I CEMENTI COMUNI E LA NORMA EN 197-1

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO FACOLTA DI INGEGNERIA I CEMENTI COMUNI E LA NORMA EN Prof. Ing. Luigi Coppola

2 NORMATIVA NORMA EUROPEA EN regola la produzione dei cementi: requisiti composizionali, prestazionali e produttivi UNI EN (D.M. Industria 13/09/1993)

3 COSTITUENTI PRINCIPALI I cementi possono essere prodotti utilizzando i seguenti COSTITUENTI PRINCIPALI: CLINKER di cemento Portland (K); GESSO; POZZOLANE NATURALI (P) ed ARTIFICIALI (Q); CENERI VOLANTI di tipo SILICICO (V) e CALCICO (W); LOPPE granulate d ALTOFORNO (S); microsilici o FUMO DI SILICE (D); CALCARI (L o LL); SCISTI CALCINATI (T).

4 TIPI DI CEMENTO A seconda dei costituenti impiegati e della relativa percentuale di utilizzo, i cementi comuni sono costituiti da CINQUE TIPI principali individuati da un numero romano da I a V. CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V TIPO Divisi in sottotipi

5 Norma EN 197/ 1 TIPO CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V DENOMINAZIONE CEMENTO PORTLAND CEMENTO PORTLAND DI MISCELA CEMENTO D ALTOFORNO CEMENTO POZZOLANICO CEMENTO COMPOSITO

6 CEMENTI PORTLAND (CEM I) ALTRO (5%) CLINKER DI CEMENTO PORTLAND (95%) ALTRO Filler; Additivi; Solfato coadiuvanti utilizzati per facilitare la macinazione del clinker e per catalizzare la reazione del cemento.

7 CEMENTI PORTLAND DI MISCELA (CEM II) Il costituente presente in maggior percentuale è rappresentato dal clinker di cemento Portland in combinazione con una o più aggiunte minerali

8 CEMENTO TIPO (CEM II) SOTTOTIPI - 19 SOTTOTIPI a seconda della natura e della percentuale del costituente utilizzato in combinazione del clinker di cemento Portland CEM II SOTTOTIPO % AGGIUNTA A 6 20% B 21 35%

9 CEMENTO PORTLAND ALLA MICROSILICE (CEM II - A/D) ECCEZIONE SOTTOTIPO % AGGIUNTA MICROSILICE (D) SIGLA CEM II A 6 10% CEM II-A/D B NON ESISTE

10 CEMENTO PORTLAND COMPOSITO SOTTOTIPO TIPO AGGIUNTA SIGLA CEM II A B A B A B A B A B A B LOPPA GRANULATA D ALTOFORNO POZZOLANA NATURALE POZZOLANA CALCINATA CENERE VOLANTE SILICICA SCISTO CALCINATO CALCARE S P Q V T L - LL A MICROSILICE D

11 COSTITUENTI SOTTOTIPO TIPO SIGLA CEM II A B COMPOSITO (ALMENO DUE TIPI DIVERSE DI AGGIUNTE) M Da non confondere con il CEMENTO COMPOSITO DI TIPO V

12 CEMENTO D ALTOFORNO (CEM III) CEM III SOTTOTIPO % LOPPA D ALTOFORNO A 36 65% B 66 80% C 81 95%

13 CEMENTO POZZOLANICO (CEM IV) OTTENUTO PER MISCELA CLINKER di cemento Portland con MICROSILICE; POZZOLANE NATURALI; POZZOLANE CALCINATE; CENERI VOLANTI DI TIPO SILICICO; CENERI VOLANTI DI TIPO CALCICO.

14 CEMENTO POZZOLANICO (CEM IV) - SOTTOTIPI - CEM IV SOTTOTIPO % AGGIUNTA A 11 35% B 36 55%

15 CEM IV - LIMITE D IMPIEGO % aggiunte a comportamento pozzolanico 55% Oltre questo limite, il quantitativo di calce proveniente dall idratazione del clinker non sarebbe sufficiente a garantire la reazione pozzolanica, con il risultato che parte del materiale pozzolanico rimarrebbe nell impasto in forma di materiale inerte incapace, quindi, di contribuire alle prestazioni meccaniche.

16 ?????????? Clinker + gesso: 85% Cenere volante silicica: 15% CE II/A-V (6-20%) CE IV/A- V (11-35%)??????????????

17 SAGGIO DI POZZOLANICITA IL CEMENTO POZZOLANICO DEVE SUPERARE IL SAGGIO DI POZZOLANICITA CHE ATTESTI L EFFETTIVA REATTIVITA DELLA POZZOLANA UTILIZZATA CON L IDROSSIDO DI CALCIO

18 CEMENTO COMPOSITO (CEM V) OTTENUTO PER MISCELA DI: - CLINKER di cemento Portland con - LOPPA D ALTOFORNO; - POZZOLANA: POZZOLANE NATURALI; CENERI VOLANTI DI TIPO SILICICO.

19 CEMENTO COMPOSITO (CEM V) - SOTTOTIPI - CEM V SOTTOTIPO AGGIUNTA % TIPO A 16 30% loppa + B 31 50% - Pozzolana naturale - cenere volante silicea

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21 NORMA EN 197-1

22 CLASSI DI RESISTENZA Ognuno dei tipi e sottotipi di cemento previsti dalla norma EN è disponibile in: SEI DIFFERENTI CLASSI DI RESISTENZA 32.5N, 32.5R 42.5N, 42.5R 52.5N, 52.5R

23 CLASSI DI RESISTENZA LA CLASSE DI RESISTENZA DEL CEMENTO VIENE DETERMINATA ATTRAVERSO PROVE IN MALTA STANDARD O PLASTICA

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29 MALTA STANDARD EN a/c = 0.50; - Sabbia standard (s); - s/c = 3: - attrezzatura standard (mescolatrice, assestatore, casseri per provini 4 x 4 x 16 cm); - Mescolamento e confezionamento standardizzato; - Stagionatura a temperatura e umidità controllata;

30 CLASSE DI RESISTENZA CEMENTO REQUISITI MINIMI R c (N/mm 2 ) a: CLASSE 2 gg. 7 gg. 28 gg. 32.5N R N R N R

31 MALTA NORMALE L appartenenza di un cemento ad una determinata classe di resistenza, tra quelle sopramenzionate, è stabilita sostanzialmente dai valori di resistenza meccanica a compressione ottenuti su provini di malta plastica confezionati e conservati in accordo alle procedure previste dalla norma EN

32 SIGNIFICATO La prova definisce: 1. sabbia da utilizzare (natura e granulometria); 2. rapporto sabbia-cemento (pari a 3 ); 3. rapporto acqua-cemento (pari a 0.5); 4. modalità di introduzione e di miscelazione degli ingredienti nella maltiera (a sua volta di caratteristiche ben definite), delle procedure di riempimento degli stampi (di geometria nota); 5. modalità di compattazione della malta (con un assestatore di caratteristiche prefissate) e di conservazione in una camera climatica ad umidità relativa e temperatura controllate, AVERE UNA PROVA SUFFICIENTEMENTE RIPRODUCIBILE, L UNICA VARIABILE DEVE ESSERE LA QUALITÀ DEL CEMENTO CHE SI STA UTILIZZANDO.

33 IMPORTANTE RESISTENZA MECCANICA A COMPRESSIONE CEMENTO CALCESTRUZZO provini di malta plastica confezionato con quello stesso cemento

34 CEMENTO E CALCESTRUZZO RESISTENZA MECCANICA DEL CALCESTRUZZO DIPENDE: 1. qualità del cemento impiegato; 2. rapporto acqua/cemento; 3. altri fattori legati alla qualità degli aggregati impiegati (es. la presenza di impurità di tipo limo-argilloso potrebbe ridurre la resistenza meccanica)

35 RESISTENZA A COMPRESSIONE A 28gg sigla numerica (es 42.5 ) in N/mm 2 TENSIONE DI ROTTURA A COMPRESSIONE IL CEMENTO PUÒ ESSERE: 1. INDURIMENTO NORMALE (N); 2. RAPIDO INDURIMENTO (R).

36 CEMENTO NORMALE E A RAPIDO INDURIMENTO DIFFERENZA TRA DUE CEMENTI N ED R a pari resistenza a 28gg RESISTENZA A COMPRESSIONE su PROVINI MATURATI PER 2 gg

37 IMPORTANTE RESISTENZA MECCANICA A COMPRESSIONE A 2gg CEMENTO 42.5R 20 N/mm 2 CALCESTRUZZO RESISTENZA????

38 SIGNIFICATO DI N ed R A PARITÀ DI TUTTE LE CONDIZIONI il calcestruzzo confezionato con un cemento di classe 42.5R possiederà alle brevi stagionature (ed in particolare dopo 2 giorni) prestazioni meccaniche superiori rispetto ad un analogo impasto, di pari rapporto a/c, confezionato con un cemento di classe 42.5N.

39 REQUISITI FISICO-MECCANICI CLASSE DI RESISTENZA TEMPO DI INIZIO PRESA (min) 32.5N 32.5R > N 42.5R > N 52.5R > 45

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43 REQUISITI FISICO-MECCANICI CLASSE DI RESISTENZA STABILITÀ (mm) 32.5N 32.5R < N 42.5R < N 52.5R < 10

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45 REQUISITI CHIMICI PROPRIETÀ NORMA METODO TIPO CEMENTO CLASSE REQUISITO P.A.F. EN CEM I CEM III TUTTE 5 % Residuo insolubile EN CEM I CEM III TUTTE 5 % Cloruri EN TUTTI TUTTE 0.10% Pozzolanicità EN CEM IV TUTTE POSITIVO

46 REQUISITI CHIMICI PROPRIETÀ NORMA METODO TIPO CEMENTO CLASSE REQUISITO 32.5N CEM I 32.5R 3.5 % SOLFATI (SO 2 ) EN CEM II CEM IV CEM V 42.5N 42.5R 52.5N 52.5R 4 % CEM III TUTTE

47 IL MERCATO DEL CEMENTO i cementi potenzialmente disponibili sul mercato: a) 27 TIPI (MINIMO) b) 6 CLASSI DI RESISTENZA NUMERO MINIMO DI CEMENTI TOTALI = 162 i cementi realmente a disposizione sul mercato sono in numero decisamente inferiore.

48 CEMENTI DISPONIBILI IN ITALIA IN ITALIA NON VENGONO PRODOTTI I CEMENTI: Portland alla microsilice; Portland alla pozzolana industriale; Portland allo scisto calcinato. Portland alle ceneri. ad altissimo tenore di loppa (CEM III/C) compositi (CEM V/B)

49 CENERI IN CENTRALI DI BETONAGGIO CENTRALE DI BETONAGGIO MAGGIORE FLESSIBILITÀ: cenere per m 3 di impasto può essere modulato in relazione alle prestazioni che si intendono conseguire. CONTROLLO MENO STRINGENTE della qualità della cenere rispetto a in cementeria; variazione della percentuale di incombusto dell aggiunta pozzolanica che potrebbe determinare VARIAZIONI NELL ACQUA DI IMPASTO del calcestruzzo.

50 CEMENTI COMMERCIALIZZATI I TIPI DI CEMENTO PIÙ IMPORTANTI SONO: cemento Portland al calcare ( 64% della produzione); cemento pozzolanico ( 10.6%); cemento Portland ( 8.5%); cemento Portland composito ( 7.9%).

51 CLASSI DI RESISTENZA Relativamente alle classi di resistenza: classe 32.5 N ed R 54% circa della produzione; classe 42.5 e 52.5 sia nella versione N che R 46%. Il mercato nel corso degli ultimi anni ha mostrato una propensione verso un maggior impiego dei cementi ad alta resistenza se si tiene conto che 20 anni fa i cementi di classe 32.5 (a quell epoca individuati con la sigla 325) rappresentavano circa il 71% del consumo totale

52 VELOCITA DI ESECUZIONE Le motivazioni che hanno indotto il mercato verso un più consistente impiego dei cementi ad alta resistenza sono da ricondurre alla maggiore celerità di esecuzione delle strutture che si tramutano in evidenti benefici economici per gli utilizzatori.

53 DESTINAZIONI DEL CEMENTO 1. PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO NELLE CENTRALI DI BETONAGGIO ( 49 %) 2. STABILIMENTI DI PREFABBRICAZIONE ( 12.5%); 3. IMPIEGATO DIRETTAMENTE DALLE IMPRESE DI COSTRUZIONE ( 9%).

54 CEMENTO E CALCESTRUZZO 70% del cemento prodotto è destinato alla realizzazione del calcestruzzo. circa il 20.5% è distribuita attraverso le rivendite e utilizzata per i lavori di piccola cantieristica. La produzione del cemento è sostanzialmente finalizzata al confezionamento del calcestruzzo destinato alla realizzazione delle strutture ed infrastrutture civili (residenziali, commerciali) ed industriali.

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