DALLE CALCI IDRAULICHE AL CEMENTO (UN PO` DI STORIA)

BBC Betonrossi Basic Concrete a cura di Luigi Coppola e del Servizio Tecnologico di Betonrossi S.p.A.
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DALLE CALCI IDRAULICHE
AL CEMENTO (UN PO’ DI STORIA)
L
a calce idraulica ha rappresentato il legante di transizione tra il periodo
empirico che coincide, almeno in Italia, con l’impiego delle prime malte idrauliche ad opera
del Palladio e la fase più propriamente scientifica identificabile con gli studi condotti per la
messa a punto dei leganti idraulici che spianarono la strada per la produzione del cemento
Portland su brevetto di Joseph Aspdin. Questo percorso evolutivo fonda le sue radici già
nella metà del 16° secolo quando il Palladio riferisce di una calce con caratteristiche idrauliche (la calce “nigra”) ottenuta per cottura di pietre calcaree contenenti impurezze argillose. Occorrerà, però, attendere la metà del 18° secolo e le prime ricerche condotte da Joseph
Black sulle modificazioni del prodotto di cottura dei calcari in funzione della massima temperatura raggiunta nel forno perché si avviasse una produzione razionale dei moderni leganti. E’ a John Smeaton, tuttavia, che va riconosciuto il merito di aver contribuito con le sue
ricerche al più importante avanzamento nella conoscenza dei leganti idraulici.
Cementeria di Piacenza - 1930
Nel 1756 egli conduce una serie di studi per individuare quale materiale legante possedesse
le migliori prestazioni per poter resistere all’ambiente marino fortemente aggressivo valutando gli effetti derivanti dall’utilizzo di calci ottenute per cottura di calcari di diversa provenienza immergendo dei provini sferici di malta in acqua fredda subito dopo la presa.
Egli trovò, procedendo ad un’analisi chimica dei calcari utilizzati, che i leganti migliori
erano quelli ottenuti da pietre calcaree contenenti rilevanti quantitativi di materiale argilloso. Fu questa la prima volta che le proprietà di una calce idraulica venivano messe in relazione con la natura della materia prima impiegata per la sua produzione.
Nel 1818 L.J.Vicat inizia la sperimentazione sulle calci potenzialmente idrauliche.
A Vicat spetta l’onore di aver aperto la conoscenza scientifica su quei fattori governano l’idraulicità delle calci. Le sue ricerche mettono in luce che non esiste calce idraulica senza
silice ed allumina e che per poter essere denominata idraulica, la calce deve contenere discrete quantità di materiali argillosi. Gli studi condotti da Vicat gli consentirono di preparare una calce idraulica artificiale mediante calcinazione di una miscela di calcari e argille
macinate in un mulino a umido. Questo processo consentirà qualche anno dopo la produzione del cemento Portland.
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Tra i vari brevetti che apparsero in questo periodo quello N° 5022 del 21 ottobre 1824
di John Aspdin è sicuramente dal punto di vista storico il più importante. Aspdin brevetta
un legante che viene chiamato cemento Portland in quanto, una volta indurito, assume l’aspetto lapideo ed un colore analogo a quello di una pietra da costruzione estratta nella
zona di Portland, allora molto utilizzata in Inghilterra, con una reputazione di materiale
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resistente meccanicamente e di eccellente durabilità.
Più tardi, per opera di I. C. Johnson, si puntualizzerà il ruolo decisivo della temperatura
di cottura. Johnson si accorge, infatti, che i provini confezionati per macinazione di prodotti vetrificati raggiungono resistenze meccaniche più elevate rispetto a quelli realizzati
con i prodotti di cottura usuali non contenenti la frazione scorificata.
A partire dalla seconda metà del 1800 la storia del cemento Portland è costellata da
una serie di importanti miglioramenti che attengono al controllo delle materie prime, alla
tecnica di produzione (in particolare, l’introduzione dei forni rotanti che ha permesso di
trasformare la produzione del cemento in un processo a ciclo continuo), al controllo di qualità del prodotto finito che fanno del cemento Portland un legante idraulico completamente
diverso da quello prodotto sia da Aspdin che da Johnson le cui proprietà sono apprezzate
a tal punto da rendere questo materiale il prodotto più consumato al mondo - ad eccezione
dell’acqua - dall’uomo.
La storia dei leganti da costruzione.
T = 150 - 200°C
GESSO
CIVILTA’ ORIENTE
T = 950 - 1000°C
CALCE AEREA
ROMANI
CALCE AEREA E POZZOLANA
ROMANI
CALCE NIGRA
PALLADIO
CALCE IDRAULICA
SMEATON
CEMENTO ROMANO
PARKER
CEMENTO PORTLAND
ASPDIN
T = 1200 - 1250°C
FORNO
ROTANTE
OTTIMIZZAZIONE
MACINAZIONE
OTTIMIZZAZIONE
TEMPERATURA
COTTURA
OTTIMIZZAZIONE
RAPPORTO C/S
CEMENTO MODERNO
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