

Plinio il Vecchio, Naturalis historia, Libro XXXVI,

I sec. d.C.

Nei trattati di architettura è ampiamente indicato l’utilizzo di intonaci e malte in calce aerea.

Per la realizzazione di intonaci Gaio Plinio Secondo, detto Plinio il Vecchio, descrive tre ricette:

nella prima sono impiegati inerti tradizionali e consolidati come la sabbia e il cocciopesto e

calce aerea stagionata almeno per tre anni; nelle altre due ricette accenna ad intonaci con altri

ingredienti e addittivi insoliti come il latte, lo zafferano, il grasso e i fichi per l’ottenimento di

malte più salde e resistenti.



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Calci idrauliche

La calce idraulica, detta anche cemento povero, è ottenuta con una miscela eterogenea di

roccia calcarea, argilla e alluminosilicati idrati (carbonato di calcio, silice, allumina e ossido di

ferro): i calcari così composti sono solitamente detti marne o calcari marnosi.

Il faro di Eddystone Rock (1759) in Gran Bretagna.

La temperatura di cottura di tali calci è superiore a quella

delle calci aeree e può superare anche i 1.000°C.

Il nome deriva dal fatto che, a differenza della calce aerea,

la calce idraulica è in grado di fare presa e indurimento

anche se immersa nell’acqua ovvero anche non a contatto

con l’aria. Per tale motivo le malte realizzate con calci

idrauliche (tutte a presa lenta e solitamente impiegate per

opere che sopportano carichi non eccessivi) possono venire a

contatto con l’acqua senza disciogliersi.

La sua scoperta si deve a John Smeaton che, ricevuto nel

1756 l’incarico di ricostruire il faro di Eddystone Rock

distrutto dall’incendio, condusse una serie di studi per

scoprire quale legante possedesse le migliori prestazioni per

resistere in un ambiente fortemente aggressivo: per valutare

gli effetti sugli impasti ottenuti con le calci di cottura di

calcari di diversa provenienza, immergeva i provini in acqua

fredda subito dopo la presa.



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Calci idrauliche

Le calci idrauliche hanno struttura e resistenza del tutto analoghe al cemento; gli aspetti più

rilevanti che differenziano i due leganti sono:

- il tempo di cottura (36 ore circa a 1.000°C della calce idraulica naturale e 45 minuti circa a

1.450°C per il cemento);

- la quantità di argilla contenuta (20-22% per la calce idraulica e 25-27% per il cemento).

La classificazione delle calci idrauliche avviene secondo l’indice di idraulicità del prodotto cotto

ovvero secondo il rapporto fra gli ossidi ci silicio, alluminio e ferro e gli ossidi di calcio.

SiO2 (silice) + Al2O3 (allumina) + Fe2O3 (ossido ferrico)

= 0,10-0,65

CaO (ossido di calcio)

A seconda del valore si hanno:

1. calci debolmente idrauliche = 0,10-0,15

2. calci mediamente idrauliche = 0,16-0,30

3. calci idrauliche = 0,31-0,42

4. calci eminentemente idrauliche = 0,42-0,50

5. calci limite = 0,51-0,65

Marna e calce idraulica.



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Calci idrauliche

800-1.000 °C

Idrossido di calce

Ca(OH)2

+

La preparazione della calce aerea.

Idrossido di calce

Ca(OH)2

+

Loppa

Pozzolana naturale

o argilla cotta

Marna

Legante idraulico



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Calci idrauliche

Termini di passaggio tra

calcare (100% di carbonato

di calcio) e argilla (100% di

minerali argillosi).

Calcare

100%

95%

85%

75%

65%

35%

25%

15%

5%

0%

0%

5%

15%

25%

35%

65%

75%

85%

95%

100%

Min

era

li a

rgillo

si

Calc

ite

La marna è una roccia sedimentaria composta da una frazione argillosa e da una frazione

carbonatica (carbonato di calcio, calcite CaCO3) oppure da carbonato doppio di magnesio e

calcio (dolomite MgCa(CO3)2).

Nelle marne tipiche la percentuale di carbonato di calcio è del 35-65%

Calcare debolmente marnoso

Calcare marnoso

Marna calcarea

Marna

Marna argillosa

Argilla marnosa

Argilla debolmente marnosa

Argilla



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Calci idrauliche

Le loppe granulari d’altoforno provengono dalla produzione della ghisa. La scoria fusa, costituita

da silicati ed alluminati di calcio, deve essere temperata e diventare vetrosa per acquisire

capacità idrauliche potenziali.

Le loppe hanno una struttura vetrosa e una composizione chimica compatibile con la

produzione di leganti: tale compatibilità si esplicita quando la loppa viene a contatto con

soluzioni alcaline, come ad esempio l’idrossido di calcio.

I requisiti delle loppe previste nella UNI ENV 197-1 sono:

CaO + MgO + SiO2 ≥ 66%

(CaO + MgO) / SiO2 > 1

Legenda

CaO = Ossido di calcio;

MgO = Ossido di magnesio;

SiO2 = Biossido di silice, comunemente detto silice.

250

200

150

100

50

20 40 60 80 100

Quantità di vetro contenuto (%)

Resi

stenza a

com

pre

ssio

ne

a 3

gio

rni (k

g/cm

3)

Contenuto di vetro e resistenza a compressione

delle loppe.



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Calci idrauliche

Composizione chimica delle loppe di altoforno (valori espressi in %).

Legenda

CaO = Ossido di calcio;

SiO2 = Biossido di silice;

Al2O3 = Ossido di alluminio;

MgO = Ossido di magnesio;

Fe2O3 = Ossido di ferro;

MnO = Ossido di manganese;

S = Zolfo.

Paese di provenienza CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 MnO S

Canada 40 37 8 10 1,2 0,7 2,0

Francia 43 35 12 8 2,0 0,5 0,9

Germania 42 35 12 7 0,3 0,8 1,6

Giappone 43 34 16 5 0,5 0,6 0,9

Gran Bretagna 40 35 16 6 0,8 0,6 1,7

Russia 39 34 14 9 1,3 1,1 1,1

Sudafrica 34 33 16 14 1,7 0,5 1,0

Stati Uniti 41 34 10 11 0,8 0,5 1,3



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Cementi

Il cemento è un legante idraulico, in forma di polvere finissima, ottenuto per macinazione del

clinker (prodotto dalla cottura ad alte temperature di pietre calcaree argillose).

Anche se già i romani facevano uso di un legante idraulico simile al cemento, è tra la fine de

Settecento e l’inizio dell’Ottocento che fioriscono in Francia e Gran Bretagna le prime

sperimentazioni produttive di cemento.

Infatti, nel 1796 James Parker fabbrica il primo cemento a presa rapida (cemento Parker o

romano) cuocendo le concrezioni marnose contenute nelle argille del Tamigi.

Il cemento naturale fu prodotto per la prima volta nel 1824 dal muratore-fornaciaio inglese

Joseph Aspdin che lo ottenne per cottura di una miscela finemente macinata di calcare e argilla:

visto che una volta indurito il prodotto ottenuto somigliava alla pietra che si estraeva sull’isola

di Portland (UK), gli venne attribuito il nome di cemento Portland (Brevetto n. 5022 del

21.10.1824).

Meyhoefer, D. Cemento, Motta editore, Milano 2009.

La fabbrica di cemento Alsen [fonte: Burmester,

G. 1895].

Qualche anno più tardi, nel 1845, un altro

inglese, Isac Johnson, portando il prodotto a

temperature molto maggiori e macinandolo

successivamente avviò la produzione industriale

dei cementi Portland.



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Cementi

I cementi sono leganti capaci di raggiungere, dopo la presa e l’indurimento, resistenze

meccaniche molto elevate rispondenti a precise normative di legge.

La composizione dei cementi è la seguente:

SiO2 (ossido di silicio) + Al2O3 (ossido di alluminio) + Fe2O3 (ossido di ferro) 33-40%

CaO (ossido di calcio) 60-67%

Dopo la cottura a 1.200-1.500°C, al clinker viene aggiunto del gesso: quest’ultimo, in quantità

minori del 3%, ha il compito di regolare la presa perché, senza il gesso, il cemento a contatto

con l’acqua indurirebbe subito. I cementi normalizzati sono invece tutti a lenta presa.

Per la normativa europea i cementi sono classificati in funzione di: - composizione (che ne determina la

denominazione);

- resistenza normalizzata a 28 giorni espressa in

MPa con riferimento alla resistenza a

compressione iniziale (che ne determina il

titolo).

La norma UNI EN 197-1 stabilisce le

caratteristiche dei cementi.

Il cemento è fornito in sacchi da 25 kg, sfuso

(silos) o direttamente dalla centrale di

betonaggio.



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Cementi

La valutazione della presa del cemento

mediante l’Ago d Vicat.

L’inizio e la durata della presa sono accertati su provini di pasta mediante la penetrazione di un

ago (Ago di Vicat) di sezione di 1,0 mm2 mediante un carico di 300 g. Durante la prova:

- si considera iniziata la presa quando l’ago poggiato sulla pasta, nel penetrarvi, non tocca più

il fondo del contenitore;

- si considera terminata la presa quando l’ago non penetra più e i limita a lasciare l’impronta

sulla superficie della pasta.

Strumento di prova per la presa del cemento.



19

Cementi

Frantumazione

Estrazione

materie prime

Pre-

omogeneizzazione

Ciclo tecnologico della produzione del cemento.

Deposito

Essiccamento e

macinazione

Cottura

Macinazione Deposito Dosaggio costituenti

Clinker

Spedizione sfuso o

in sacchi

Farina

cruda

Prodotto

finito

Controllo

caratteristiche

Controllo

caratteristiche



20

Cementi

I cementi sono classificati per denominazione, ovvero per la loro composizione, in:

1. cementi naturali o Portland, ottenuti direttamente dalla cotture di clinker e successiva

macinazione (farine crude) con l’aggiunta di gesso o anidrite;

2. cementi artificiali, ottenuti per miscela di cementi naturali con gesso e sostanze di diversa

provenienza. Tra questi il cemento d’altoforno e il cemento pozzolanico;

3. cementi speciali, ottenuti per miscela di cementi naturali con gesso e sostanze in grado di

garantire un prodotto a prestazioni migliorate. Tra questi il cemento alluminoso, che si

ottiene aggiungendo della bauxite, permette di gettare a temperature inferiori a 0°C

mantenendo resistenze meccaniche elevate, e il cemento per sbarramento di ritenuta, è

caratterizzato da basso calore di idratazione e da particolari caratteristiche fisico-

meccaniche.

I cementi comuni (CEM) conformi alla UNI EN 197-1 sono suddivisi in cinque tipi principali:

I. cementi Portland con una percentuale di clinker pari ad almeno il 95%;

II. cementi Portland compositi con una percentuale di clinker di almeno il 65%. La norma

prevede 19 sottotipi di cemento Portland composito;

III. cementi d’altoforno con una percentuale di loppa d’altoforno (S) del 36-95%. La norma

prevede 3 sottotipi do cemento d’altoforno che riportano la sigla III A, III B e III C;

IV. cementi pozzolanici con materiale pozzolanico (P e Q) del 11-55%. La norma prevede 2

sottotipi che riportano la sigla IV A e IV B;

V. cementi compositi ottenuti per simultanea aggiunta di clinker di cemento Portland (20-

64%), loppa d’altoforno (18-50%) e materiale pozzolanico (18-50%). La norma prevede 2

sottotipi che riportano la sigla V A e V B.



21

Cementi

Tipi e composizioni dei cementi naturali e artificiali secondo la norma europea UNI ENV 197-1.

Tipo di cemento Composizione

Cementi Portland Ammettono al massimo sino al 5% di altri componenti

oltre al gesso.

Cementi Portland alla loppa

Prendono il nome dal materiale che viene aggiunto e

che impartisce caratteristiche particolari.

Il limite dell’aggiunta è fissato dalle norme dei diversi

Paesi e varia tra il 6% e il 35%.

Cementi Portland alla pozzolana

Cementi Portland alle ceneri volanti

Cementi Portland allo scisto calcinato

Cementi Portland al calcare

Cementi Portland compositi

Cementi d’altoforno Contengono loppa d’altoforno in misura del 36-95%.

Cementi pozzolanici Contengono il 11-55% di materiali pozzolanici.

Cementi compositi Contengono loppa e pozzolana in misura del 18-50%.

La norma UNI EN 197-1 definisce il cemento come “un legante idraulico, cioè un materiale

inorganico finemente macinato che, mescolato con acqua, forma una pasta che rapprende ed

indurisce in seguito a reazioni e processi di idratazione e che, una volta indurita, mantiene la

sua resistenza e la sua stabilità anche sott’acqua”.



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Cementi Portland

Il cemento Portland, capostipite dei cementi moderni, si ottiene per macinazione promiscua di

clinker e gesso: l’aggiunta di quest’ultimo (solfato di calcio CaSO4·2H2O) è indispensabile per

regolare la presa del cemento. La maggior parte dei cementi oggi prodotti in Europa è formata

da cosiddetti cementi compositi che, oltre al clinker, contengono altri componenti.

Il cemento Portland composito ha denominazioni diverse in funzione della tipologia delle

aggiunte ovvero:

- cemento Portland alla loppa (S) con sigla II A/S, II B/S;

- cemento Portland ai fumi di silice (D) con sigla II A/D;

- cemento Portland alla pozzolana con sigla (P = naturale e Q = calcinata) II A/P, II B/P, II A/Q e

II B/Q;

- cemento Portland alle ceneri volanti (V = silicee e W = calcaree) con sigla II A/V, II B/V, II A/W

e II B/W;

- cemento Portland allo scisto calcinato (T) con sigla II A/T e II B/T;

- cemento Portland al calcare (L e LL) con sigla II A/L, II B/L, II A/LL e II B/LL;

- cemento Portland composito con sigla II A/M e II B/M.

Micrografia del clinker (500X).

I minerali presenti nel clinker sono Alite poligonale, Belite tondeggiante

stirata, ferrito chiaro e alluminato tricalcico più scuro.



23

Cementi Portland

Il clinker, contenuto in tutti i cementi, è un prodotto ottenuto per cottura ad alta temperatura

di miscele di calcare ed argilla. Il calcare contiene prevalentemente carbonato di calcio,

l’argilla contiene silice, allumina, ossido di ferro, oltre all’acqua di cristallizzazione.

Argilla

+

Calcare

Clinker Portland Cemento Portland

Macinazione

Gesso +

CaO 60-67%

SiO2 16-26%

Al2O3 4-8%

Fe2O3 2-5%

Produzione del clinker e del cemento Portland.



24

Cementi d’altoforno o di loppa

I cementi d’altoforno o di loppa sono ottenuti mescolando clinker Portland, loppa d’altoforno e

gesso. Il tenore di loppa varia entro limiti piuttosto ampi: i prodotti più diffusi sono quelli che

ne contengono il 35-50%.

La loppa d’altoforno sviluppa la propria idraulicità più lentamente del clinker: per questo

motivo i cementi d’altoforno hanno resistenze meccaniche alle scadenze brevi dello stesso

ordine di quelle dei cementi Portland soltanto se vengono macinati più finemente di questi.

I cementi d’altoforno si distinguono per due caratteri di evidenza immediata: la buona

lavorabilità del calcestruzzo e delle malte con bassi rapporti acqua/cemento ed il lento sviluppo

delle resistenze meccaniche.

Lo sviluppo delle resistenze meccaniche dei cementi d’altoforno ad alto contenuto di loppa è

pigro e tardivo rispetto al cemento Portland.

Il calcestruzzo di cemento d’altoforno che si confeziona in cantiere con l’acqua necessaria per

una buona lavorabilità, risulta di rapporto acqua/cemento più basso di quello dei calcestruzzi di

altri tipi di cemento: i getti, se fatti maturare in condizioni appropriate, risultano perciò più

compatti, meno permeabili e meno aggredibili dal gelo e dagli agenti esterni.

Scorie d’altoforno cristallizzate e granulate.



25

Cementi pozzolanici

Le pozzolane, naturali od artificiali, sono materiali in polvere che, a temperatura ambiente ed

in presenza d’acqua, reagiscono con l’idrossido di calcio [Ca(OH)2] che si forma nel corso

dell’idratazione dei silicati di calcio. Possono essere naturali di origine vulcanica (pulvis

puteolana, Pozzuoli 300 a.C.) o materiali prodotti per calcinazione di argilla o scisti o residui

(ceneri) della combustione del carbone, come le cosiddette ceneri volanti, provenienti dalle

centrali termoelettriche. Un caso particolare di pozzolana è il fumo di silice o microsilice,

residuo della produzione di leghe ferro-silicio e costituito essenzialmente da silice dispersa. La

reazione pozzolanica è dovuta a tre proprietà comuni a tutte le pozzolane ovvero:

- natura acida dovuta alla presenza elevata di silice;

- instabilità termodinamica in presenza di calce, dovuta alla loro natura vetrosa o amorfa;

- elevata superficie specifica.

Pozzolana viterbese

(1000X).

Aggregazione di parti-

celle di silice di for-

ma tondeggiante.

Pozzolana laziale

(1000X). Metamorfosi

della struttura vetrosa

con formazione di ele-

menti cristallizzati.

Pozzolana di Bacoli

(1000X).

Tipica struttura va-

culare vetrosa.

Ceneri volanti (500X).

Particelle sferoidali

vetrose.



26

Cementi pozzolanici

I cementi pozzolanici sono miscele omogenee di clinker Portland, gesso e materiale pozzolanico,

ottenute per macinazione simultanea dei costituenti, oppure per miscelazione di cemento

Portland e di materiale pozzolanico di opportuna finezza.

Lo sviluppo delle resistenze di cementi pozzolanici è più lento di quello dei cementi Portland:

per i cementi pozzolanici le resistenze a compressione alle maturazioni più brevi di 28 giorni

sono inferiori a quelle dei cementi Portland mentre sono superiori quelle a 3, 6, 12 mesi ed

oltre.

I cementi pozzolanici presentano una spiccata resistenza all’attacco di ioni estranei, in

particolare solfati e cloruri: per tale motivo, i cementi pozzolanici sono i più indicati per opere

marittime, fondazioni in terreni solfatici e, in generale, per tutti i lavori in cui il calcestruzzo è

soggetto all’aggressione chimica.

Paesi Produzione

(migliaia di ton.)

Consumo procapite

(kg/abitante)

Francia 19.300 313

Germania 30.150 301

Gran Bretagna 8.000 159

Italia 34.408 565

Paesi Bassi 4.695 287

Spagna 26.020 532

Produzione di cemento in

Europa e consumo procapite

nel 2010 [Fonte: AITEC].

Per uguale consistenza della

pasta, i cementi pozzolanici

richiedono in genere più

acqua d’impasto dei cementi

Portland di pari classe di

resistenza e prodotti con il

medesimo clinker.



27

Cementi

Cementi Resistenza (kg/cm2)

Compressione Flessione

Normali 3° g 7° g 28° g 3° g 7° g 28° g

- 175 325 - 40 60

Alta resistenza 3° g 7° g 28° g 3° g 7° g 28° g

175 325 425 40 60 70

Alta resistenza e rapido

indurimento

1° g 3° g 28° g 1° g 3° g 28° g

175 325 525 40 60 80

Vecchi requisiti meccanici dei cementi stabiliti dal D.M. 03.06.1968.

La resistenza massima alla compressione dopo 28 giorni è definita titolo del cemento. Questo

valore, stampato sui sacchi di cemento da 25,0 o 50,0 kg, caratterizza il prodotto nel suo

aspetto più peculiare ovvero per la sua resistenza a compressione.

I cementi sono classificati secondo le caratteristiche di resistenza a rottura in:

1. cementi normali, con resistenza a compressione che varia, tra i 7 e i 28 giorni, da 175 e 325

kg/cm2;

2. cementi ad alta resistenza, con resistenza a compressione che varia, tra i 3 e i 28 giorni, da

175 e 425 kg/cm2;

3. cementi ad alta resistenza e rapido indurimento, con una resistenza a compressione che dopo

sole 24 ore vale 175 kg/cm2.



28

Cementi

Classe di resistenza

Resistenza a compressione (N/mm2)

minima garantita

2 giorni 7 giorni 28 giorni

32.5 N - ≥16 ≥32,5; ≤52,5

32.5 R ≥10 - ≥32,5; ≤52,5

42.5 N ≥10 - ≥42,5; ≤62,5

42.5 R ≥20 - ≥42,5; ≤62,5

52.5 N ≥20 - ≥52,5

52.5 R ≥30 - ≥52,5

Requisiti meccanici dei cementi [Fonte: UNI-EN 197-1].

La UNI-EN 197-1 classifica i cementi a livello europeo individuando da 9 a 150 tipi di cementi

realizzabili. In particolare, si individuano n. 6 Classi di resistenza e n. 25 Tipi di cemento. I

cementi vengono pertanto individuati con codici alfa-numerici (“CEM III B 32.5R”, “CEM II-A/L

42.5”, ecc.). Per ogni classe di resistenza si definiscono due classi di resistenza iniziale (a 2-7

giorni):

- con resistenza iniziale ordinaria contrassegnata con la lettera N;

- con resistenza iniziale elevata contrassegnata con la lettera R.



29

Cementi

Tipi di cemento e composizione (percentuale in massa) [Fonte: tabella 1.II, UNI-EN 197-1].



30

Gessi

Si tratta del primo legante utilizzato dall’uomo e si ottiene riscaldando (150-200°C) una roccia

sedimentaria molto diffusa in natura. Il minerale del gesso, il solfato di calcio biidratato (CaSO4

2H2O), si presenta come selenite (cristallizzato), alabastro (granulare fino e compatto) e

sericolite (fibroso). Di colore bianco latte, il gesso assume caratteristiche diverse a seconda

delle condizioni di cottura e della granulometria. Per rendere l’impasto plastico e lavorabile,

l’acqua deve essere sempre in eccesso rispetto alla quantità stechiometrica (rapporto polvere di

gesso/acqua di 1:1). La resistenza meccanica del gesso è fortemente condizionata dal grado di

umidità del manufatto indurito: tanto maggiore è il grado igroscopico e tanto minore è la

resistenza meccanica (la presenza di acqua che agisce da solvente incrementa il volume dei pori

riducendo la resistenza complessiva del materiale).

Tipo di gesso Temper. Impieghi

Gesso fino (scagliola) 130°C Modellistica, stucchi

Gesso comune (da presa) 170°C Per posizionare manufatti, stucchi

Gesso forte 300°C Leganti

Gesso morto > 300°C Polvere inerte per decorazioni

Gesso calcinato > 900°C Sottofondi, intonaci

Classificazione dei gessi e relativi impieghi.

Resi

stenza m

eccanic

a

Tem

po d

i pre

sa

+

-



31

Gessi

Gesso di presa

+

Gesso

Acqua

CaSO4 · 2H2O

Produzione del gesso da presa.

110 200 °C

CaSO4 · ½H2O

CaSO4

H2O

Gesso CaSO4 · 2H2O

A causa della sue caratteristiche intrinseche il gesso

presenta le seguenti peculiarità:

1. per la sua igroscopia il gesso può essere utilizzato in

ambienti con bassa e media umidità relativa: infatti, in

ambienti molto umidi (ad esempio, all’esterno) il gesso

non garantisce la stabilità e rischia la dissoluzione;

2. il gesso presenta una buona resistenza all’incendio e

non propaga la fiamma e i vapori. A partire dai 60°C

perde acqua di costituzione (-25% del peso) e superati i

120°C si secca e comincia a sbriciolarsi (in alcuni Paesi,

combinato con materiali di natura diversa, il gesso

viene comunque utilizzato per proteggere le strutture

in acciaio dall’azione del fuoco);

3. vista la costante presenza di acqua, i materiali

metallici immersi o a contatto con il gesso possono

deteriorasi con maggiore rapidità. Infatti, la soluzione

che origina la combinazione acqua/gesso è di natura

acida e attacca metalli quali l’acciaio, il piombo e lo

zinco;

4. il gesso può avere un ruolo importante in relazione alla

sua capacità di regolare l’igrometria degli ambienti

chiusi, in quanto è capace di cedere acqua in

atmosfere asciutte e di assorbirne in atmosfere umide.



32

Leganti

Gesso 150-200 °C Oriente

Calce aerea 950-1.000 °C Romani

Calce aerea e pozzolana Romani

Calce idraulica John Smeaton (1756)

Cemento Portland 1.200-1.250 °C Joseph Aspdin (1845)

Temperatura di cottura Legante Impiego

Alcuni leganti.

Leganti

aere

i Leganti

idra

ulici



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