Legante Idraulico: Definizione e Tipologie
Cemento, calcestruzzo e calce sono materiali da costruzione differenti, diversi anche per la loro composizione e funzionalità . Nonostante ciò, molto spesso si usano in modo errato, soprattutto confondendo il cemento con il calcestruzzo. In realtà , il cemento è uno dei componenti necessari per ottenere il calcestruzzo. Si tratta, infatti, di un legante.
Definizione di Legante Idraulico
Il termine cemento, in realtà , indica un insieme di materiali simili per composizione e caratteristiche. Con cemento, infatti, si intende un legante idraulico che, se miscelato con acqua, dà origine ad una pasta con capacità adesive e che si indurisce.
Il cemento è un legante idraulico che, mescolato con acqua, indurisce grazie a una reazione chimica.
Componenti e Produzione del Cemento
L’utilizzo dei primi leganti in edilizia risale addirittura all’epoca degli Egizi nel III millennio a.C. Il cemento si compone di silicati e alluminati di calcio, ottenuti dalla cottura di calcare, argilla o marna. Questo materiale, denominato clinker, è macinato con del gesso e venduto in polvere. Questa polvere, in fase di utilizzo, viene miscelata con dell’acqua, che lo idrata e genera una reazione chimica con i granelli di polvere, che si uniscono l’uno all’altro.
I principali costituenti dei cementi indicati dalla norma sono clinker di cemento Portland, loppa granulata d’alto forno, pozzolana naturale, pozzolana naturale calcinata, cenere volante silicea, cenere calcica, scisto calcinato e fumi di silice. La norma UNI EN-197-5:2021, infatti, riguarda differenti tipologie di cemento, ottenuti con combinazioni differenti dei costituenti indicati in precedenza. Questi cementi sono progettati per ridurre l’impronta di carbonio, mantenendo le prestazioni meccaniche e la durabilità richieste.
Per classificare i cementi in base alla classe di resistenza si fa riferimento alla finezza di macinazione dello stesso e alla percentuale di silicato tricalcico rispetto a quello bicalcico.
Calcestruzzo: Un Conglomerato Artificiale
Il calcestruzzo è una miscela composta da cemento, acqua, sabbia, ghiaia o altri aggregati e, talvolta, additivi. Per quanto riguarda gli inerti, questi materiali possono essere ricavati da diverse tipologie di rocce, così come si possono usare sabbia e ghiaia naturali.
L’ampio utilizzo in edilizia deriva dalle sue proprietà e caratteristiche, che lo rendono adatto all’esecuzione di opere di diverse forme e dimensioni. Di per sé ha una forte resistenza alla compressione, mentre è più debole in trazione. Per questo, viene rinforzato con elementi in acciaio, acquisendo così il nome di calcestruzzo armato, spesso chiamato (in modo non del tutto corretto) anche cemento armato.
Per questo viene usato molto anche per costruire opere come ponti, dighe e grandi costruzioni. Oltre ai pregi, va detto che il cemento armato è un materiale pesante, con scarse capacità di isolamento termoacustico e sensibilità all’umidità di risalita.
Il magrone è un particolare tipo di calcestruzzo realizzato usando poco cemento.
Nell’edilizia residenziale e infrastrutturale, si scelgono spesso cementi in classe 42,5 o 52,5 (con resistenza media o alta), in funzione dei carichi strutturali e delle condizioni ambientali.
La preparazione del calcestruzzo in cantiere richiede attenzione alla corretta dosatura dei materiali, alla sequenza di miscelazione e all’uso di materie prime certificate. È fondamentale che il calcestruzzo sia lavorato entro 90 minuti dalla miscelazione per evitare la perdita di lavorabilità .
Calce: Un Legante Tradizionale
La calce è un materiale molto usato in edilizia ed è un legante, come il cemento. La calce viene impiegata in edilizia da secoli ed è stata in parte sostituita dall’utilizzo del cemento. Oggi, la riscoperta della calce si deve soprattutto alla sua naturalezza, che la rende perfetta per interventi di bioedilizia e di restauro.
Quando la calce viene utilizzata come base per una malta, il prodotto finale ha ottime proprietà di traspirabilità , elasticità e di adesione al supporto. A seconda del processo di produzione si possono distinguere diverse tipologie di calce. La calce aerea, ad esempio, è definita tale in quanto indurisce in presenza di anidride carbonica. Da questa deriva la calce idraulica, che ha la capacità di indurire in presenza di acqua.
Impatto Ambientale e Soluzioni Sostenibili
La produzione di cemento è una delle attività industriali più impattanti dal punto di vista ambientale: si stima che contribuisca da sola a circa l’8% delle emissioni globali di CO₂. Questo è dovuto principalmente al processo di clinkerizzazione, durante il quale la calcinazione del calcare (CaCO₃) in calce viva (CaO) rilascia grandi quantità di anidride carbonica.
Riduzione del contenuto di clinker: L’impiego di cementi compositi (es. CEM II (cemento Portland composito) contiene clinker in percentuali comprese tra il 65% e l’89%, con aggiunte minerali come pozzolana, calcare, cenere volante o loppa d’altoforno.
Malta: Composizione e Utilizzo
Il calcestruzzo e la malta sono componenti di base per i lavori di muratura. Tuttavia, sono due preparazioni distinte con usi significativamente diversi. Mentre il calcestruzzo ha un ruolo strutturale, la malta svolge altre funzioni.
Per farla semplice, il calcestruzzo e la malta sono composte da sabbia, cemento e acqua, ma il calcestruzzo ha in più anche della ghiaia, mentre la malta no.
I diversi tipi di malta e le loro caratteristiche
Esistono vari tipi di malta con caratteristiche diverse. Tutto dipende dal o dai leganti impiegati e dai diversi ingredienti utilizzati. I principali sono:
- Le malte cementizie
- Le malte di calce
- Le malte bastarde
I leganti per malta
I due principali leganti per la malta sono la calce e il cemento.
La calce
La calce si distingue in idraulica o aerea. Quella idraulica fa presa a contatto con l'acqua, quella aerea a contatto con l'aria. La calce non è un prodotto impermeabile ma traspirante, lascia passare l'aria e il vapore grazie alla sua porosità .
Il cemento
Il cemento, bianco, grigio o Portland, si divide in diverse classi che ne determinano l'uso (interno, esterno, più o meno rigido, ecc.). A differenza della calce non è molto flessibile, è poco poroso, ma offre una grande resistenza alla compressione.
Le malte sono prodotti a base di cemento, di calce o di entrambi i leganti.
Le malte cementizie
Le malte cementizie hanno diverse proprietà che le caratterizzano:
- resistenza alla compressione, a condizione che venga applicato un sottile strato superficiale;
- forte aderenza, che permette di unire diversi materiali tra loro;
- buona resistenza alle intemperie, a condizione di utilizzare additivi idrorepellenti e cemento adatto;
- stabilita, poiché rimangono compatte e rigide dopo l'asciugatura e per molto tempo.
Queste diverse proprietà possono essere migliorate dalla presenza additivi: resine, polveri minerali, ecc. Si possono così ottenere altre proprietà .
Alcuni tra questi additivi sono:
- pigmenti: danno diversi colori e tonalità alle malte;
- resine: a seconda della loro natura, possono fornire una buona resistenza all'umidità (malta impermeabile), capacità di deformazione (elasticità ), maggiore adesione, ecc.
- fibre: naturali o sintetiche, aumentano la resistenza meccanica delle malte in particolare.
Le malte di calce
Come indica il loro nome, sono malte il cui legante è la calce. A seconda della natura della calce, idraulica o aerea, si ottengono due tipi di malta:
- malta di calce idraulica, il legante si asciuga al contatto con l'acqua. Questa malta si caratterizza per la sua traspirabilità (permette il passaggio di aria e vapore) e la sua resistenza agli agenti atmosferici;
- malta di calce aerea, il legante fa presa a contatto con l'aria, è traspirante ma si utilizza all'interno in locali asciutti (generalmente è inadatta all'umidità e agli agenti atmosferici).
Le malte bastarde
Le malte bastarde sono preparate con due leganti, calce e cemento. Combinano le proprietà di entrambi e sono caratterizzate da:
- una buona resistenza meccanica e alle intemperie;
- una porosità sufficiente per lasciar passare l’aria e il vapore.
Considera che il dosaggio della calce e del cemento può variare facendo prevalere le proprietà di uno sull'altro.
Quando utilizzare la malta
Come visto precedentemente, le malte hanno diversi utilizzi che dipendono dalle caratteristiche e dalle proprietà di ciascun materiale. Ecco qualche esempio:
- Per rivestire o intonacare si possono utilizzare malte cementizie, a base di calce o bastarde (miscela calce/cemento), da scegliere in base al supporto. Consulta la scheda tecnica del prodotto per scoprirlo.
- Per realizzare massetti e livellamenti si raccomanda una malta cementizia, scegliendo tra uso interno o esterno in base al lavoro da realizzare.
- Per realizzare murature di mattoni o di blocchi di calcestruzzo sono raccomandate le malte cementizie. Sulla confezione è di solito indicato per quali tipi di materiali sono idonee: le malte per murature in mattoni sono diverse da quelle per murature in blocchi di calcestruzzo.
- Per il fissaggio dei materiali sul terreno si dovrebbero usare malte di cemento di classe 2 perché più elastiche.
- Per incollare dei materiali su pavimenti e pareti, utilizzando malte adesive o colle. Si tratta in genere di prodotti a base di cemento con additivi che ne migliorano l'aderenza.
- Per sigillare le fughe dei materiali di un assemblaggio si usano malte per giunti. Progettate per questa funzione, sono impermeabili se devono essere usate all'aperto o in stanze umide.
Come fare il calcestruzzo
Come già detto, il calcestruzzo è una miscela di cemento, sabbia, ghiaia e acqua. La proporzione generalmente utilizzata è espressa dalla formula: 3-2-1-0,5. Cioè: tre parti di ghiaia, due parti di sabbia, una parte di cemento e mezza parte d'acqua.
Tuttavia, questa formulazione è puramente indicativa, poiché queste proporzioni possono variare secondo il lavoro da realizzare e la configurazione del sito. Lo stesso vale per gli additivi, che possono essere aggiunti per rinforzare o ottenere certe proprietà .
Principali caratteristiche del calcestruzzo
In ogni caso, il calcestruzzo è un materiale forte e resistente alla compressione. Tuttavia, ha una bassissima resistenza alla trazione e al taglio. Per ovviare a questi limiti, il calcestruzzo viene gettato su un'armatura composta da reti elettrosaldate o tondini d'acciaio verticali e orizzontali. In questo caso si parla di cemento armato o, più propriamente, del calcestruzzo armato.
Quando utilizzare il cemento armato
Il cemento armato si utilizza per la realizzazione di elementi strutturali, ma anche nelle opere civili e infrastrutture esterne. Tra i principali impieghi del cemento armato vi sono:
- solai;
- fondazioni;
- pilastri;
- muri e setti murari.
Si usa anche per realizzare elementi prefabbricati come travi, architravi, supporti, ecc. Nelle infrastrutture esterne, si usa per costruire lastre di cemento, plinti, fondazioni di muri, ecc.
Viene utilizzato anche come rivestimento per pavimentazioni esterne e può avere diverse finiture:
- rigato, ha delle sottili striature in superficie;
- cerato, aspetto molto liscio grazie all'uso di ghiaia molto fine;
- lavato, ha un aspetto ghiaioso ottenuto rimuovendo con acqua lo strato superficiale di cemento prima della presa;
- stampato, si ottengono diverse finiture della superficie mettendo degli stampi prima dell'asciugatura.
- colorato, utilizzando dei coloranti, il calcestruzzo può essere tinto del colore che preferisci.
Come preparare la malta e il calcestruzzo
Le malte e i calcestruzzi sono ottenuti mediante l'impasto dei loro componenti con l'acqua. Tuttavia, sono anche disponibili in preparati pronti all'uso. Per utilizzarli, è sufficiente aggiungere dell'acqua secondo il dosaggio indicato dal produttore e procedere all'impasto.
Per piccole quantità l'impasto viene fatto in un cassoncino per malta utilizzando una cazzuola. È possibile anche utilizzare un miscelatore o una frusta da montare su un trapano.
Il vantaggio delle malte e dei calcestruzzi premiscelati è il dosaggio preciso, che viene fatto in fabbrica. È garantito che sia identico per tutti i sacchi dello stesso prodotto.
Quando utilizzare una betoniera o un autobetoniera
Avrai bisogno di una betoniera per un cantiere di medie dimensioni. Quando la usi, versa prima dell'acqua nella giusta quantità , prima di aggiungere gli altri componenti.
Per i grandi cantieri, l'autobetoniera rimane la soluzione ideale. Permette di gettare rapidamente il calcestruzzo per le opere murarie in generale e anche la malta per fare i massetti.
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