MATERIALI POZZOLANICI A COMPORTAMENTO IDRAULICO

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO FACOLTA DI INGEGNERIA MATERIALI POZZOLANICI A COMPORTAMENTO IDRAULICO Prof. Ing. Luigi Coppola

2 REAZIONE POZZOLANICA Pozzolana + CH + H => C-S-H + C-A-H Potrà avvenire solo quando è disponibile una sufficiente quantità di CH derivante proprio dall idratazione del cemento Portland 1. NELLE PRIME FASI successive al mescolamento del cemento con acqua, LA POZZOLANA, per la modesta quantità di calce presente, SI COMPORTERÀ COME MATERIALE INERTE 2. successivamente, potrà reagire partecipando all indurimento del sistema cementizio

3 TEMPO DI INDUZIONE DIPENDE DALLA REATTIVITÀ DELLA POZZOLANA 1. grado di amorfismo; 2. superficie specifica del materiale 3. temperatura di maturazione dell impasto.

4 TEMPO DI INDUZIONE FUMO DI SILICE, per la maggiore superficie specifica, sarà caratterizzato da un tempo di induzione più basso rispetto alla cenere volante CENERE VOLANTE reagirà prima che non una pozzolana naturale. TEMPO DI INDUZIONE TEMPERATURA la cinetica di idratazione del cemento Portland viene accelerata mettendo a disposizione in tempi più brevi la quantità di calce necessaria per dare avvio alla reazione pozzolanica.

5 CEMENTI POZZOLANICI Non possedendo di per sé caratteristiche idrauliche per la incapacità di indurire in assenza di calce I MATERIALI POZZOLANICI POSSONO ESSERE UTILIZZATI IN COMBINAZIONE CON IL CEMENTO PORTLAND IN PERCENTUALI NON SUPERIORI AL 55 %.

6 LIMITE D IMPIEGO DOSAGGIO MATERIALI POZZOLANICI 55 %. il quantitativo di calce prodotto dalla reazione del cemento Portland con l acqua non sarebbe sufficiente per garantire l idratazione di tutto il materiale pozzolanico presente Parte del materiale pozzolanico rimarrebbe in forma di filler inerte non contribuendo allo sviluppo delle prestazioni meccaniche dell impasto.

7 MATERIALI POZZOLANICI A COMPORTAMENTO IDRAULICO DOSAGGIO MATERIALI POZZOLANICI A COMPORTAMENTO IDRAULICO 55 %.

8 LOPPE Appartengono alla categoria dei materiali pozzolanici a comportamento idraulico: 1. LOPPE GRANULATE D ALTOFORNO (S).

9 LOPPE RAFFREDDAMENTO: - LENTO: LOPPA NON UTILIZZABILE COME MATERIALE PER LA PRODUZIONE DEL CEMENTO - BRUSCO IN ACQUA: IMPEDIMENTO DELLA FORMAZIONE DI UN RETICOLO CRISTALLINO E ACQUISIZIONE DI UNA STRUTTURA AMORFA: MATERIALE UTILIZZABILE PER LA PRODUZIONE DEL CEMENTO

10 LOPPA D ALTOFORNO

11 MACINAZIONE LOPPA GRANULATA D ALTOFORNO RAFFREDDATA BRUSCAMENTE granuli di dimensioni tipiche delle sabbie MACINAZIONE NEL MULINO per ottenere la finezza tipica dei cementi Portland

12 LA LOPPA possiede: BASSA REATTIVITA 1. PROPRIETÀ IDRAULICHE, essendo capace di idratarsi se mescolata con acqua; 2. PROCESSO DI IDRATAZIONE, in assenza di una fonte esterna di calce, procede con ESTREMA LENTEZZA

13 BASSA REATTIVITÁ La ridotta velocità della reazione sembra sia da ascrivere al fatto che i composti di natura silico-alluminosa della loppa reagiscano con l idrossido di calcio derivante dalla reazione del CaO con l acqua formando dei silicati e alluminati idrati di calcio di ridotta permeabilità che, depositandosi sui sulle particelle anidre di loppa, impediscono al processo di idratazione di avvenire con apprezzabile velocità.

14 ATTIVATORI LOPPA + ATTIVATORI 1. modificare la struttura degli idrati rendendoli più permeabili 2. favorire l idratazione della loppa anidra 3. garantire che il processo si manifesti più velocemente.

15 IL RUOLO DEGLI ATTIVATORI Gli attivatori del processo di idratazione sono : 1. CALCE (proveniente dal processo di idratazione dei silicati del cemento); 2. GESSO. La calce ha solo il ruolo di accelerare la cinetica di idratazione della loppa d altoforno. Questo spiega perché LE MISCELE CEMENTO PORTLAND/LOPPA POSSONO CONTENERE PERCENTUALI DI AGGIUNTA MINERALE FINO AL 95%, mentre quelle Portland/materiale pozzolanico contengono una percentuale di aggiunta minerale non superiore al 55%.

16 TIPI DI AGGIUNTE AGGIUNTE INERTI REATTIVE 1.FILLER CALCAREO 1.LOPPE 2.CENERI VOLANTI 3.FUMI DI SILICE 4.POZZOLANE

17 POLVERE DI CALCARE L AGGIUNTA MINERALE INERTE più importante per la produzione del cemento è rappresentata dal: CALCARE (CaCO 3 ): (L o LL) DOSAGGIO: 6 35 %

18 PUREZZA I calcari impiegabili nel confezionamento dei cementi debbono essere caratterizzati da: 1. TENORE DI CARBONATO DI CALCIO > 75% 2. TENORE DI ARGILLA < 1.2g/100g. TENORE DI CARBONIO ORGANICO TOTALE (TOC) TIPO (UNI EN 197-1) POLVERE DI CALCARE < 0.2 % in massa L < 0.5 % in massa LL

19 FINEZZA Per sopperire alla diluizione del cemento Portland conseguente all aggiunta di calcare, e, quindi, alla riduzione dei costituenti mineralogici (i silicati) responsabili delle prestazioni meccaniche degli impasti, il clinker utilizzato in miscela con questi materiali inerti subisce una macinazione più spinta

20 AREA SPECIFICA la maggiore area superficiale specifica, che contraddistingue i cementi più fini, consente di aumentare la frazione di cemento che si idrata con l acqua e, quindi, permette di incrementare le resistenze meccaniche degli impasti sopperendo, pertanto, alla diluizione operata con l aggiunta del calcare.