Il Cemento

Il CEMENTO

Materiali per l'edilizia

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Cosa faremo?

Definizione

Un po' di Storia

Cemento Portland

Mappa dei pricnipali cementifici

Mappa concettuale

Video

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Diamo una definizione?

Il cemento è un materiale legante inorganico, solitamente in forma di polvere fine, che, quando mescolato con acqua, forma una pasta che indurisce con il tempo, diventando solida e resistente. È ampiamente utilizzato nell'industria delle costruzioni per unire materiali da costruzione, come sabbia e ghiaia, per creare calcestruzzo e per fissare e collegare componenti strutturali. Il cemento è un elemento chiave nella costruzione di edifici, infrastrutture e altre strutture.

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Un po' di storia

Un materiale importantissimo per l'edilizia

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La storia del cemento è affascinante e risale a millenni fa. Ecco una panoramica delle tappe più importanti nella sua evoluzione:

Medioevo

Mesopotamia - egitto

1000 d.C.

3000 a.C.

TIMELINE

Antica Roma

500 a.C.

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XIX secolo

XX secolo

Rinascimento

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Il cemento Portland

Il cemento Portland, probabilmente il tipo più utilizzato, come abbiamo già visto, fu scoperto nel 1824 in Inghilterra dal muratore Joseph Aspdin.

Info

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Processo produttivo

La fabbricazione del cemento Portland avviene nelle seguenti tre fasi: - preparazione della miscela grezza dalle materie prime; - produzione del clinker; - preparazione del cemento.

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Prima fase

Le materie prime per la produzione del Portland sono: - calcare (contenente carbonato di calcio) -marna/argilla (contenente ossidi di silicio, ferro e alluminio). L'estrazione avviene in apposite cave con minerali che in generale sono composte da rocce dove sono presenti tutte le materie prime necessarie. Quando non si riesce a trovare minerali con queste caratteristiche è necessario aggiungere argilla o calcare, oppure minerale di ferro o altri materiali residui di fonderia.

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Seconda Fase

La miscela è riscaldata in un forno speciale costituito da un enorme cilindro (chiamato Kiln) disposto orizzontalmente con leggera inclinazione e ruotante lentamente. La temperatura cresce lungo il cilindro fino a circa 1480°C in modo che i minerali si aggreghino, ma non fondano e vetrifichino. Nella sezione a temperatura minore il carbonato di calcio (il calcare, le pietre) si scinde in ossido di calcio e CO2. Il materiale risultante è complessivamente denominato clinker. Il clinker può essere conservato per anni prima di produrre il cemento,

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Terza Fase

Per la produzione del cemento il Clinker viene macinato in un mulino fino ad ottenere un polvere. Il gesso è aggiunto al clinker per migliorare le caratteristiche, successivamente la miscela viene macinata. La polvere ottenuta è il cemento pronto per l'uso.

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Aggiunte nella macinazione

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Mappa dei pricnipali cementifici

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Mappa concettuale

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Video riepilogativo

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Grazie

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Il gesso viene aggiunto nel processo di produzione del cemento Portland principalmente per regolare il tempo di presa e l'indurimento del cemento.

La cenere volante, nota anche come "fly ash" in inglese, è un sottoprodotto della combustione del carbone nelle centrali termoelettriche a carbone e nelle centrali a vapore. Si forma quando il carbone bruciato produce particelle solide che vengono trasportate via dall'aria o dai gas di scarico. Queste particelle solide sono costituite principalmente da silice, allumina, ferro e calce. La cenere volante è chiamata così perché è così leggera che può essere trasportata dalla corrente d'aria. La cenere volante può essere aggiunta al cemento come componente ausiliario. Questo migliora la lavorabilità del cemento, riduce il consumo di clinker e contribuisce a migliorare la resistenza e la durabilità del cemento. L'uso della cenere volante nel cemento è noto come "cemento con cenere volante" ed è un approccio sostenibile per ridurre le emissioni di CO2 associate alla produzione di cemento.

Le prime forme di cemento furono sviluppate nelle antiche civiltà della Mesopotamia e dell'Egitto. Questi primi cementi erano a base di argilla e gesso e venivano utilizzati per scopi di costruzione, come la realizzazione di mattoni e rivestimenti.

L'ingegnere britannico Joseph Aspdin brevettò il "cemento Portland" nel 1824. Questo tipo di cemento era realizzato attraverso la cottura di una miscela di calcare e argilla a temperature molto elevate. Il cemento Portland divenne rapidamente il tipo di cemento più utilizzato al mondo ed è ancora oggi uno degli standard nell'industria delle costruzioni.

Gli antichi Romani sono noti per aver sviluppato uno dei primi tipi di cemento idraulico, noto come "opus caementicium." Questo cemento era fatto da una miscela di calce, pozzolana (un tipo di cenere vulcanica). L'uso di questo cemento consentì agli ingegneri romani di costruire strutture durevoli, come ponti, acquedotti e edifici, molti dei quali sono ancora in piedi oggi.

L'aggiunta di calcare al processo di produzione del cemento Portland è una pratica comune nell'industria del cemento e ha l'obiettivo di migliorare sia le prestazioni del cemento che la sua sostenibilità ambientale. La quantità di calcare aggiunta varia a seconda delle specifiche esigenze del produttore e del tipo di cemento che si intende produrre, ma generalmente può rappresentare una percentuale significativa della miscela.

Durante il Rinascimento, l'interesse per le opere d'arte e l'architettura dell'antica Roma portò alla riscoperta e al riutilizzo del cemento romano. Nel corso dei secoli, furono effettuati miglioramenti nella composizione e nella tecnologia di produzione del cemento.

Nel corso del XX secolo, sono stati fatti progressi significativi nella produzione di cemento, nell'ottimizzazione delle sue prestazioni e nella riduzione del suo impatto ambientale. Sono stati sviluppati vari tipi di cemento specializzati, come il cemento a presa rapida, il cemento ad alta resistenza e il cemento con aggiunte di materiali come le ceneri

La loppa d'altoforno, chiamata anche "blast furnace slag" in inglese, è un sottoprodotto della produzione del ferro in altoforno. È una scoria vitrea risultante dalla fusione dei minerali di ferro, cioè dalla fusione dei materiali grezzi in un altoforno per estrarre il ferro. È un materiale riciclato che ha trovato un'utilità significativa nell'industria del cemento, contribuendo a rendere la produzione di cemento più efficiente ed ecologicamente sostenibile. Viene utilizzata nel cemento per diversi motivi. Miglioramento delle prestazioni: di aumentare la resistenza e la durabilità del cemento. Riduzione dell'uso di clinker: questo non solo contribuisce a ridurre il consumo di risorse naturali, ma anche le emissioni di CO2 associate alla produzione di clinker. Quindi, l'utilizzo della loppa d'altoforno può rendere il processo di produzione del cemento più sostenibile dal punto di vista ambientale. Controllo dell'espansione da ritiro: è efficace nel controllare il ritiro del cemento. Il ritiro è la contrazione del cemento mentre si asciuga e indurisce, e un controllo adeguato del ritiro è essenziale per evitare crepe indesiderate nelle strutture di cemento. Miglioramento delle caratteristiche estetiche: può contribuire a migliorare l'aspetto estetico del cemento, rendendolo più omogeneo e uniforme.

Dopo la caduta dell'Impero Romano, la conoscenza del cemento venne in gran parte persa in Europa occidentale; l'edilizia si affidò principalmente all'uso di pietra e legno. Tuttavia, in altre parti del mondo, come l'India e l'Arabia, vennero sviluppate tecniche di produzione di cemento simili a quelle romane. Le cattedrali costruite nel periodo medievale non utilizzavano il cemento. Venivano costruite principalmente con l'uso di pietra, mattoni, legno e calce. Spesso utilizzavano un tipo di calcestruzzo o malta per collegare e sigillare i materiali da costruzione, come i mattoni o le pietre. Questa malta era composta principalmente da calce idrata, sabbia e acqua.