Ciment

În construcții, termenul de ciment , sau mai bine ciment hidraulic, se referă la o varietate de materiale de construcție , cunoscute sub numele de lianți hidraulici , care atunci când sunt amestecați cu apă dezvoltă proprietăți adezive ( proprietăți hidraulice ).

Pasta de ciment sau mortar , ciment plus apă, se utilizează ca liant amestecat cu materiale inerte precum nisip , pietriș sau piatră zdrobită.

dacă pasta de ciment se amestecă cu un agregat fin (nisip), se obține mortarul de ciment ;
dacă agregatele de diferite dimensiuni (nisip, pietriș și pietriș) sunt îmbinate cu pasta de ciment, conform unei curbe granulometrice specifice, se obține beton ;
în cazul în care betonul este cuplat cu o " întărire constituită din tije menționate anterior, de asemenea , (bare cu dungi)«rebar» din oțel , poziționate în mod adecvat, are betonul armat (desemnată în mod eronat de către armat nume beton). Odată cu legislația din 1971, acesta ia denumirea de conglomerat de beton armat.

Germania a fost, în 2014, primul producător din Europa (al doilea a fost Italia ). ^[1] Se estimează că în 2009 s-au produs 36 de milioane de tone de ciment, echivalentul a aproximativ 601 kg pe locuitor ^[2] . Producția mondială în 2008 a fost de 2,83 miliarde de tone, adică aproximativ 450 kg pe cap de locuitor. ^[3]

Istorie

O fabrică de ciment Portland din 1895

Utilizarea liantului în construcție poate fi urmărită în mileniul III î.Hr. , când mortarul de ipsos a fost folosit în Egipt pentru construcția de fațade din zidărie în carlări de piatră. Romanii au folosit inițial varul de aer ca liant. Până când liantul mortarului nu consta decât din var de aer, întărirea betonului a avut loc extrem de lent, deoarece consolidarea unui mortar pe bază de var se datorează reacției hidroxidului de calciu cu dioxidul de carbon prezent în aer, cu producerea ulterioară de carbonat de calciu .

Din secolul I î.Hr. , romanii au început să înlocuiască nisipul care formează mortarul cu pozzolana ( pulvis puteolana ) sau cocciopesto . Descoperirea pozzolanei a marcat o revoluție în construcția zidăriei. Vitruvius spune în cea de-a doua carte a De Architectura că pozzolana din Baia sau din Cuma face viguros nu numai orice tip de construcție, ci mai ales cele care sunt făcute în mare sub apă . Datorită comportamentului pozzolanic al pozzolanului și cocciopesto-ului, mortarul, format din var aerian + pozzolan, a fost întărit și întărit chiar și în apă, fără contact cu aerul, permițând producerea de lianți foarte rezistenți și de întărire rapidă.

Odată cucăderea Imperiului Roman de Vest a început, mai ales departe de Roma , o scădere inexorabilă a construcțiilor; acest declin a continuat pe tot parcursul Evului Mediu . De fapt, în Evul Mediu, tehnologia pozzolanului a fost abandonată în favoarea lianților, cum ar fi varul stins . ^{[ Citație necesară ]} Odată cu trezirile umaniste , mai ales după secolul al XIV-lea , au fost traduse și recitite textele latine ale lui Pliniu cel Bătrân și Vitruvius. Reeditarea De Architectura, editată de un dominican, Giovanni Monsignori ( Fra 'Giocondo ), datează din 1511 . Aceasta a fost urmată de numeroase alte traduceri, care au ajutat la clarificarea secretului construirii conform romanilor. Astfel, în special în Franța secolului al XVIII - lea , arta de a construi lucrări de bine conform cunoștințelor romane a fost redescoperită.

În perioada Renașterii , arhitecții de calibru ai lui Leon Battista Alberti și Andrea Palladio se referă la Vitruvius și la clădirea romană. Acesta din urmă în 1570 descrie în Tratatul de arhitectură, Libri 4, Veneția , existența unui var, calce nigra , obținut prin arderea unui calcar originar din zona Paduan, conținând impurități argiloase, cu caracteristici hidraulice. În această abordare continuă a betonului de astăzi, a fost descoperirea revoluționară a varului hidraulic de către inginerul britanic John Smeaton în 1756.

În construcția farului Eddystone a folosit, în locul amestecului de var-pozzolan, primul var hidraulic pe care l-a obținut din arderea calcarului conținând o cantitate echitabilă (aproximativ 11%) de impurități argiloase . Descoperirea varului hidraulic marchează trecerea de la betonul roman la cel modern, deoarece experimentatorii, cu ajutorul științei chimice abia născuți cu Lavoisier , sunt capabili să guverneze un nou proces de sinteză care va conduce mai întâi la varul hidraulic artificial, apoi la ciment Portland modern. Odată ce s-a descoperit că impuritățile de silice și alumină prezente în lut care însoțesc unele calcare sunt responsabile pentru formarea silicaților de calciu și aluminatilor, capabili să se întărească sub apă, au început experimente în arderea amestecurilor artificiale de calcar și argilă la temperatură. din ce în ce mai mare până la atingerea unei zgură rudimentare a produsului final.

Mai ales în Anglia și Franța, între sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea , au înflorit invențiile, brevetele și inițiativele industriale care au condus la producerea primilor lianți hidraulici industriali, numiți cimenturi. În special, în 1796 James Parker fabricat primul priză rapidă ciment ( ciment Parker sau ciment roman), prin ardere marnă concrețiuni conținute în Tamisa argilele în cuptoare sale de var, în timp ce în 1800 Lesage a obținut un foarte rezistent de material hidraulic prin calcinarea pietricele.calcarul Boulogne sur Mer . În general, bazinul hidrografic dintre varul hidraulic Smeaton și cimentul Portland fabricat este stabilit la 1818 , când inginerul francez LJ Vicat definește formula pentru varul hidraulic artificial.

De fapt, Vicat a fost primul care a înțeles că pentru a obține un material cu comportament hidraulic nu era nevoie să gătiți calcare naturale argiloase, dar același rezultat ar putea fi obținut prin combinarea calcarelor pure și a oricărei porțiuni de argilă în ardere. Primul industrial care a produs ciment hidraulic cu reglare lentă pare să fi fost, în 1824 , un cuptor din York , Joseph Aspdin , care a dat produsului numele de ciment Portland, datorită similitudinii dintre mortar și conglomeratul format cu acel ciment cu un calcar compact ( piatră Portland ) din Insula Portland din Anglia. În 1844, JC Johnson a subliniat importanța proceselor de ardere la temperaturi ridicate care au dus la formarea clincherului , produsul final al procesului.

De fapt, în timp ce pentru arderea varului hidraulic sunt necesare 600 - 700 ° C, trebuie să se atingă 1450 ° C pentru a obține cimenturi cu încetinire lentă, deoarece trebuie produs un principiu de vitrificare . În 1860 M. Chatelier a stabilit compoziția chimică a cimentului permițând producția industrializată de beton.

Evoluția reglementării în Italia

saci de ciment Portland

Până în 1993 a fost în vigoare în Italia decretul ministerial din 3 iunie 1968 și modificările ulterioare care conțin regulile privind cerințele și metodele de testare a cimenturilor.

Odată cu apariția normelor UE în Uniunea Europeană, UNI EN 197-1 a intrat în vigoare în Italia, care reunește într-o singură clasificare toate tipurile de ciment produse până atunci în diferitele țări membre.

Conform legislației europene, cerințele de bază ale cimenturilor sunt:

compozitia;
clasa de rezistență normalizată (la 28 de zile) exprimată în M Pa cu referire la rezistența inițială la compresiune (la 7 zile pentru 32,5N și la 2 zile pentru celelalte clase).

UNI EN 197-1 prevede 5 tipuri de ciment, 27 de subtipuri și 6 clase de rezistență.

Prin urmare, conform standardului, pot fi produse 162 (27 × 6) cimenturi.

Denumire standard

Odată cu intrarea în vigoare a standardului UNI EN 197-1, nomenclatura referitoare la cimenturi a devenit mai complicată. De fapt, standardul impune ca pe ambalajul de ciment să apară un cod alfanumeric pentru identificarea exactă constând din: inițialele „CEM”, urmate de tip, subtip, clasă de rezistență normalizată și tipul de întărire inițială (dacă este rapid, litera R dacă este obișnuită se arată litera N). În cazul căldurii scăzute a cimenturilor de hidratare, trebuie indicată și abrevierea LH. Prin urmare, codul 325 din cimentul Portland cu rezistență inițială obișnuită este acum CEM I 32,5 N.

Tipuri de beton

Muncitor cu ciment

Există diferite tipuri de ciment, diferite pentru compoziție, pentru proprietățile de rezistență și durabilitate și, prin urmare, pentru utilizarea prevăzută.

Din punct de vedere chimic , este în general un amestec de silicați de calciu și aluminați de calciu, obținut din arderea la temperatură ridicată a calcarului și a argilei sau a marnei (în acest caz vorbim despre cimenturi naturale).

Materialul rezultat, numit clincherul din Portland, este măcinat fin și adăugat cu gips în măsura de 4-6% cu funcția de ieșire a întârziatorului ( ettringit primar ).

Acest amestec este comercializat sub denumirea de ciment Portland; aceasta, odată amestecată cu apă , se hidratează și se solidifică progresiv.

Cimentul Portland este baza aproape tuturor tipurilor de ciment utilizate în prezent în construcții. Singura excepție este cimentul aluminos, care însă nu este luat în considerare de UNI EN 197-1. Din cimentul Portland, amestecat cu diferitele adăugiri disponibile pe piață în proporții variabile, dar fixate de standardul menționat anterior, se obțin toate celelalte tipuri și subtipuri de ciment.

Cimenturile comune conforme cu UNI EN 197-1 sunt împărțite în cinci tipuri principale:

$\mathbb {I} \Rightarrow$ ${\ displaystyle \ mathbb {I} \ Rightarrow}$ ${\ mathbb {I}} \ Rightarrow$ Ciment Portland cu un procent de clincher egal cu cel puțin 95 % : cod subtip: nici unul;
$THE$ $THE$ $\Rightarrow$ {\ displaystyle \ mathbb {II} \ Rightarrow} ${\ mathbb {II}} \ Rightarrow$ ciment Portland compozit (prevăzut pentru 19 subtipuri) cu un procent de clincher de cel puțin 65%, ciment Portland compozit care are următoarele denumiri în funcție de tipul de adaosuri :
- Ciment Portland cu zgură (S): subtipuri de cod: II A / S, II B / S;
- Ciment Portland cu vapori de silice (D): abrevierea subtipului: II A / D;
- Ciment Portland cu pozzolan : abrevierea subtipului (P = Q natural = calcinat): II A / P, II B / P, II A / Q, II B / Q;
- Ciment Portland cu cenușă zburătoare (V = siliciu ; W = calcar): abrevierea subtipului: II A / V, II B / V, II A / W, II B / W;
- Ciment Portland cu șist calcinat (T): abrevierea subtipului: II A / T, II B / T;
- Ciment de calcar Portland (L și LL): abrevierea subtipului: II A / L, II B / L, II A / LL, II B / LL
- Ciment Portland compozit: abrevierea subtipului: II A / M, II B / M;
$\mathbb {III} \Rightarrow$ ${\ displaystyle \ mathbb {III} \ Rightarrow}$ ${\ mathbb {III}} \ Rightarrow$ ciment de furnal cu un procent de zgură de furnal (S) de la 36 la 95% (3 subtipuri prevăzute): subtipuri de abrevieri: III A, III, B, III C
$\mathbb {IV} \Rightarrow$ ${\ displaystyle \ mathbb {IV} \ Rightarrow}$ ${\ mathbb {IV}} \ Rightarrow$ ciment pozolanic cu material pozolanic (P și Q) de la 11 la 55% (2 subtipuri prevăzute): abrevierea subtipului: IV A, IV B
$\mathbb {V} \Rightarrow$ ${\ displaystyle \ mathbb {V} \ Rightarrow}$ ${\ mathbb {V}} \ Rightarrow$ ciment compozit obținut prin adăugarea simultană de clincher de ciment Portland (de la 20 la 64%), zgură de la furnal (de la 18 la 50%) și material pozzolanic (de la 18% la 50%) (2 subtipuri furnizate): subtipuri de cod: VA, VB

În diferitele cimenturi este permis un conținut de constituenți secundari ( materiale de umplutură sau alte materiale) care nu depășește 5%.

Clase de rezistență a cimenturilor

Clasa de rezistență a cimentului depinde de finețea măcinării sale și de procentul de silicat tricalcic față de cel dicalcic ; cu cât finețea de măcinare a cimentului este mai mare, cu atât este mai mare conținutul de silicat tricalcic în comparație cu cel dicalcic și cu atât mai rapidă este dezvoltarea rezistenței mecanice .

Fiecare tip de ciment este posibil disponibil în șase clase diferite de rezistență normalizată (după 28 de zile).

Pentru fiecare clasă de rezistență normalizată, sunt definite două clase inițiale de rezistență (2-7 zile):

primul cu rezistență inițială obișnuită, marcat cu litera „N”;
al doilea cu rezistență inițială ridicată, marcat cu litera „R”.

Prin urmare, conform UNI EN 197/1 există următoarele clase de rezistență a cimentului:

Clasa 32.5N: rezistența inițială la compresiune după 7 zile ≥ 16; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 32,5 ≤ 52,5
Clasa 32.5R: rezistența inițială la compresiune la 2 zile ≥ 10; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 32,5 ≤ 52,5
Clasa 42.5N: rezistența inițială la compresiune la 2 zile ≥ 10; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 42,5 ≤ 62,5
Clasa 42.5R: rezistența inițială la compresiune la 2 zile ≥ 20; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 42,5 ≤ 62,5
Clasa 52.5N: rezistența inițială la compresiune la 2 zile ≥ 20; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 52,5
Clasa 52.5R: rezistența inițială la compresiune după 2 zile ≥ 30; rezistența la compresiune standard la 28 de zile ≥ 52,5.

Numerele reprezintă rezistența la compresiune, exprimată în M Pa , care trebuie să aibă eșantioane cubice pregătite într-un mod standardizat cu un raport g / c egal cu 0,5 și un raport nisip / ciment egal cu 3. Este important să subliniem că această rezistență este intenționată la pauza.

Timpul de început luat pentru fiecare clasă de rezistență normalizată este după cum urmează:

Clasa 32.5: t ≥ 75 min;
Clasa 42.5: t ≥ 60 min;
Clasa 52.5: t ≥ 45 min;

Ciment Portland

Imagine la microscop a cimentului feric Portland.

Cimentul Portland este cel mai utilizat tip de ciment și este utilizat ca liant în prepararea betonului .

Cimentul Portland este produsul obținut prin amestecarea clincherului , cu adăugarea de gips în cantitatea necesară pentru reglarea procesului de hidratare . Analiza microscopică efectuată pe bucăți de ciment de zgură a relevat prezența a patru componente principale și precis halită (silicat tricalcic), belită (silicat dicalcic), celită (aluminat tricalcic) și brunmillerită (aluminat ferit tetracalcic).

A fost inventat în 1824 în Anglia de zidarul Joseph Aspdin și își datorează numele asemănării în aparență cu stânca Portland , o insulă din județul Dorset (Anglia).

Etapele procesului de producere a cimentului sunt următoarele:

extragerea materiei prime ;
controlul caracteristicilor materiei prime;
zdrobire ;
pre-omogenizare;
uscarea și măcinarea materiilor prime pentru producerea amestecului brut („făină”);
caracteristicile de control ale făinii;
depozitarea și omogenizarea făinii;
pregătirea combustibilului ;
gătit cu clincher;
controlul caracteristicilor clincherului;
depozit de clincher;
depozit de constituenți și aditivi;
controlul caracteristicilor elementelor constitutive;
depozit de aditivi de reducere a culorii;
măcinarea cimentului;
controlul caracteristicilor cimenturilor produse;
depozit în silozurile de ciment;
pungi;
Verificarea conformității cimentului CE;
transport în vrac și saci.

Materiile prime pentru producția de Portland sunt minerale care conțin: oxid de calciu ${\ce {CaO}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaO}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaO}}}$ (44%), oxid de siliciu ${\ce {SiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {SiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {SiO2}}}$ (14,5%), oxid de aluminiu ${\ce {Al2O3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Al2O3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Al2O3}}}$ (3,5%), oxid de fier ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Fe2O3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Fe2O3}}}$ (2%) și oxid de magneziu ${\ce {MgO}}$ ${\ displaystyle {\ ce {MgO}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {MgO}}}$ (1,6%). Extracția are loc în minele , groapă subteran sau deschise, situate în apropierea fabricii , care , în general , au deja compoziția dorită, în timp ce , în unele cazuri, este necesar să se adauge argilă sau calcar sau minereu de fier, bauxită sau alte materiale reziduale. Turnătorie .

În cazul marnei de ciment vorbim de mine (chiar și în săpături în aer liber) și nu de cariere (chiar dacă sunt subterane), deoarece marna este „cultivată” sub o concesiune minieră și nu o autorizație (ca în cazul peșterii). ^[4]

Schema cuptorului cuptorului

Amestecul este încălzit într-un cuptor special format dintr-un cilindru uriaș (numit cuptor ) dispus orizontal cu o ușoară înclinare și rotire lentă. Temperatura crește de-a lungul cilindrului până la aproximativ 1480 ° C; temperatura este determinată astfel încât mineralele să se agregeze, dar să nu se topească și să se vitrifieze . În secțiunea de temperatură inferioară, carbonatul de calciu (calcar) se descompune în oxid de calciu și dioxid de carbon (CO ₂ ), în funcție de reacție:

${\ce {CaCO3 -> CaO + CO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaCO3 -> CaO + CO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaCO3 -> CaO + CO2}}}$

În zona de temperatură ridicată, oxidul de calciu reacționează cu silicații pentru a forma metasilicat de calciu ( ${\ce {CaSiO3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaSiO3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaSiO3}}}$ Și ${\ce {Ca2Si2O5}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca2Si2O5}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca2Si2O5}}}$ ). De asemenea, se formează o cantitate mică de aluminat tricalcic ${\ce {Ca3(AlO3)2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca3 (AlO3) 2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca3 (AlO3) 2}}}$ și tetracalcic ferita aluminat (C ₄ AF, ca rezultat al reacției ${\ce {4CaO + Al2O3 + Fe2O3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {4CaO + Al2O3 + Fe2O3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {4CaO + Al2O3 + Fe2O3}}}$ ). Materialul rezultat este denumit în mod colectiv clincher . Clincherul poate fi depozitat ani de zile înainte de a produce ciment, cu condiția să se evite contactul cu apa .

Energia teoretică necesară pentru a produce clincher este de aproximativ 1700 Jouli pe gram , dar datorită dispersiilor valoarea este mult mai mare și poate ajunge până la 3000 Jouli pe gram. Aceasta implică o mare cerere de energie pentru producerea de ciment și, prin urmare, o eliberare considerabilă de dioxid de carbon , un gaz cu efect de seră , în atmosferă . Cantitatea de dioxid de carbon eliberată în atmosferă este în medie egală cu 1,05 kg de ${\ce {CO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CO2}}}$ pe kilogram de clincher de ciment Portland produs.

Pentru a îmbunătăți caracteristicile produsului finit, aproximativ 2% din gips sau sulfat de calciu se adaugă la clincher și amestecul este măcinat fin. Pulberea obținută este cimentul gata de utilizare. Cimentul obținut are o compoziție de tipul:

64% oxid de calciu
21% oxid de siliciu
6,5% oxid de aluminiu
4,5% oxid de fier
1,5% oxid de magneziu
1,6% sulfați
1% alte materiale, în principal apă .

Când cimentul Portland este amestecat cu apă, produsul se solidifică în câteva ore și se întărește progresiv în câteva săptămâni . Întărirea inițială este cauzată de reacția dintre apă, gips și aluminat tricalcic, pentru a forma o structură cristalină de aluminat de calciu hidratat (CAH), ettringit (Aft) și monosulfat (Afm). Întărirea ulterioară și dezvoltarea forțelor de tensiune internă rezultă din reacția mai lentă a apei cu silicatul tricalcic pentru a forma o structură amorfă numită silicat de calciu hidratat (gel CSH). În ambele cazuri, structurile înfășoară și leagă granulele individuale de material prezente. O ultimă reacție produce silicagel ( ${\ce {SiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {SiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {SiO2}}}$ ). Toate cele trei reacții dezvoltă căldură .

Prin adăugarea la ciment a anumitor materiale (calcar și var) se obține prin betonul plastic, aport mai rapid și prelucrare sporită. Mortarul preparat folosind un amestec de ciment Portland și var este cunoscut sub numele de mortar bastard. Acest material este utilizat în special pentru acoperirea suprafețelor exterioare ale clădirilor ( tencuială ). De fapt, cimentul normal nu se împrumută.

În 2004 , principalii producători mondiali de ciment Portland cu companii din întreaga lume și, de asemenea, în Italia , sunt Lafarge France , Holcim Elveția și Cemex Mexic . În 2014, grupul francez Lafarge și elvețianul Holcim au fuzionat, LafargeHolcim , formând cel mai mare producător mondial de ciment ^[5] .

Unii producători de ciment au fost amendați pentru comportament contrar pieței libere .

Reacții de formare a clincherului

Granule de clincher

Dacă analizăm procesul de producție, ce se întâmplă în interiorul cuptorului de gătit, primele reacții încep într-un interval de temperatură:

1000 - 1100 ° C

{\ce {3CaO + Al2O3 -> 3CaO*Al2O3}}

{\ displaystyle {\ ce {3CaO + Al2O3 -> 3CaO * Al2O3}}}

{\ displaystyle {\ ce {3CaO + Al2O3 -> 3CaO * Al2O3}}}

{\ce {2CaO + SiO2 -> 2 CaO*SiO2}}

{\ displaystyle {\ ce {2CaO + SiO2 -> 2 CaO * SiO2}}}

{\ displaystyle {\ ce {2CaO + SiO2 -> 2 CaO * SiO2}}}

{\ce {CaO + Fe2O3 -> CaO * Fe2O3}}

{\ displaystyle {\ ce {CaO + Fe2O3 -> CaO * Fe2O3}}}

{\ displaystyle {\ ce {CaO + Fe2O3 -> CaO * Fe2O3}}}

1100 - 1200 ° C

{\ce {CaO*Fe2O3 + 3CaO*Al2O3 -> 4CaO*Al2O3*Fe_2O_3}}

{\ displaystyle {\ ce {CaO * Fe2O3 + 3CaO * Al2O3 -> 4CaO * Al2O3 * Fe_2O_3}}}

{\ displaystyle {\ ce {CaO * Fe2O3 + 3CaO * Al2O3 -> 4CaO * Al2O3 * Fe_2O_3}}}

1250 - 1480 ° C

{\ce {2CaO*SiO2 + CaO -> 3CaO*SiO2}}

{\ displaystyle {\ ce {2CaO * SiO2 + CaO -> 3CaO * SiO2}}}

{\ displaystyle {\ ce {2CaO * SiO2 + CaO -> 3CaO * SiO2}}}

Compoziția finală va consta în următoarele procente din greutate:

50% ${\ce {3CaO*SiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaO * SiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaO * SiO2}}}$ ( silicat tricalcic );
25% ${\ce {2CaO*SiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {2CaO * SiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {2CaO * SiO2}}}$ ( silicat dicalcic );
12% ${\ce {3CaO*Al2O3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaO * Al2O3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaO * Al2O3}}}$ ( aluminat tricalcic );
8% ${\ce {4CaO*Al2O3*Fe2O3}}$ ${\ displaystyle {\ ce {4CaO * Al2O3 * Fe2O3}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {4CaO * Al2O3 * Fe2O3}}}$ ( aluminat de ferită tetracalcic ).

Pentru a fi utilizat pentru producerea de lianți hidraulici în conformitate cu standardul EN 197-1, clincherul trebuie să aibă următoarele caracteristici, trebuie să fie compus din cel puțin două treimi din masa silicaților de calciu ${\ce {3CaOSiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaOSiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {3CaOSiO2}}}$ Și ${\ce {2CaOSiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {2CaOSiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {2CaOSiO2}}}$ . Partea rămasă constă din faze de clincher care conțin aluminiu , fier și alți compuși. Raportul în masă ${\ce {CaO/SiO2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaO / SiO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CaO / SiO2}}}$ nu trebuie să fie mai mic de 2.0. Tenorul de ${\ce {MgO}}$ ${\ displaystyle {\ ce {MgO}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {MgO}}}$ nu trebuie să depășească 5% din masă .

Reacții de hidratare

Același subiect în detaliu: Hidratarea cimentului .

Fenomenul de priză și întărire a betonului este legat de transformările fizico-chimice care au loc între ciment și apa de amestecare.
Cele mai importante reacții chimice, din punctul de vedere al rezistenței mecanice, sunt următoarele:

Jack

{\ce {(3CaO*Al2O3)2 + (x + 8)H2O -> 4CaO*Al2O3*xH2O + 2CaO*Al2O3*8H2O}}

{\ displaystyle {\ ce {(3CaO * Al2O3) 2 + (x + 8) H2O -> 4CaO * Al2O3 * xH2O + 2CaO * Al2O3 * 8H2O}}}

{\ displaystyle {\ ce {(3CaO * Al2O3) 2 + (x + 8) H2O -> 4CaO * Al2O3 * xH2O + 2CaO * Al2O3 * 8H2O}}}

{\ce {3CaO*Al2O3 + 12H2O + Ca(OH)2 -> 4CaO*Al2O3*13H2O}}

{\ displaystyle {\ ce {3CaO * Al2O3 + 12H2O + Ca (OH) 2 -> 4CaO * Al2O3 * 13H2O}}}

{\ displaystyle {\ ce {3CaO * Al2O3 + 12H2O + Ca (OH) 2 -> 4CaO * Al2O3 * 13H2O}}}

{\ce {4CaO*Al2O3*Fe2O3 + 7H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O + CaO*Fe2O3*H2O}}

{\ displaystyle {\ ce {4CaO * Al2O3 * Fe2O3 + 7H2O -> 3CaO * Al2O3 * 6H2O + CaO * Fe2O3 * H2O}}}

{\ displaystyle {\ ce {4CaO * Al2O3 * Fe2O3 + 7H2O -> 3CaO * Al2O3 * 6H2O + CaO * Fe2O3 * H2O}}}

Întărire

{\ce {(3CaO*SiO2)2 + (x + 3)H2O -> 3CaO2*SiO2*xH2O + 3Ca(OH)2}}

{\ displaystyle {\ ce {(3CaO * SiO2) 2 + (x + 3) H2O -> 3CaO2 * SiO2 * xH2O + 3Ca (OH) 2}}}

{\ displaystyle {\ ce {(3CaO * SiO2) 2 + (x + 3) H2O -> 3CaO2 * SiO2 * xH2O + 3Ca (OH) 2}}}

{\ce {(2CaO*SiO2)2 + (x + 1)H2O -> 3CaO2*SiO2*xH2O + Ca(OH)2}}

{\ displaystyle {\ ce {(2CaO * SiO2) 2 + (x + 1) H2O -> 3CaO2 * SiO2 * xH2O + Ca (OH) 2}}}

{\ displaystyle {\ ce {(2CaO * SiO2) 2 + (x + 1) H2O -> 3CaO2 * SiO2 * xH2O + Ca (OH) 2}}}

Rezistența cimenturilor

Factorii care afectează rezistența inițială și finală pentru un anumit tip de ciment sunt calitatea materiilor prime, în special clincherul și finețea măcinării . Mai importante sunt apa-ciment raportul a / c și întărire timpului , care determină porozitatea agregatului de ciment și care, la rândul său, caracterizează rezistența la compresiune și a agenților corozivi .

Raportul halită / belită

Întărirea L și, prin urmare, puterea liantului de ciment, se datorează în mare parte formării hidraților de silicat de calciu, în timp ce formarea silicaților hidrați ai aluminiului sunt principala cauză a ieșirii ^[6] . Principalele caracteristici fizice, chimice și mecanice ale pastelor de întărire a cimentului Portland depind de hidratarea silicaților. Dintre tipurile de silicați, cel tricalcic este cel mai rapid în reacția cu apa și dezvoltarea rezistenței mecanice. Acest lucru determină, pe termen scurt, un comportament diferit al cimenturilor Portland în care procentul de silicat tricalcic este mai mare decât cel dicalcic. De fapt, cimenturile bogate în halită ating o bună rezistență mecanică la doar câteva zile după turnare și implică, așa cum vom vedea mai târziu, o dezvoltare mai mare a căldurii de hidratare.

Pe de altă parte, cu o maturare lungă, produsele de hidratare ale celor doi silicați duc la aceleași valori de rezistență mecanică și, prin urmare, pe termen lung comportamentul mecanic al conglomeratului cimentar este independent de raportul halită / belit . Prin urmare, un clincher cu un conținut mai mare de silicat tricalcic permite o creștere rapidă a rezistenței, în timp ce unul care conține o cantitate mai mare de silicat dicalcic dezvoltă rezistență mai puțin rapid, obținând în același timp rezistențe finale la fel de satisfăcătoare. Mai mult, silicatul dicalcic hidratant produce o cantitate mai mare de silicați de calciu hidratați decât silicatul tricalcic.

O altă diferență între cei doi silicați este că un procent mai mare de hidroxid de calciu este produs în timpul hidratării silicatului tricalcic. ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca (OH) 2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {Ca (OH) 2}}}$ (30-40%) comparativ cu cel produs în timpul hidratării silicatului dicalcic (10-15%). Prin urmare, cimenturile mai bogate în silicat dicalcic sunt cele mai potrivite în cazul, de exemplu, al apei de spălare sau al atacului sulfatic .

Finețe de măcinare

Ad influenzare lo sviluppo delle resistenze iniziali, oltre al rapporto tra il silicato tricalcico e il silicato bicalcico, c'è anche la finezza di macinazione. Un cemento più fine ha una maggiore superficie specifica e quindi una maggiore velocità di idratazione.

Calore di idratazione

Tutte le reazioni di idratazione dei costituenti del clinker sono esotermiche . Il calore di idratazione dipende dal tipo e dalla classe del cemento. Maggiore è il tenore di cemento Portland, maggiore è la finezza di macinazione (cioè la classe di resistenza), maggiore è il calore di idratazione. Pertanto, i cementi di miscela producono un minor calore di idratazione rispetto al cemento Portland. Le quantità di calore emesse nel corso dell'idratazione dei principali costituenti del clinker di Portland sono:

alite 125 k cal /kg
belite 63 kcal/kg
celite 215 kcal/kg
fase ferrica 95 kcal/kg.

Per effetto del calore di idratazione il calcestruzzo subisce un riscaldamento rispetto alla temperatura iniziale del getto che coincide con quella dell' ambiente . L'andamento della temperatura in un calcestruzzo a seguito dell'idratazione del cemento è di tipo a campana , infatti nei primi 2-3 giorni risulterà crescente poiché il calore di idratazione si sviluppa a velocità elevate. Successivamente decrescerà, poiché la dissipazione del calore verso l'ambiente esterno prevale sul calore dovuto all'idratazione, che dopo circa 7 giorni viene prodotto molto più lentamente.

Questo andamento a campana assume valori diversi a seconda se ci riferisce alla zona corticale o al nucleo interno. Nel primo caso l'azione di dissipazione verso l'esterno è più marcata rispetto a quella che si ha nel secondo caso, pertanto all'interno nello stesso periodo si hanno temperature più elevate rispetto a quelle della zona più superficiale. Questo gradiente termico determina l'insorgere di autotensioni poiché il nucleo interno (più caldo) si oppone alla maggiore contrazione della zona corticale (più fredda). Per quanto sopra il nucleo risulta compresso mentre la parte corticale risulta tesa; tale stato tensionale può causarefessurazioni della parte superficiale con ripercussioni sulla durabilità del materiale. Di norma questo rischio è limitato poiché il calcestruzzo in questa fase ha appena iniziato il processo di indurimento, pertanto le tensioni che insorgono sono limitate a causa del basso valore del modulo di Young e dagli effetti del rilassamento viscoso del materiale.

Tale fenomeno è invece più insidioso nei getti massivi quali quelli per la realizzazione di dighe dove, a causa del basso coefficiente di conducibilità del calcestruzzo, il nucleo si raffredda molto lentamente. Pertanto la contrazione della parte interna del calcestruzzo avviene a calcestruzzo molto indurito (pertanto a valori del modulo di Young prossimi a quelli di esercizio e con valori della viscosità meno accentuati). In queste condizioni l'opposizione effettuata dalla parte più superficiale alla contrazione interna determina autotensioni molto più elevate rispetto alla situazione precedente, inoltre in questo caso è il nucleo che risulta assoggettato a trazione con il rischio di fessurazioni interne non visibili e pertanto più pericolose.

Funzione del gesso

Il gesso viene solitamente aggiunto ai clinker per regolare la presa. La sua presenza fa in modo che l'inizio della presa sia maggiore di 75 minuti per la classe di resistenza a compressione 32,5 N/mm², di 60 minuti per la classe di resistenza 42,5 N/mm² e maggiore di 45 minuti per la classe 52,5 N/mm². Il gesso reagisce con l'alluminato tricalcico per formare un sale espansivo chiamato ettringite (ettringite primaria). La velocità di reazione tra il ${\ce {Ca3A}}$ ${\ce {Ca3A}}$ ${\ce {Ca3A}}$ e il ${\ce {CaSO4}}$ ${\ce {CaSO4}}$ ${\ce {CaSO4}}$ è elevatissima, ma rallenta velocemente a causa della formazione di strati protettivi sulla superficie dell'alluminato. La cinetica della reazione dipende anche dalla temperatura, dalla superficie di reazione, e dal rapporto acqua/solido.

(CaO) ₃ Al ₂ O ₃ + 3(CaSO ₄ 2H ₂ O) + 26H ₂ O → (CaO) ₃ Al ₂ O ₃ 3CaSO ₄ 32H ₂ O

I cementi a norma UNI EN 197 devono contenere a seconda della classe di resistenza una quantità di solfati espressa come ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ≤ 3,5% per le classi 32,5; 32,5 R; 42,5; mentre per le classi 42,5 R; 52,5; 52,5 R; la quantità di ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ deve essere ≤ 4,0%.

La quantità di solfati come ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ nei cementi viene determinata secondo la norma EN 196-2.

Moduli

I moduli sono valori caratteristici di ogni cemento o calce, che permettono di conoscere in che relazione stanno i diversi componenti in percentuale del prodotto finale. Per il cemento Portland si ha:

Modulo idraulico

M_{i}={\frac {\%CaO}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}+\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 2

M_{i}={\frac {\%CaO}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}+\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 2

M_{i}={\frac {\%CaO}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}+\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 2

rapporto tra la componente basica e quella acida del cemento varia 1,7 a 2,2

Modulo silicico

M_{s}={\frac {\%SiO_{2}}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}}}=2\mathrm {,} 4-2\mathrm {,} 7

M_{s}={\frac {\%SiO_{2}}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}}}=2\mathrm {,} 4-2\mathrm {,} 7

M_{s}={\frac {\%SiO_{2}}{\%Al_{2}O_{3}+\%Fe_{2}O_{3}}}=2\mathrm {,} 4-2\mathrm {,} 7

rapporto tra i cementanti ( ${\ce {SiO2}}$ ${\ce {SiO2}}$ ${\ce {SiO2}}$ ) e fondenti ( ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$ e ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ). Maggiore è il suo valore più difficile sarà la cottura;

Modulo calcareo

M_{c}={\frac {\%CaO}{\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 4

M_{c}={\frac {\%CaO}{\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 4

M_{c}={\frac {\%CaO}{\%SiO_{2}}}=2\mathrm {,} 4

Modulo dei fondenti

M_{f}={\frac {\%Al_{2}O_{3}}{\%Fe_{2}O_{3}}}=1,5-2

M_{f}={\frac {\%Al_{2}O_{3}}{\%Fe_{2}O_{3}}}=1,5-2

M_{f}={\frac {\%Al_{2}O_{3}}{\%Fe_{2}O_{3}}}=1,5-2

Classificazione del Cemento Portland secondo la ASTM

La normativa americana prevede 5 tipologie di cementi Portland:

ordinario - I
modificato - II
a rapido indurimento - III
a basso calore di idratazione IV
resistente ai solfati - V

Cementi Portland speciali

I cementi Portland speciali sono cementi che si ottengono allo stesso modo del Portland, ma che hanno caratteristiche differenti da questo a causa della diversa composizione percentuale dei componenti.

Portland ferrico

Il Portland ferrico è un particolare tipo di Portland caratterizzato da un modulo dei fondenti pari a 0,64 e si ottiene introducendo ceneri di pirite o minerali di ferro in polvere. Ciò significa che questo cemento è molto ricco di ferro e, precisamente, che presenta un numero uguale o pressoché uguale di atomi di ferro e di atomi di alluminio. In tali cementi tutta, o quasi tutta, l' allumina è contenuta nella fase ferrica e pertanto presenta percentuali di alluminato tricalcio ( celite ) bassissime o addirittura nulle.

Poiché l'alluminato tricalcico è tra i costituenti del clinker quello che durante l'idratazione sviluppa più calore, i cementi Portland ferrici hanno la caratteristica di produrre poco calore durante l'idratazione e pertanto sono particolarmente adatti per gettate in climi caldi o per getti massivi (dighe, platee di fondazione, ecc.).

Grazie al loro ridotto tenore di alluminato tricalcico, i cementi Portland ferrici sono più resistenti dei normali Portland all' attacco solfatico . I cementi ferrici migliori sono quelli a basso modulo calcareo. Essi contengono, infatti, una minor quantità di alite ( ${\ce {3CaOSiO2}}$ ${\ce {3CaOSiO2}}$ ${\ce {3CaOSiO2}}$ ), la cui idratazione produce la maggior quantità di calce libera ( ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ ). Poiché la calce libera è il componente maggiormente attaccabile dalle acque aggressive , questi cementi, contenendone una minor quantità, sono anche più resistenti all'azione di queste acque. L'inconveniente di questi cementi è che proprio per il basso tenore di alluminato ticalcico, che è il più veloce tra i componenti del clinker a fare presa, si idratano più lentamente, con conseguente più lento sviluppo delle proprietà meccaniche.

Cementi resistenti ai solfati

Uno dei componenti base del clinker è l'alluminato tricalcico, ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ , che a contatto con acque solfatiche o terreni selentitosi, reagisce dando origine ad ettringite . Pertanto in strutture soggette all'attacco solfatico, quali quelle con classe di esposizione XA1, XA2 o XA3, per le norme UNI EN 206-1:2006 e UNI 11104 è essenziale l'utilizzo di cementi resistenti ai solfati.

Sono definiti cementi resistenti ai solfati, quei cementi (di tipo I, II, III, IV) realizzati con cementi Portland ferrici, che per la loro composizione presentano principalmente un basso tenore di alluminato tricalcico ( celite ), e l'allumina è presente nella maggior parte sotto forma di ferrito alluminato tetracalcico ( fase ferrica - ${\ce {C4AF}}$ ${\ce {C4AF}}$ ${\ce {C4AF}}$ ), e tra questi quelli a basso modulo calcareo hanno anche un basso tenore di silicato tricalcico che durante l'idratazione produce una maggiore quantità di calce .

Nei cementi pozzolanici (tipo IV) o siderurgici (tipo III), inoltre, poiché sia la pozzolana che la loppa d'altoforno idratandosi non producono né alluminato tricalcio né calce (anzi nell'attivazione della pozzolana ne viene consumata anche una parte), l'effetto protettivo all'attacco solfatico è ancora più marcato.

Per i cementi di tipo I ad esempio la norma UNI 9156 classifica i cementi nel seguente modo:

classe di resistenza ai solfati moderata: ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ≤ 8% e ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ≤3,5%; ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ≤ 10% e ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ≤3,0%;
classe di resistenza ai solfati alta: ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ≤ 3% e ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ≤3,5%; ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ≤ 5% e ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ≤3,0%;
classe di resistenza ai solfati altissima: ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ ${\ce {C3A}}$ = 0% e ${\ce {C4AF}}$ ${\ce {C4AF}}$ ${\ce {C4AF}}$ ≤20%.

La quantità di solfati espressa come ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ ${\ce {SO3}}$ nei cementi viene determinata secondo la norma EN 196-2.

In merito alla classe di esposizione la norma UNI 8981-2 prescrive quanto segue:

per la classe di esposizione XA1 (attacco debole) - cemento a moderata resistenza chimica ai solfati (MRS);
per la classe di esposizione XA2 (attacco moderato) - cemento ad alta resistenza chimica ai solfati (ARS);
per la classe di esposizione XA3 (attacco forte) - cemento ad altissima resistenza chimica ai solfati (AA.RS).

Per attacchi più severi di quelli previsti dalle suddette classi di esposizione (attacco molto forte) si rende necessario ricorrere a protezioni supplementari, utilizzando delle protezioni superficiali quali guaine, resine o pitture impermeabilizzanti.

Cementi resistenti al dilavamento

Durante l'idratazione del cemento viene prodotto idrossido di calcio, detta comunemente calce . Se il cemento entra in contatto con acque dilavanti, ovvero acque molto pure o ricche di anidride carbonica aggressiva , la calce viene dilavata, lasciando micropori nella matrice cementizia con conseguente riduzione del grado di durabilità , poiché tali pori facilitano l'ingresso di agenti aggressivi all'interno del calcestruzzo. Nel caso di acque pure l'idrossido di calcio, che è piuttosto solubile in acqua, passa spontaneamente in soluzione e viene dilavato, mentre in presenza di anidride carbonica aggressiva la calce, reagendo con questa, si trasforma in bicarbonato di calcio , il quale, essendo solubile, viene dilavato dall'acqua. Pertanto, in strutture soggette ad acque dilavanti quali quelle con classe di esposizione XA1, XA2 o XA3, devono essere realizzate con cementi a prestazioni particolari detti cementi resistenti al dilavamento.

Poiché l'idrossido di calcio è dovuto principalmente alla presenza di silicato tricalcico, dalla cui idratazione si produce la maggior quantità di calce libera i cementi resistenti al dilavamento hanno un ridotto tenore di alite come i cementi confezionati con cemento Portland ferrico speciale.

Poiché i cementi d'altoforno e pozzolanici quanto si idratano non producono idrossido di calcio solubilizzabile, anzi in quelli pozzolanici una parte viene consumato per attivare la pozzolana, il comportamento protettivo all'azione dilavante di questi leganti è ancora più marcato.

La norma UNI 8981-3 prescrive quanto segue:

per la classe di esposizione XA1 (attacco debole) - cemento a moderata resistenza al dilavamento (MRD);
per la classe di esposizione XA2 (attacco moderato) - cemento ad alta resistenza al dilavamento (ARD);
per la classe di esposizione XA3 (attacco forte) - cemento ad altissima resistenza al dilavamento (AA.RD).

Per attacchi più severi di quelli previsti dalle suddette classi di esposizione si rende necessario utilizzare delle protezioni superficiali quali guaine, resine o pitture impermeabilizzanti.

Cementi a basso calore di idratazione

I cementi a basso calore di idratazione, o tipo LH, secondo le UNI EN 197-1 sono cementi ordinari il cui calore di idratazione cementi non deve superare il valore caratteristico di 270 J / g (secondo le EN 196-8 a 7 giorni e le EN 196-9 a 41 h ).

In genere sono cementi confezionati con Portland ferrico a basso tenore di silicato tricalcico e alluminato tricalcio, che sono i due costituenti principali del clinker che producono maggiore calore di idratazione, nonché sono macinati in maniera più grossolana rispetto a quelli comuni (minore velocità di idratazione).

Sviluppano un basso calore di idratazione anche i cementi pozzolanici e quelli d'altoforno.

Vengono utilizzati per getti massivi, poiché in questi casi, essendo il calcestruzzo un cattivo conduttore di calore, il calore più interno al getto viene eliminato quando il conglomerato è già indurito.

Pertanto la contrazione del nucleo centrale, viene contrastata dalla parte corticale del calcestruzzo; ne consegue l'insorgere di tensioni interne che possono disgregare il calcestruzzo.

Questa tipologia di cemento si deve utilizzare in generale quando il gradiente termico tra l'interno e l'esterno del getto risulta: ΔT ≥ 25-30 °C.

Per getti di calcestruzzo in sbarramenti di ritenuta di grandi dimensioni si dovranno utilizzare cementi a bassissimo calore di idratazione VHL conformi alla norma UNI EN 14216.

Cementi bianchi

Contrariamente ai cementi ferrici, i cementi bianchi hanno un modulo dei fondenti molto alto, pari a 10. Essi conterranno dunque una percentuale bassissima di Fe ₂ O ₃ ma anche di manganese .

Il colore bianco è dovuto appunto alla carenza di ferro che conferisce un colore grigiastro al Portland normale ed un grigio più scuro al cemento ferrico ^[7] .

Ma poiché Fe ₂ O ₃ è il componente che permette la fusione nella fase di cottura, la sua azione fondente sarà ripristinata aggiungendo fondenti quali la fluorite (CaF ₂ ) e la criolite (Na ₃ AlF ₆ ).

I cementi bianchi vengono spesso impiegati per confezionare calcestruzzi a vista dove vengono utilizzati anche inerti di colore chiaro.

Cementi colorati

Altri cementi Portland speciali sono quelli colorati che si ottengono miscelando cemento bianco con un pigmento colorato. È importante che il pigmento non contenga sostanze nocive sia per l'idratazione del cemento che per la durabilità del calcestruzzo.

Cementi di miscela

I cementi di miscela si ottengono aggiungendo al cemento Portland normali altri componenti come la pozzolana o la loppa . L'aggiunta di questi componenti conferisce a questi tipi di cementi nuove caratteristiche rispetto al Portland normale.

Cemento pozzolanico

La pozzolana è una fine cenere vulcanica estratta tradizionalmente a Pozzuoli , sulle falde della Solfatara , ma anche in diverse altre regioni vulcaniche . Già Vitruvio descriveva quattro tipi di pozzolana: nera, bianca, grigia e rossa.

Miscelata con la calce (in rapporto 2:1) si comporta come il cemento pozzolanico e permette di preparare una buona malta , in grado di fare presa anche sott'acqua. Questa proprietà consente un impiego innovativo nella realizzazione di strutture in calcestruzzo, come avevano già ben compreso i Romani : l'antico porto di Cosa fu realizzato in pozzolana miscelata con calce appena prima dell'uso e gettata sotto l'acqua, probabilmente utilizzando un lungo tubo per depositarla sul fondo senza disperderla nell'acqua di mare . I tre moli sono ancora oggi visibili, con la parte subacquea ancora in buone condizioni dopo 2100 anni.

La pozzolana è una pietra a natura acida , molto reattiva poiché molto porosa ed ottenibile a basso costo. Un cemento pozzolanico contiene all'incirca:

45-89% di clinker Portland
11-55% di pozzolana
2-4% di gesso

Poiché la pozzolana reagisce con la calce ( ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ ), si avrà una minor quantità di quest'ultima. Ma proprio perché la calce è il componente che viene attaccato dalle acque aggressive , il cemento pozzolanico sarà più resistente all'azione di queste. Inoltre, siccome ${\ce {CaCO3*Al2O3}}$ ${\ce {CaCO3*Al2O3}}$ ${\ce {CaCO3*Al2O3}}$ è presente soltanto nella componente costituita dai clinker Portland, la gettata del cemento pozzolanico svilupperà un minor calore di reazione. Inoltre un minor tenore di alluminato tricalcico garantisce una maggiore resistenza all' attacco solfatico . Questo cemento è dunque utilizzabile in climi particolarmente caldi o per gettate di grandi dimensioni o quando si è in presenza di acque aggressive o solfatiche.

Cemento siderurgico o cemento d'altoforno

La pozzolana è stata in molti casi rimpiazzata da cenere di carbone proveniente dalle centrali termoelettriche , scorie di fonderia o residui ottenuti scaldando il quarzo . Questi componenti che prendono il nome di loppa , posseggono un' attività idraulica latente e pertanto, opportunamente macinate, vengono utilizzate come aggiunte minerali e miscelate con il cemento Portland in proporzioni variabili dal 36 fino al 95%.

A differenza dei cementi pozzolanici, che devono avere un tenore di clinker tale da garantire un contenuto di calce necessario all'attivazione della pozzolana, la loppa ha bisogno solo di piccole quantità di calce, e perciò di clinker di Portland, per accelerare il suo indurimento.

Pertanto la percentuale di loppa granulata d' altoforno in un cemento siderurgico può essere molto elevata, ma al crescere del tenore di loppa, essendo lento il suo processo di indurimento, diminuisce il valore della resistenza meccanica a brevi stagionature (2 - 7 gg) del cemento siderurgico; tale valore è dovuto essenzialmente all'azione del clinker di Portland e cresce all'aumento del tenore di clinker. Pertanto, per tenori di loppa superiore al 90%, la resistenza a compressione a breve scadenza è praticamente assente, essendo la quantità di cemento Portland esigua; in queste percentuali non è possibile produrre cementi di classe di resistenza 42,5R, 52,5 e 52,5R, poiché tali cementi siderurgici non possono garantire i valori minimi di resistenza a compressione a 2 giorni previsti dalla UNI EN 197-1. Entro certi limiti il rallentamento iniziale può essere compensato aumentando la finezza di macinazione e agendo sulle condizioni di stagionatura.

Visto il basso tenore di clinker rispetto a quello presente nel cemento Portland, il cemento siderurgico presenta le stesse prestazioni del cemento pozzolanico, anzi, poiché il tenore di clinker può essere molto basso in quanto non è necessario che si garantisca un contenuto di calce necessario all'attivazione della pozzolana, tali proprietà sono più marcate.

Inoltre, fanno parte dei cementi siderurgici i cosiddetti cementi soprasolfatati che le UNI EN 197 -1 individuano con la sigla CEM III/C. Sono cementi siderurgici ad elevata percentuale di loppa (80-85%) e di gesso (10-15%), mentre hanno un tenore di clinker di Portland intorno al 5%.

Pertanto, tra i prodotti dell'idratazione, oltre ai silicati di calcio idrati (CSH) troviamo anche l' ettringite cristallina (siamo in assenza di calce a causa del basso tenore di clinker) la quale rispetto a quella colloidale, che si forma nei normali cementi a seguito dell'attacco solfatico, non è rigonfiante. Questo cemento ha una buona resistenza agli attacchi chimici ( cloruri e solfati ) e all'attacco degli acidi ( soluzioni con pH > 3,5).

Idratazione dei cementi di miscela

Una volta iniziata l'idratazione della frazione del clinker di Portland presente nel cemento di miscela, oltre alla formazione dei silicati idrati di calcio (CSH), si produce anche la calce. Quest'ultima attiva la pozzolana o la loppa del cemento di miscela la cui idratazione produce un ulteriore quantità di CSH. In questo modo, la calce, che da sola non contribuisce allo sviluppo della resistenza meccanica, contribuisce al processo di indurimento del calcestruzzo. La formazione di questa ulteriore aliquota di silicati idrati di calcio determina un sistema più ricco di materiale fibroso e, quindi, meno poroso e meno permeabile di un cemento Portland con uguale rapporto acqua/cemento. Inoltre, la minore quantità di calce, sia perché è minore il tenore di clinker, sia perché parte di questa reagisce con la pozzolana o la loppa, in associazione a una matrice più compatta, rende questi cementi meno soggetti a problemi di attacco solfatico , dilavamento e carbonatazione ^[8] .

Cemento a presa rapida

Il cemento a presa rapida , anche detto cemento di pronta, ha la caratteristica di rapprendere in pochi minuti dalla miscelazione con acqua. Si produce in modo simile al cemento Portland, ma con temperature di cottura inferiori. La velocità di presa dipende sia dalla quantità e qualità degli additivi che dalla quantità di gesso di miscela.

Si utilizza da solo o miscelato con sabbia ( malta ) ed è indicato per piccoli lavori di fissaggio e riparazione, mentre non è adatto per opere maggiori, in quanto non si avrebbe il tempo per effettuare un buon getto.

Cementi espansivi

I cementi espansivi sono costituiti da una miscela di cemento e additivi espansivi e vengono utilizzati per compensare gli effetti negativi dovuti al ritiro o per l' inghisaggio .

Il loro comportamento si basa sulla formazione, durante l'idratazione di prodotti espansivi, di:

Attualmente le norme statunitensi identificano tre tipologie di cementi espansivi, in funzione degli additivi utilizzati:

solfoalluminato tetracalcico - solfato di calcio - ossido di calcio ;
alluminati di calcio;
alluminato tricalcico - solfato di calcio;

Questa tipologia di cementi viene utilizzata per ottenere:

cementi a ritiro compensato che provocano all'interno del calcestruzzo un'espansione iniziale pari alla successiva contrazione dovuta al ritiro;
cementi autocompressi (in inglese Self Compressing Concrete o SCC ) che provocano all'interno del conglomerato cementizio un'espansione iniziale molto superiore alla successiva contrazione da ritiro. Esistono malte a base di cementi fortemente espansivi (la spinta generata può arrivare a circa 6000 t/m²) che vengono utilizzate per le demolizioni e tagli di rocce e calcestruzzi senza produzione di rumore , vibrazioni e lanci di detriti.

Cemento alluminoso o cemento fuso

Il cemento alluminoso o cemento fuso è il prodotto ottenuto dalla cottura sino a fusione quasi completa di una miscela di bauxite e calcare ovvero il carbonato di calcio .

La bauxite , costituita prevalentemente da ossidi idrati di alluminio, contiene, talvolta, anche in quantità rilevanti, ossidi anidri e idrati di ferro, silice , silicati idrati di alluminio e piccole percentuali di biossido di titanio . La miscela di calcare e bauxite viene portata durante la cottura a una temperatura di 1550 - 1600 °C. Per la cottura si fa riferimento a diversi tipi di forni:

Il cemento fuso viene colato in stampi per formare dei pani, che poi saranno raffreddati esternamente ad acqua ed infine macinati in mulini a palle per ottenere il prodotto finito.

Il cemento alluminoso ha una composizione in ossidi di:

Per quanto riguarda invece i componenti veri e propri si ha:

60-70% ${\ce {CaOAl2O3}}$ ${\ce {CaOAl2O3}}$ ${\ce {CaOAl2O3}}$
10-15% ${\ce {2CaOSiO2}}$ ${\ce {2CaOSiO2}}$ ${\ce {2CaOSiO2}}$
${\ce {Ca4OAl2O3Fe2O3}}$ ${\ce {Ca4OAl2O3Fe2O3}}$ ${\ce {Ca4OAl2O3Fe2O3}}$
${\ce {Ca2OAl2O3SiO2}}$ ${\ce {Ca2OAl2O3SiO2}}$ ${\ce {Ca2OAl2O3SiO2}}$

Per quanto riguarda l'ossido di silicio, la sua presenza come impurità deve essere minore del 6%, in quanto il componente che origina, l'alluminato silicato bicalcico ( ${\ce {2CaOAl2O3SiO2}}$ ${\ce {2CaOAl2O3SiO2}}$ ${\ce {2CaOAl2O3SiO2}}$ ), ha scarse proprietà idrauliche.

La normativa italiana proibisce l'utilizzo del cemento alluminoso per la costruzione delle opere in calcestruzzo armato .

Il cemento alluminoso è caratterizzato da un rapido indurimento e pertanto da elevati valori della resistenza meccanica a breve scadenza. Altro vantaggio è la sua resistenza all'attacco solfatico e all'azione dilavante dell'acqua.

Di contro ha un elevato calore d'idratazione.

Reazioni di idratazione

${\ce {CaOAl2O3 + 10H2O -> CaO*Al2O3*10H2O}}$ ${\ce {CaOAl2O3 + 10H2O -> CaO*Al2O3*10H2O}}$ ${\ce {CaOAl2O3 + 10H2O -> CaO*Al2O3*10H2O}}$ ( cristalli esagonali )
${\ce {2(CaOAl2O3) + 11H2O -> 2CaO*Al2O3*8H2O + Al(OH)3}}$ ${\ce {2(CaOAl2O3) + 11H2O -> 2CaO*Al2O3*8H2O + Al(OH)3}}$ ${\ce {2(CaOAl2O3) + 11H2O -> 2CaO*Al2O3*8H2O + Al(OH)3}}$ (cristalli + gelo)
${\ce {2(Ca2OSiO2) + (x + 1) H2O -> Ca3O2*SiO2*xH2O + Ca(OH)2}}$ ${\ce {2(Ca2OSiO2) + (x + 1) H2O -> Ca3O2*SiO2*xH2O + Ca(OH)2}}$ ${\ce {2(Ca2OSiO2) + (x + 1) H2O -> Ca3O2*SiO2*xH2O + Ca(OH)2}}$ (cristalli + gelo)

Se gli alluminati di calcio idrati esagonali si trasformano in cubici questo cambiamento determina un aumento della porosità del conglomerato confezionato con questo cemento con relativa diminuzione della resistenza meccanica del materiale . Questo perché i cristalli cubici occupano un volume inferiore rispetto a quello occupato dagli equivalenti cristalli esagonali.

La trasformazione di cui sopra è favorita:

da una stagionatura a temperatura elevata. Il cemento alluminoso è da pertanto da utilizzarsi a temperature inferiori ai 30 °C;
da un' umidità relativa elevata;
da un elevato rapporto acqua/cemento.

Mentre il cemento Portland è un cemento a natura basica , grazie alla presenza di calce ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ ${\ce {Ca(OH)2}}$ , il cemento alluminoso è a natura sostanzialmente neutra. La presenza dell' idrossido di alluminio ( ${\ce {Al(OH)3}}$ ${\ce {Al(OH)3}}$ ${\ce {Al(OH)3}}$ ), che è un anfotero e che in questo caso si comporta da acido , provoca la sostanziale neutralizzazione dei due componenti e come risultato si ha appunto un cemento neutro .

Sicurezza e rischi per la salute

Alcalinità

Dopo che il cemento Portland è stato miscelato con l'acqua, la miscela formata è molto alcalina (circa pH 13) a causa della liberazione di idrossidi di calcio , sodio e potassio . Sulla pelle ha un effetto caustico e in caso di contatto occorre lavare immediatamente con abbondante acqua. È opportuno utilizzare guanti ed occhiali per proteggere gli occhi dagli spruzzi. Una volta indurito, il cemento può essere toccato senza problemi.

Presenza di cromo

Nel cemento può essere contenuta una certa quantità di cromo esavalente . Ormai in molti Paesi il contenuto di cromo esavalente è regolamentato. Per esempio in Europa , secondo la normativa della comunità europea, non deve superare le 2 parti per milione (mg/kg). Il cromo metallico può essere contenuto in quantità superiori. Ad oggi vengono immessi nel cemento sfuso degli additivi che trasformano il cromo esavalente ( cancerogeno - mutageno ) in cromo trivalente (non dannoso). Questi additivi hanno un tempo di efficienza che varia da tre a sei mesi .

La direttiva Europea 2003/53/CE, recepita in Italia attraverso il decreto ministeriale della salute DM 10 maggio 2004, proibisce la commercializzazione e l'impiego di cemento o di preparati contenenti cemento che, quando idrati, contengono più dello 0,0002% (2 ppm) di cromo idrosolubile esavalente, determinato come percentuale in massa sul cemento secco. Tale decreto previene alcune problematiche relative alla possibilità di dermatiti allergiche da contatto e rischi legati al fatto che il ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ è cancerogeno per l' uomo .

Il cromo totale ( stato di ossidazione II e III) presente nel clinker Portland è compreso tra 0,002% e 0,02%, rispettivamente 20 e 200 ppm. Tale valore deriva essenzialmente dai materiali argillosi , in minima parte dai combustibili , dai corpi macinanti del molino del crudo e dai refrattari . Durante il processo di cottura del clinker tutto il cromo totale viene ossidato, e alle condizioni termodinamiche presenti in zona, la specie più stabile è il ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ , insolubile , e quindi non pericoloso per la salute . Durante la fase di raffreddamento una parte di ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ si ossida in ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ e ${\ce {Cr^{V}}}$ ${\ce {Cr^{V}}}$ ${\ce {Cr^{V}}}$ . Quindi nel clinker Portland il cromo è presente in tre stati di ossidazione (+3, +4, +5). Di tutto il cromo presente solo una parte è legato alle fasi del clinker (77%-93%), mentre la restante parte (dal 7%al 23%) può essere facilmente solubilizzata, tranne il ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ che è insolubile, come detto precedentemente. Le due specie solubili in acqua, ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ e ${\ce {Cr^{V}}}$ ${\ce {Cr^{V}}}$ ${\ce {Cr^{V}}}$ , non sono stabili e quindi disproporzionano a ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ ${\ce {Cr^{III}}}$ insolubile e ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ solubile.

Affinché venga rispettato il DM 10 maggio 2004 è necessario aggiungere un agente cromo riducente. Comunemente l'agente riducente di maggior utilizzo è il solfato ferroso , ma sono state individuate e realizzate altre soluzioni molto promettenti (additivi a base di antimonio , di-trisolfuro di sodio , solfato ferroso monoidrato , solfato stannoso ). Il solfato ferroso viene dosato allo 0,25-0,3% circa e non influenza minimamente le reazioni di idratazione del cemento, ma a contatto con l'aria si carbonata , perdendo il suo potere riducente nei confronti del cromo esavalente. Per questo motivo sui sacchi deve essere indicata la data di confezionamento e il periodo di conservazione durante il quale il contenuto di ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ ${\ce {Cr^{VI}}}$ idrosolubile resta inferiore allo 0,0002% del peso totale a secco del cemento.

Di seguito vengono riportate le reazioni di ossido-riduzione che avvengono nel caso di utilizzo di solfato ferroso monoidrato o con il triossido di diantimonio :

{\ce {K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2O -> Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + 4 Fe(OH)3 + 2 KOH}}

{\ce {K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2O -> Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + 4 Fe(OH)3 + 2 KOH}}

{\ce {K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2O -> Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + 4 Fe(OH)3 + 2 KOH}}

{\ce {2 K2Cr2O7 + 3 Sb2O3 + 5 H2O -> 2 Cr2(OH)3 + 2 Cr(Sb2O3)3 + 4 KOH}}

{\ce {2 K2Cr2O7 + 3 Sb2O3 + 5 H2O -> 2 Cr2(OH)3 + 2 Cr(Sb2O3)3 + 4 KOH}}

{\ce {2 K2Cr2O7 + 3 Sb2O3 + 5 H2O -> 2 Cr2(OH)3 + 2 Cr(Sb2O3)3 + 4 KOH}}

Inquinamento

Emissioni annuali globali di CO ₂ associate alla produzione di cemento

Un impianto di produzione di cemento negli anni trenta poteva avere importanti effetti sulla salute a causa delle sostanze rilasciate dai processi di lavorazione, oltre che dalle attività accessorie (traffico di camion , estrazione con esplosivi ). Al giorno d'oggi l'evoluzione della tecnologia e la legislazione adottata da tutti i principali Paesi sviluppati ha permesso di ridurre tali rischi. In particolare la cottura del clinker richiede grandi quantità di combustibile, normalmente pet-coke (prodotto derivato dal petrolio ), che provoca una emissione di inquinanti , tra cui gas serra , ossidi di azoto (NO _x ), biossido di zolfo ( ${\ce {SO2}}$ ${\ce {SO2}}$ ${\ce {SO2}}$ ), monossido di carbonio ( ${\ce {CO}}$ ${\ce {CO}}$ ${\ce {CO}}$ ), biossido di carbonio ( ${\ce {CO2}}$ ${\ce {CO2}}$ ${\ce {CO2}}$ ), composti organici volatili e polveri fini ( PM10 e PM2,5 ).

I cementifici raggiungono temperature di combustione pari a 1400 °C. Non indicato il coincenerimento dei rifiuti nei cementifici perché il materiale di scarto o il CDR può essere solamente immesso tramite la zona di precalcinazione che ha temperature di circa 800 °C, decisamente troppo basse e troppo pericolose.

I cementifici, per legge, sono tutti equipaggiati con sistemi di abbattimento dei fumi di combustione quali filtri a maniche per altissime temperature: la grande quantità d'aria necessaria per bruciare i combustibili fossili agisce diluendo gli inquinanti contenuti nei rifiuti e quindi nelle emissioni al camino. Nonostante l'assenza di trattamenti specifici nei confronti di diossine e mercurio , si registrano concentrazioni di inquinanti ben inferiori ai valori minimi imposti dalle norme di legge (normativa europea).

I registri europei INES/EPER confermano che non vi sono significative emissioni di piombo , mercurio, ammoniaca .

Sviluppi recenti

L' Università di Newcastle ha realizzato nel 2019 un bio-cemento in grado di auto-ripararsi in caso di crepe o fratture. Ispirandosi al batterio Bacilla Filla, questo tipo di cemento reagisce alle variazioni di pressione dell'ambiente creando molecole di carbonato di calcio ^[9] ^[10] .

Anche in Italia è nato un bio-cemento da acqua ossigenata e lievito di birra che non ha bisogno di alluminio ^[11] .

Crolli

L'uso di cemento depotenziato ha comportato numerosi crolli in molte regioni italiane . ^[12] Strade , ponti , viadotti , ferrovie , gallerie , case , centri commerciali e perfino scuole , ospedali e commissariati sono a rischio di crolli, perché costruiti con poco cemento e molta sabbia, cosiddetto cemento depotenziato . L'affare è redditizio per chi appalta lavori pubblici o anche privati, aggiudicandosi appalti nazionali e locali a prezzi ribassati, risparmiando poi durante l'esecuzione delle opere mediante l'utilizzo di malte e calcestruzzi a basso titolo di cemento. ^[13]

Marcatura CE

La marcatura CE non rappresenta un marchio di qualità del prodotto ma sta a significare che il prodotto soddisfa i requisiti essenziali previsti per quel prodotto e per l'impiego previsto.

Per il cemento è previsto un solo sistema di attestazione di conformità CE:

livello 1+: è richiesta la Dichiarazione di Conformità CE alla norma UNI EN 197, rilasciata dal produttore e accompagnata dal Certificato di Conformità del Prodotto alla norma UNI EN 197 rilasciata da un organismo notificato.

Generalmente la marcatura CE avviene mediante l'apposizione di un'etichetta direttamente sui prodotti, o sull'imballaggio, mediante stampa dell'etichetta sul Documento di Trasporto (DDT).

Il lay-out ed il contenuto di informazioni dell'etichetta vengono descritti nei punti successivi.

Documentazione

Tutti i manufatti in cemento armato e cemento armato precompresso, potranno essere eseguiti impiegando unicamente cementi provvisti di attestato di conformità CE che soddisfino i requisiti previsti dalla norma UNI EN 197-1. Tutte le forniture di cemento, in cantiere o presso l'impianto di preconfezionamento del calcestruzzo, devono essere accompagnate da:

documento di trasporto (DDT);
dichiarazione di conformità CE rilasciata dal produttore riportante almeno le seguenti indicazioni:
- dati del produttore e del legale rappresentante
- nome dell'azienda produttrice
- dati descrizioni generale del prodotto
- indirizzo dello stabilimento
- norme e direttive a cui il prodotto è conforme
- numero dell'attestato CE
- informazioni relative alla produzione es: n° matricola, lotto, partita, ultime due cifre dell'anno di produzione
- data e firma autografa di chi la sottoscrive
attestato di Conformità CE alla norma UNI EN 197-1 rilasciato da un organismo notificato.

Inoltre deve essere presente l'etichetta riportante il simbolo CE applicata sull'imballaggio o sul prodotto o sul DDT; Le forniture effettuate da un intermediario, ad esempio un importatore, dovranno essere accompagnate dalla dichiarazione di Conformità CE rilasciato dal produttore di cemento e completato con i riferimenti ai documenti di trasporto (DDT) dei lotti consegnati dallo stesso intermediario.

Il Direttore dei Lavori è tenuto a verificare periodicamente quanto sopra indicato, in particolare la corrispondenza del cemento consegnato, come rilevabile dalla documentazione anzidetta, con quello previsto nel Capitolato Speciale di Appalto e nella documentazione o elaborati tecnici specifici.

Etichetta CE

L'etichetta con il simbolo di marcatura CE che deve essere applicata sul prodotto, sull'imballaggio o sul DDT, nella versione semplificata deve riportare almeno le seguenti informazioni:

marcatura di conformità CE, consistente nel simbolo «CE»
numero di identificazione dell'Organismo di certificazione (es. 0123)
nome o marchio identificativo e indirizzo del produttore
ultime due cifre dell'anno in cui è stata applicata la marcatura (es. 10 per 2010)
numero del certificato di conformità CE (es. 0123CPD). Spesso tale numero è associato al precedente (es. 0123CPD-010)
norma a cui il prodotto e conforme (UNI EN 197)

Nella forma estesa (metodo 3) l'etichetta può contenere:

descrizione del prodotto (es. CEM II/A - LL 32,5R)
informazioni sul prodotto e sulle caratteristiche rilevanti.

Normativa

UNI EN 197-1:2011 - Cemento - Parte 1: Composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi comuni
UNI EN 14647:2006 - Cemento alluminoso - Composizione, specificazioni e criteri di conformità
UNI EN 14216:2005 - Cemento - Composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi speciali a calore di idratazione molto basso

Note

^ Copia archiviata ( PDF ), su aitecweb.com . URL consultato il 24 settembre 2015 (archiviato dall' url originale il 25 settembre 2015) .
^ Le conseguenze del cemento , Martinelli 2011, p.76
^ ( EN ) Cembureau, Activity Report 2008 ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , p. 4. URL consultato il 3 maggio 2009 .
^ Vedi anche normative di riferimento:
- Regio Decreto n. 1443 del 1927 - Norme di carattere legislativo per disciplinare la ricerca e la coltivazione delle miniere nel regno.
- Decreto del Presidente della Repubblica n. 128 del 09/04/1959 - Norme di polizia delle miniere e delle cave.
^ Fusione Lafarge-Holcim, nasce il primo produttore mondiale di cemento - News - Italiaoggi , su www.italiaoggi.it . URL consultato il 29 luglio 2015 .
^ I silicati idrati di alluminio contribuiscono in maniera poco significativa allo sviluppo della resistenza meccanica e comunque la loro azione si esplica principalmente durante le prime ore della fase di indurimento.
^ I cementi comuni vengono chiamati anche cementi grigi.
^ Pur essendo minore la percentuale di calce rispetto ad un equivalente cemento Portland, nei cementi di miscela ne rimane sempre una quantità sufficiente da rendere l'acqua contenuta nei pori capillari satura di idrossido di calcio e pertanto garantire alla matrice cementizia un pH (> 12) capace di passivare le armature
^ Cemento biologico: un materiale innovativo che si autoripara! - Procenter habitissimo , su habitissimo.it . URL consultato il 13 gennaio 2021 .
^ Biocemento: il materiale da costruzione “vivente” che si ripara da solo , su Il Brevetto , 29 novembre 2019. URL consultato il 13 gennaio 2021 .
^ stefania, Bio-cemento superisolante: l'innovativo brevetto italiano , su Rinnovabili , 17 novembre 2017. URL consultato il 13 gennaio 2021 .
^ In Sicilia usato cemento depotenziato, rischio crolli. Allarme di Agliastro . Il fatto nisseno. Cronaca. 27 febbraio 2015.
^ Ecomafia. Cemento depotenziato, decine di opere a rischio crollo . La Stampa. 4 giugno 2010.

Bibliografia

M. Collepardi, Il nuovo calcestruzzo , Tintoretto (Villorba - TV), 2002
P. Pedeferri, L. Bertolini, La corrosione nel calcestruzzo e negli ambienti naturali , McGraw-Hill
V. Alunno Rossetti, Il calcestruzzo: materiali e tecnologia , McGraw-Hill, 2003
V. Alunno Rossetti, F. Medici, Chimica Applicata , Ed. Scientifiche Siderea (Roma), 2007
M. Collepardi, T come temperatura - Enco Journal

Voci correlate

Altri progetti

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Collegamenti esterni

Cemento , su Treccani.it – Enciclopedie on line , Istituto dell'Enciclopedia Italiana .
( IT , DE , FR ) Cemento , su hls-dhs-dss.ch , Dizionario storico della Svizzera .
( EN ) Cemento , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Cemento , in Treccani.it – Enciclopedie on line , Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

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Portale Chimica

Portale Ingegneria

Portale Materiali

[1] Copia archiviata ( PDF ), su aitecweb.com . URL consultato il 24 settembre 2015 (archiviato dall' url originale il 25 settembre 2015) .

[2] Le conseguenze del cemento , Martinelli 2011, p.76

[3] ( EN ) Cembureau, Activity Report 2008 ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , p. 4. URL consultato il 3 maggio 2009 .

[4] Vedi anche normative di riferimento:
Regio Decreto n. 1443 del 1927 - Norme di carattere legislativo per disciplinare la ricerca e la coltivazione delle miniere nel regno.
Decreto del Presidente della Repubblica n. 128 del 09/04/1959 - Norme di polizia delle miniere e delle cave.

[5] Regio Decreto n. 1443 del 1927 - Norme di carattere legislativo per disciplinare la ricerca e la coltivazione delle miniere nel regno.

[6] Decreto del Presidente della Repubblica n. 128 del 09/04/1959 - Norme di polizia delle miniere e delle cave.

[5] Fusione Lafarge-Holcim, nasce il primo produttore mondiale di cemento - News - Italiaoggi , su www.italiaoggi.it . URL consultato il 29 luglio 2015 .

[6] I silicati idrati di alluminio contribuiscono in maniera poco significativa allo sviluppo della resistenza meccanica e comunque la loro azione si esplica principalmente durante le prime ore della fase di indurimento.

[7] I cementi comuni vengono chiamati anche cementi grigi.

[8] Pur essendo minore la percentuale di calce rispetto ad un equivalente cemento Portland, nei cementi di miscela ne rimane sempre una quantità sufficiente da rendere l'acqua contenuta nei pori capillari satura di idrossido di calcio e pertanto garantire alla matrice cementizia un pH (> 12) capace di passivare le armature

[9] Cemento biologico: un materiale innovativo che si autoripara! - Procenter habitissimo , su habitissimo.it . URL consultato il 13 gennaio 2021 .

[10] Biocemento: il materiale da costruzione “vivente” che si ripara da solo , su Il Brevetto , 29 novembre 2019. URL consultato il 13 gennaio 2021 .

[11] stefania, Bio-cemento superisolante: l'innovativo brevetto italiano , su Rinnovabili , 17 novembre 2017. URL consultato il 13 gennaio 2021 .

[12] In Sicilia usato cemento depotenziato, rischio crolli. Allarme di Agliastro . Il fatto nisseno. Cronaca. 27 febbraio 2015.

[13] Ecomafia. Cemento depotenziato, decine di opere a rischio crollo . La Stampa. 4 giugno 2010.

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