Il cemento viene spesso confuso con il calcestruzzo ed è un’idea sbagliata comune che cemento e calcestruzzo siano termini intercambiabili. È un marciapiede in cemento o un marciapiede in cemento? Un camion di cemento o un camion di cemento?

Conoscere i fondamenti di base di ciascuno, tra cui storia, composizione e differenze, ti aiuterà a sembrare più informato quando parli con esperti di costruzione.

Per prima cosa: il cemento è un ingrediente del calcestruzzo. Il calcestruzzo è il prodotto finito utilizzato nella costruzione di fondamenta, passi carrai, strade, case e infrastrutture intorno a te.

Di seguito daremo un’occhiata più da vicino cemento e calcestruzzo, comprese le principali differenze e usi.

Cos’è il cemento?

Il cemento – che è la “colla” che lega insieme il calcestruzzo – è una polvere fine composta da frantumato minerali come calcare e argilla che fungono da legante. Il cemento può essere prodotto da una varietà di materiali, ma non può essere utilizzato da solo. In effetti, il cemento romano era roccia frantumata con calce bruciata, cenere vulcanica e mattoni integratori. Oggi, il cemento Portland è il cemento più utilizzato ed è uno dei materiali più economici in tutto il mondo a causa dell’ampia disponibilità di calcare e scisti.

Esistono cinque tipi di cemento Portland con i seguenti caratteristiche:

1. Il cemento di tipo I è adatto per scopi generali dove non sono richieste proprietà speciali.
2. Il tipo II ha un resistenza ai solfati e costituisce la maggior parte del cemento venduto in Nord America.
3. Il cemento di tipo III ha una resistenza iniziale relativamente elevata, il che significa che acquista forza più velocemente del tipo I, consentendo di rimuovere le forme prima.
4. Il tipo IV ha un basso calore di idratazione ed è utilizzato in enormi progetti di costruzione. Sviluppa resistenza a una velocità più lenta rispetto ad altri tipi di cemento.
5. Il cemento di tipo V viene utilizzato solo per una forte resistenza ai solfati poiché sviluppa resistenza a una velocità inferiore rispetto ad altri tipi di cementi.

Il primo passo per produrre cemento è estrarre il calcare (e altri materiali) da una cava mediante sabbiatura. I materiali vengono ridotti di dimensioni e quindi trasportati in un impianto per la lavorazione. Quindi, altri materiali come sabbia, argilla, scisto, minerale di ferro, gesso e minerali vengono macinati con il calcare per produrre farina cruda che è uniforme per dimensioni e chimica.

La farina cruda viene quindi lavorata in un forno che supera 2.642 gradi Fahrenheit o 1.450 gradi Celsius (più caldo della lava fusa quando erutta da un vulcano!). Un forno rotante per cemento, che rappresenta oltre il 95% della produzione mondiale di cemento, è essenzialmente un lungo tubo che può avere un diametro di 12 piedi e una lunghezza di 300 piedi a seconda della capacità produttiva dell’impianto.

La lavorazione della farina cruda nel forno consente il verificarsi di diversi cambiamenti strutturali e reazioni chimiche e la formazione di nuovi composti che contribuiscono alla resistenza del cemento. I pezzi incandescenti che fuoriescono dal forno sono chiamati “clinker” e sono raffreddati ad aria. Il “clinker” viene macinato in un mulino alla dimensione e alla forza desiderate. Un laboratorio raccoglie campioni e controlla la finezza, la consistenza, la resistenza e il calore di idratazione tra gli altri attributi.

A causa dell’elevata temperatura richiesta nel forno, carbone, gas naturale, olio combustibile e coke di petrolio sono spesso utilizzato per le cotture. Tuttavia, con la spinta verso una produzione più sostenibile, gli operatori degli impianti aggiungono più frequentemente materiali riciclati al loro carburante come il trabocco delle discariche, i rifiuti dei macelli, la plastica e altro ancora. Un altro esempio sono i pneumatici che possono essere difficili da smaltire altrimenti.

Ora che il “clinker” si è raffreddato ed è stato macinato in una polvere di cemento fine, viene venduto sfuso, in sacchi o trasportato in un pianta dove viene miscelato con altri ingredienti per formare calcestruzzo o malta.

Guarda in prima persona come viene prodotto il cemento in questo video dallo stabilimento CRH Canada Mississauga.

Che cos’è il calcestruzzo?

Il calcestruzzo è il prodotto finale risultante dalla miscelazione di cemento, aggregati (compresa la sabbia), acqua e additivi. Inizialmente è malleabile allo stato “umido” e si solidifica nel tempo, guadagnando forza e durata.

Il primo utilizzo del cemento fu dall’Impero Romano. Mentre ci sono alcune indicazioni che anche le civiltà precedenti usassero una forma lontana di cemento, i romani usavano una miscela di calce viva, pozzolana e un aggregato di pomice. Il Pantheon è la più grande cupola di cemento senza rinforzo del mondo costruita nel 120 d.C.

Le miscele di calcestruzzo variano in base alla resistenza, all’aspetto e ai requisiti locali. Come accennato in precedenza, è tipicamente composto da quattro ingredienti chiave che vengono miscelati in un rapporto specifico in base all’applicazione:

• Cemento: questo è il legante utilizzato per tenere insieme altri materiali.
• Aggregati: aggregati del corso (più grandi di 3/8 “di diametro) e aggregati fini (sabbia).
• Acqua: l’acqua è l’elemento più importante nella qualità della produzione di calcestruzzo e è necessaria per due scopi:
  • Idratazione per creare una reazione chimica con il cemento
  • Per favorire la lavorabilità (rapporto acqua / cemento)
• Additivi: sono ingredienti diversi da cemento, acqua e aggregati che vengono aggiunti alla miscela immediatamente prima o durante la miscelazione. Gli esempi includono ritardanti chimici, acceleratori, riduttori d’acqua e superfluidificanti; e ceneri volanti minerali, fumi di silice e scorie.

A seconda dell’applicazione, esistono diversi tipi di calcestruzzo che possono soddisfare esigenze. Un esempio è il calcestruzzo autoconsolidante (SCC) che è altamente scorrevole e può diffondersi facilmente in posizione senza separarsi. Il rapporto tra acqua e cemento nel calcestruzzo autocompattante è di circa 0,32 anziché 0,48 per il calcestruzzo convenzionale. L’aspetto scorrevole di SCC lo rende ideale per il calcestruzzo prefabbricato.

Un altro esempio è il calcestruzzo polimerico che utilizza un catalizzatore per legare insieme gli aggregati. Viene pressato anziché versato e utilizzato in applicazioni in cui è necessaria una maggiore resistenza alla corrosione (ad es. Tombini di fognature sanitarie).

Altri tipi di calcestruzzo includono calcestruzzo ad alte prestazioni, calcestruzzo permeabile e calcestruzzo proiettato.

Il calcestruzzo preconfezionato viene prodotto in un impianto batch e consegnato al sito del progetto con l’aggiunta di acqua in un camion di botti. Spesso vengono utilizzate varie miscele per fornire risultati ottimali in diverse condizioni meteorologiche. Un esempio include acceleratori come cloruro di calcio o acceleratori non clorurati che aumentano la velocità con cui si verifica la reazione di idratazione.

Calcestruzzo: un’opzione sostenibile

Considerando che i metodi di costruzione sostenibili e verdi sono in primo piano, è importante capire il ruolo del calcestruzzo sull’ambiente. Il calcestruzzo può resistere per migliaia di anni e acquisire forza con l’invecchiamento, dove altri materiali da costruzione possono marcire, arrugginire e bruciare. Il calcestruzzo di vecchi edifici e ponti demoliti, ad esempio, può essere frantumato, ridotto e incorporato in nuovi lotti come componente aggregato. Può anche essere usato come rip rap e nuove basi stradali. Il calcestruzzo è un materiale da costruzione ad alta efficienza energetica grazie alla sua massa termica intrinseca e alla capacità di assorbire il calore. Inoltre, i materiali riciclati, come il vetro post-consumo e il cemento delle scorie, possono essere incorporati nel calcestruzzo per le unità in muratura che possono contribuire alla progettazione ecologica e sostenibile.

Materiale da costruzione più utilizzato

Si spera che ora tu capisca le differenze chiave tra calcestruzzo e cemento insieme a una migliore comprensione del motivo per cui il calcestruzzo è uno dei materiali da costruzione maggiormente utilizzati in tutto il mondo.

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