Cemento Portland (Italiano)

All the clinker compounds form solid solutions with small amounts of every element that is in a clinker., Oltre ai quattro ossidi principali, MgO, K2O e Na2O sono impurità onnipresenti nella maggior parte delle materie prime. Il C3S impuro è chiamato alite: reagisce più rapidamente con l’acqua rispetto al C2S puro. C2S esiste come quattro polimorfi principali: γ, β, α’ e α. A temperature ambiente, il polimorfo γ non idraulico è termodinamicamente stabile ma, nel cemento, le impurità stabilizzano il polimorfo β idraulico. Il C3A impuro contiene quantità considerevoli (∼10 mol.%) di ferro, che può renderlo meno reattivo del composto puro., Alti livelli di sostituzione del sodio modificano la sua struttura cristallina da ortorombica a cubica con una corrispondente diminuzione della reattività.

C4AF non ha una stechiometria esatta; la soluzione solida continua tra A e F consente alla sua composizione di variare da circa C6A2F a C6AF2. Per questo motivo C4AF è solitamente chiamata fase di ferrite. Sebbene in molti cementi la composizione della fase di ferrite sia vicina a C4AF, in quelli che hanno un contenuto di C3A molto basso, la composizione è più vicina a C6AF2. All’aumentare del contenuto di ferro, la reattività della fase di ferrite diminuisce., È la fase di ferrite che dà al cemento il suo colore: quando MgO è presente nella fase di ferrite, diventa nero e il cemento grigio.

Se il contenuto di MgO è basso, o se la fase di ferrite contiene ferro ferroso apprezzabile (a causa di un’atmosfera riducente nel forno), il cemento è più marrone. Inoltre, MgO cristallino (periclasi) è presente nella maggior parte dei clinker, tipicamente nell’intervallo 2-4 wt.%. Ci sono limiti posti sulla quantità di MgO, perché la sua lenta idratazione può causare espansioni dirompenti nella pasta indurita., Nei clinker prodotti utilizzando carbone ad alto tenore di zolfo come combustibile, a volte si verificano solfati alcalini, come KS o C2KS3; questi composti possono influenzare il comportamento di impostazione e possono abbassare la forza di 28 giorni.

I cementi possono essere classificati secondo i tipi ASTM indicati nella tabella 2. Queste classificazioni si basano principalmente sulle prestazioni, non sulla composizione, sebbene in generale cementi dello stesso tipo abbiano composizioni sostanzialmente simili. Oltre il 90% di tutto il cemento Portland prodotto negli Stati Uniti è di tipo I. Quando è richiesta una maggiore resistenza in età precoce (1-3 giorni) è possibile utilizzare un tipo III., Questo è più finemente macinato in modo che la sua idratazione complessiva sia più veloce. Il cemento di tipo IV può essere utilizzato per evitare fessurazioni termiche nel calcestruzzo di massa, abbassando il calore di idratazione e quindi la temperatura interna della massa, ma non sono più fabbricati negli Stati Uniti. In presenza di alte concentrazioni di solfati in acque sotterranee o suoli, i prodotti di idratazione di C3A possono subire ulteriori reazioni che provocano un’espansione dirompente. La resistenza del calcestruzzo all’attacco di solfato può essere migliorata abbassando il contenuto di C3A in un cemento di tipo V., Il cemento di tipo II ha proprietà intermedie tra quelle di tipo I e tipo V.

Oltre ai cinque tipi ASTM di cemento Portland, sono disponibili altri cementi speciali. I cementi miscelati, contenenti materiali silicei reattivi (pozzolani) o scorie idrauliche miscelate con il tipo I, sono utilizzati nella maggior parte dei paesi come alternative ai tipi IV e V. Sull’idratazione, formano più C–S–H e meno idrossido di calcio. I cementi espansivi sono cementi Portland modificati che contrastano gli effetti del restringimento dell’essiccazione formando grandi quantità di etingite per generare un’espansione contenuta., Alcuni cementi speciali utilizzano l’tringite per fornire un’elevata resistenza precoce. I cementi per muratura e i cementi per pozzi petroliferi sono cementi Portland, modificati per ottimizzare le esigenze speciali di queste applicazioni. Gli alluminati di calcio (cementi ad alta allumina) sono utilizzati principalmente per i calcestruzzi refrattari. Non possono essere utilizzati per scopi strutturali a causa della potenziale perdita di resistenza durante il servizio. I cementi di ossicloruro di magnesio (Sorel) possono essere utilizzati solo per applicazioni interne perché non resistono all’umidità.