Idratazione del cemento: differenze tra le versioni
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Il
Le conseguenze di
== Costituenti del cemento Portland ==
Il cemento Portland, che è alla base di tutti gli altri tipi di cemento, è costituito da una miscela di clinker e gesso.<br />
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* C<sub>3</sub>S + H → C-S-H + CH
* C<sub>2</sub>S + H → C-S-H + CH
dove si indica con:
* C<sub>2</sub>S il silicato bicalcico;
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* C-S-H<ref>il simbolo C-S-H non è una formula chimica ma piuttosto le iniziali in inglese di ''Calcium Silicate Hydrated ''</ref> i silicati idrati di calcio.
* C-A-H <ref>Il simbolo C-A-H non è una formula chimica ma deriva dalle iniziali in inglese di ''Calcium Aluminate Hydrated''</ref> gli alluminati idrati di calcio che rappresentano una famiglia di prodotti di idratazione degli alluminati.
L'indurimento, e pertanto il potere legante del cemento, è dovuto in gran parte alla formazione dei silicati idrati di calcio (C-S-H)<ref>la qualità dei silicati idrati di calcio è la stessa sia ha origine dall'idratazione del silicato tricalcico sia se hanno origine dall'idratazione di quello bicalcio. L'unica differenza è il tempo che impiegano a formarsi. Da qui implica che i due silicati garantiscono in tempi diversi lo stesso valore di resistenza meccanica alla pasta indurita</ref>, mentre la formazione dei silicati idrati di alluminio (C-A-H) è la causa principale della presa.
== Velocità di idratazione ==
Le reazioni di idratazione dei costituenti del clinker hanno diverse velocità. <br />
La velocità delle reazioni di idratazione dipende anche dalla superficie di contatto con l'acqua, e quindi dalla finezza delle particelle di clinker.
=== Alluminato tricalcico ===
L'alluminato tricalcico si idrata molto rapidamente.<br />
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La resistenza meccanica dell'alluminato tricalcio non contribuisce significativamente allo sviluppo della resistenza meccanica finale del materiale se si eccettua un rapido ma piccolo incremento durante le prime ore.<br />
Ciò dipende dalla morfologia dei cristalli di C-A-H, prevalentemente basata sulla presenza di lamine esagonali o cristalli cubici quindi poco favorevole, come avviene invece per i prodotti fibrosi C-S-H, allo sviluppo della resistenza meccanica.<br />
Per evitare questo processo e permettere la messa in opera del materiale cementizio si aggiunge del del gesso al clinker (CaSO<sub>4</sub>) come regolatore di presa.<br />
A contatto con
Presenta un forte [[ritiro]].
=== Fase
La fase ferrica ha un comportamento analogo all'alluminato tricalcico.<br />
Presenta un ritiro scarso.
=== Silicato tricalcico ===
Il silicato tricalcico si idrata rapidamente e pertanto è il principale responsabile della resistenza meccanica iniziale del cemento Portland.<br />
La maggior parte
Durante l'idratazione del silicato tricalcico viene prodotta una maggiore percentuale di Ca(OH)<sub>2</sub> (30-40%) rispetto a quella prodotta durante l'idratazione del silicato bicalcico (10-15%).<br />
Presenta uno scarso ritiro.
=== Silicato bicalcico ===
Il silicato bicalcio ha
Il silicato bicalcico produce una quantità maggiore di C-S-H rispetto al silicato tricalcico.
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Le reazioni di idratazione sono tutte [[esotermico|esotermiche]].<br />
Il calore di idratazione dipende dal tipo e dalla classe del cemento; maggiore è il tenore di cemento Portland e maggiore è la finezza di macinazione maggiore è il calore di idratazione.<br />
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:
* silicato tricalcico 125 kcal/kg
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Si evince che a parità di rapporto acqua/cemento la resistenza della pasta di cemento, e quindi del calcestruzzo, aumenta con l'aumentare del grado di idratazione essendo maggiore la percentuale di cemento idratato ( e pertanto il tenore dei silicati idrati di calcio).<br />
Il grado di idratazione è influenzato dalla temperatura.<br />
Le alte
Pertanto a brevi stagionature, essendo maggiore il grado di idratazione, si hanno aumenti anche della resistenza
Le basse temperature invece determina un rallentamento le reazioni di idratazione del cemento, con conseguente allungamento dei tempi di presa ed indurimento, pertanto alle brevi stagionature il grado di idratazione della matrice cementizia decresce con la temperatura e con lui la resistenza a compressione del materiale.<br />
A lunghe stagionature invece si è costatato che al
Quest'ultimo fenomeno è stato spiegato nel seguente modo.<br />
Se la stagionatura del materiale cementizio viene fatta adeguatamente, a lungo termine il grado di idratazione del cemento è pari a 1 e pertanto è ininfluente sul valore della resistenza meccanica.<br />
Si ritiene
I C-S-H che si formano a basse temperature risultano meccanicamente di migliore qualità rispetto a quelli che si producono a temperature più elevate.<br />
Pertanto se è vero che ad elevate temperature per brevi stagionature si producono C-S-H in maggiore quantità, a seguito del maggiore grado di idratazione del cemento, ma di minore qualità, a lunghe stagionature, quanto l'idratazione del cemento è completa e il grado di idratazione è pari a 1, la quantità di C-S-H prodotti è più o meno la stessa sia per basse che per alte temperature, ma nel primo caso i silicati idrati di calcio hanno una migliore qualità e pertanto garantiscono una maggiore resistenza meccanica.<br />
Ad alte temperature può succedere che, quando l'evaporazione superficiale dell'acqua è eccessiva, si produce un fenomeno di essiccamento precoce della zona corticale del materiale cementizio, che può può essere causa di una incompleta idratazione del cemento della pelle per deficit di acqua, che, oltre a compromettere la resistenza meccanica della parte più esterna del materiale, renderebbe la superficie
==Note==
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== Voci correlate ==
* [[Calcestruzzo]]
* [[
* [[
* [[Chimica del cemento]]
* [[Clinker]]
[[en:Calcium silicate hydrate]]▼
[[ru:Гидратация цемента]]▼
{{ingegneria civile}}
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[[Categoria:Calcestruzzo| ]]
[[Categoria:Cemento| ]]
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