- Legante =
cemento
- Aggregati =
elementi lapidei che possono essere ghiaia o pietrisco (grossi) o sabbia
(fini).
- Acqua
e lasciando
che l’impasto si rapprenda (presa) ed indurisca (indurimento). Durante questi
fenomeni l’impasto rilascia una notevole quantità di energia sotto forma di
calore (calore di idratazione) e solo durante il processo di indurimento il
calcestruzzo subisce un lieve ritiro dovuto all’evaporazione dell’acqua di
impasto. Gli elementi dell’aggregato
devono essere di pezzatura varia in modo che quelli di pezzatura minore vadano
a riempire gli spazi vuoti tra quelli di pezzatura maggiore.
Cemento. La produzione viene iniziata alla fine del XVIII secolo con un prodotto cementizio detto Cemento Romano e con il tempo furono sviluppandosi e vengono classificati a seconda della finezza di macinazione e in base alla durata della presa e ai risultati che danno alle prove di schiacciamento e di tensione dopo 7 e i 28 giorni. Nel 1824 Joseph Aspin brevettò un legante ottenuto con la cottura di una mescolanza di calcare e sostanze argillose che impastata con acqua dava una massa lapidea simile alla pietra naturale da costruzione presente nella penisola Portland (Inghilterra), e quindi fu chiamata cemento Portland.
Produzione del
cemento Portland.
Le materie
prime vengono frantumate, macinate, miscelate e cotte in forni verticali o
rotativi dando luogo al clinker. Dopo viene aggiunto una piccola quantità di
gesso (regulatore di presa) e si ottiene il cemento Portland. Il prodotto viene
poi confezionato in pacchi o immagazzinato in silos.
Tipi di
cemento
-Portland
-Pozzolanico:
si aggiunge pozzolana al cemento Portland.
-Altoforno:
deriva da quello Portland con l’aggiunta di loppa basica d’altoforno.
Aggregati. Le
caratteristiche degli aggregati incidono sulle proprietà meccaniche del
calcestruzzo indurito. Costituiscono lo scheletro portante mentre la pasta di
cemento ne costituisce il collante. Possono trovare aggregati naturali
(provengono da fiumi, depositi fluviali,.. sono lisci ed arrotondati) ed
artificiali (provengono della frantumazione di rocce compatte o anche di
materiali di fiume. Sono caratterizzati da una superficie rugosa a spigoli
vivi). A sua volta possono essere fini o grossi a seconda della sua grandezza.
La purezza degli aggregati è un requisito importante perché la impurità che
ricoprono la superficie costituisce un inconveniente grave, impedendo il contatto
diretto tra il legante e l’aggregato e riduce l’aderenza tra essi. Per gli
aggregati di frantoio occorre effettuare un lavaggio al fine di asportare le
polveri di frantumazione. La forma è un’altra importante caratteristica da
tener presente in quanto esercita una notevole influenza sulla compattezza,
sulla resistenza e sulla lavorabilità del conglomerato. Possiamo trovare tre
tipi a seconda la forma: poliedrica, appiattita o aghiforme e il coefficiente
di volume di un aggregato si calcola con il volume dell’elemento tra il volume
della sfera di diametro di pari alla massima dimensione dell’elemento. Gli
elementi con un valore molto basso del coefficiente di volume si oppongono ad
un buon assestamento del conglomerato nella cassaforma e possono dar luogo a
fortissime azioni cuneo e, quindi, a concentrazione di sforzi che facilitano la
creazioni di piani di distacco e fessurazioni nel conglomerato indurito. Per la
determinazione della granulometria degli aggregati si ricorre alla separazione
mediante vagli a maglia quadrata (stacci) o vagli a fori tondi (crivelli).
Crivello viene definito come il recipiente il cui fondo e costituito da fori
tondi dello stesso diametro e lo staccio
come il recipiente a forma quadrata, il cui fondo è costituito da una doppia
orditura ortogonale di fili tale di costituire maglie quadrate uguali.
L’assortimento dimensionale dei granuli, a parità di altre condizioni,
influenza la compatezza, la lavorabilità e il comportamento in opera del
calcestruzzo indurito.
Si può eseguire
l’effetto di parete, cioè la diminuzione della compattezza che si riscontra in un
miscuglio in prossimità delle pareti del recipiente in cui esso è contenuto e
sarà tanto più grande quanto maggiore è il diametro medio dei granuli,
aumenterà con l’aumentare della superficie del recipiente e diminuirà al
crescere del volume del recipiente stesso. Per diminuire l’effetto di parete
occorre che il diametro medio degli aggregati ad elementi maggiori sia
sufficientemente piccolo rispetto al raggio medio delle casseforme. La scelta
della dimensione massima dell’aggregato è funzione delle dimensioni
dell’elemento strutturale, delle eventuali armature e dell’effetto parete.
Quanto più piccolo è il diametro scelto tanto maggiore sarà l'incidenza
dell’aggregato fine con conseguente aumento della superficie specifica degli
aggregati e la necessità di maggiore quantità di pasta di cemento per
ricoprirla.
L’aqua di
impasto. L’acqua di impasto del calcestruzzo deve essere esente da materiali
organici, cloruri e solfati. In generale le acqua potabili sono adatte e fanno
eccezione le acque sulfuree che sono ricche di Sali. Le impurità possono
influenzar la resistenza del calcestruzzo, la costanza del volume e sopratutto
produrre efflorescenze oppure corrosione delle armature. L’acqua a seconda delle
funzioni che svolga possiamo trovare l’acqua di presa, l’acqua di bagnatura
oppure l’acqua di lavorabilità. Secondo la prima legge del Féret: “la quantità
di acqua necessaria per l’impasto è tanto più grande più i grani dell’inerte
sono fini ed è proporzionale alla quantità di inerte”.
Caratteristiche
del conglomerato fresco
-Fluidità o
l’attitudine di un conglomerato a muoversi con maggiore o minore nelle
casseforme o in tubazioni.
-Plasticità o
la capacità del conglomerato di subire deformazioni e spostamenti senza perdere
la coesione.
-Lavorabilità o
l’attitudine del conglomerato ad essere trasportato nel cantiere.
-Omogeneità
(composizione costante in tutti i punti).
Prove sul
calcestruzzo fresco
Le prove sul
conglomerato fresco consentono di valutare la consistenza e la capacità del
conglomerato. Secondo i risultati di queste prove il calcestruzzo può essere
umida, plastica e fluida.
Prova del cono
di Abrams (quantità che diminuisce dell’altezza del cono)
Prova delle
tavole a scosse (spandimento del conglomerato attraverso una serie di 15
movimenti di alzata e caduta della tavola.
Sistemazione
Maturazione
del calcestruzzo. Poiché indurisce attraverso un processo di idratazione, il
calcestruzzo deve essere mantenuto umido fino a quando non raggiunge la
resistenza richiesta. L’eventuale evaporazione dell’acqua comporta una
diminuzione della resistenza meccanica del conglomerato indurito ed influisce
negativamente sulle zone superficiali del conglomerato. Le casseforme
impediscono la disidratazione prematura del calcestruzzo a meno della
superficie superiore del getto che deve essere protetta con ripetuti spruzzi di
acqua. In condizioni climatiche rigide si rende necessario coprire ed isolare
il calcestruzzo ed alcuni casi è necessario riscaldare i materiali prima di
miscelarli. Nei climi caldi può accadere che inizi la presa prima che sia
completato il getto. Per impedirlo si possono usare ingredienti raffreddati o
far gorgogliare azoto liquido attraverso l’impasto al momento della
miscelazione.
Casseforme. Un
punto molto importante sarebbe il costo delle casseforme che incide in maniera
significativa. Le casseforme possono essere eseguite in legno, metallo o
materiale plastico e viene costruita
come un negativo della forma che si intende dare al conglomerato. Devono essere
all’interno con gli spigoli rientranti perfetti, ben levigato, rivestito con un
composto disarmante che impedisca l’adesione tra il calcestruzzo e il materiale
delle casseforme.
