Tipi di cemento: composizione

Nel settore delle costruzioni esistono diversi tipi di cemento che differiscono per le loro le proprietà, usi e materiali utilizzati durante il processo di fabbricazione.

Il cemento è un legante idraulico in quanto indurisce e si lega alle materie inerti combinandosi e reagendo con l’acqua. La composizione chimica varia a seconda dei tipi di cemento ed è definita in termini di % m/m dei materiali utilizzati ovvero calce, ferro, silice e allumina.

Una ulteriore differenziazione tra i tipi di cemento è data dalla temperatura e dalla durata del riscaldamento, dalle caratteristiche specifiche dell’impianto, nonché dai processi di finitura. Vi sono numerosissimi tipi di cemento tra cui:

Cemento Portland Ordinario

È quello più comune generalmente utilizzato per edifici in cemento armato, dotato di grande resistenza alla fessurazione e al ritiro ma minore resistenza agli attacchi chimici.

Il suo nome deriva dalla sua somiglianza con la pietra di Portland , un tipo di pietra da costruzione estratta sull’isola di Portland, in Inghilterra.

Contiene il 51% di alite, 23% di belite, l’8% di celite e il 9% di ferrite.

I componenti minori più importanti sono:

  • il gesso per ridurre la tendenza del materiale di base a contrarsi eccessivamente durante la presa
  • ossido di magnesio e di metalli alcalini per aumentare il pH e proteggere l’armatura metallica del cemento

La reazione del cemento con l’acqua, nota come idratazione, produce un materiale molto duro e un

legante forte per le particelle di aggregato nel calcestruzzo.

Al termine dell’idratazione si sprigiona calore espresso in calorie per grammo.

Il principale prodotto dell’idratazione è il silicato di calcio 3 CaO · 2 SiO2 · 4 H2O responsabile della resistenza dei materiali cementizi

Cemento pozzolanico

Presenta circa il 15-35% di pozzolana, il 4% di gesso e la rimanente parte di Portland. La pozzolana è un materiale di origine vulcanica materiale costituito da granuli vetrosi e piccoli cristalli di minerali.

È un legante fortemente idraulico quindi indurisce anche in presenza di umidità e acqua. La presenza di pozzolana provoca la riduzione della quantità di calore di idratazione e l’aumento della durabilità del cemento in ambienti corrosivi, in particolare contro i solfati e talvolta il cloro

Inoltre è contraddistinto da un ritiro modesto e controllato.

Cemento a presa rapida

È un tipo speciale di cemento che raggiunge un’elevata resistenza in un tempo minore rispetto agli altri. Normalmente, la resistenza dei tipi convenzionali raggiunta in 7 giorni è raggiunta da questo tipo di cemento in 3 giorni.

Contiene, rispetto al Portland, una maggiore quantità di ossido di calcio e quindi una percentuale maggiore di silicato tricalcico. Inoltre i granuli sono macinati in modo più fine con un aumento dell’area superficiale. Ciò fornisce una migliore velocità di idratazione in modo che il cemento acquisisca resistenza iniziale.

Sebbene più costoso del Portland, presenta numerosi vantaggi.

Cemento alluminioso

È prodotto da calcare o gesso e bauxite ed è privo di solfati e indurisce per dare principalmente alluminati di calcio idrati o carboalluminati a differenza del cemento Portland che è composto da silicati di calcio.

Il costituente principale, e anche la fase più reattiva è l’ alluminato monocalcico CaO · Al2O3

È a rapido indurimento con tempo di presa iniziale e finale rispettivamente di circa 3.5 e 5 ore.

La sua  resistenza a compressione è molto elevata ed è più lavorabile del normale Portland ed è utilizzato in opere in cui il calcestruzzo è sottoposto ad alte temperature, gelo e azione acida

Cemento  d’altoforno

È  una miscela di Portland e loppa d’altoforno a granuli fini ottenuta come sottoprodotto nella fabbricazione dell’acciaio e della ghisa con una percentuale inferiore al 70% rispetto a quella del cemento.

Nella produzione di acciaio e ghisa, il minerale di ferro costituito da una miscela di ossidi di ferro, silice e allumina,  insieme a un combustibile costituito da coke, gas naturale e carbone polverizzato e da calcare quale fondente, sono immessi in un altoforno. Si ottengono due prodotti: metallo ferroso fuso e loppa d’altoforno fusa che ha una composizione non lontana da quella del cemento Portland.

Il suo costo di produzione è inferiore al Portland, è resistente all’attacco di solfati e cloruri e utilizzato in costruzioni destinate a trattenere l’acqua come fiumi, muri di contenimento e porti

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