Il cemento
Il cemento è il legante idraulico più usato in edilizia. Si presenta in polvere e miscelato con acqua sviluppa proprietà adesive che permettono l'unione duratura dei materiali nella costruzione. L'impiego dei leganti idraulici in edilizia si deve agli Egizi, che usarono leganti a base di gesso. I Romani usarono la calce aerea, che induriva molto lentamente. A partire dal I secolo a.C iniziarono ad impiegare la pozzolana, un materiale che faceva presa anche a contatto con l'acqua e con tempi di indurimento più rapidi. Tra la fine del settecento e gli inizi dell'ottocento vi furono diverse iniziative e brevetti che portarono alla produzione di leganti idraulici in cui iniziò a comparire il nome "cemento". Intorno alla metà del 1800 venne introdotto il processo di cottura ad alte temperature che portò alla formazione del clinker, producendo un materiale così come è fatto il cemento ai nostri giorni
Produzione del cemento
Come è fatto il cemento? La prima fase della produzione è la frantumazione dei minerali calcarei nei frantoi. La polvere ottenuta viene cotta in un forno cilindrico, lievemente inclinato, dal diametro variabile dai 3 ai 6 metri e una lunghezza che va dai 55 ai 180 metri. Nel forno il materiale avanza verso il fondo, aumentando gradualmente la temperatura fino a raggiungere circa 1450 °C. Uscito dal forno, viene raffreddato e portato ad una temperatura di 70 °C circa. Quindi viene immagazzinato in silos. Successivamente viene macinato con le cariche previste per ottenere i diversi tipi di cemento, ed immesso sul mercato. Secondo la normativa UNI EN 197-1 i cementi di uso comune sono divisi in cinque categorie principali: CEM I Cemento Portland CEM II Cemento Portland composito, CEM III Cemento alla loppa d'altoforno CEM IV Cemento Pozzolanico CEM V Cemento composito, comprendente cemento Portland, alla loppa di altoforno e cemento pozzolanico in percentuali variabili. Sui sacchi di cemento deve essere riportata la categoria, la classe di resistenza (32,5 – 42,5 – 52,5) e una sigla che indica la resistenza iniziale: N normale o R elevata. Es: CEM II A-L 32,5 N
Cemento Portland
Il cemento Portland è alla base della produzione di tutti i tipi di cemento e calcestruzzo. Quando viene a contatto con l'acqua si sviluppa una reazione chimica con sviluppo di calore, il prodotto solidifica in poche ore e indurisce nell'arco di diverse settimane. Deve il suo nome all'isola di Portland, in Inghilterra, perché il suo scopritore notò una rassomiglianza tra il cemento indurito e le rocce presenti nell'isola. Il rapido indurimento del Portland provoca anche una riduzione della lavorabilità. Per questo il cemento Portland composito viene miscelato con altri componenti come loppa, fumi di silice, ceneri di carbone pozzolana e calcare che riducono i tempi di presa e migliorano la lavorabilità. Nei cementi Portland è consentito impiegare fillers o componenti secondari in misura non superiore al 5%.
Cemento d'altoforno e pozzolanico
Il cemento d'altoforno (CEM III) viene realizzato aggiungendo la loppa d'altoforno, un sottoprodotto del processo di produzione della ghisa, al cemento Portland. Il cemento d'altoforno è un cemento con resistenze iniziali minori ma contribuisce al guadagno di resistenza finale.Le sue caratteristiche sono: un minor sviluppo di calore, maggiore resistenza all'attacco solfatico, maggiore resistenza al dilavamento. Per le sue caratteristiche viene impiegato come cemento per calcestruzzi destinati ai getti massivi (dighe, platee di fondazione, pilastri di viadotti).Il cemento pozzolanico (CEM IV), le cui proprietà sono note da secoli, è un cemento a basso calore di idratazione in grado di fare presa anche in presenza d'acqua e ha una maggiore resistenza all'attacco solfatico.Viene impiegato in calcestruzzi destinati a strutture idrauliche, getti di grandi dimensioni e se usato per la realizzazione di un pavimento industriale, quest'ultimo avrà meno fessurazioni dovute alle tensioni da ritiro.