Cemento: due nuove norme UNI su Finezza e Calore di Idratazione

Il cemento e le malte in genere sono tra i materiali da costruzione più diffusi in edilizia; ecco perché è necessario che la normazione contribuisca con documenti di supporto alla realizzazione delle costruzioni in sicurezza secondo la regola dell’arte.

A tal proposito la commissione Cemento, malte, calcestruzzi e cemento armato ha di recente recepito anche in lingua italiana due norme a tema: la UNI EN 196 parte 6 e 11.

La norma UNI EN 196 parte 6: Metodi di prova dei cementi - Determinazione della finezza

Il primo documento descrive tre metodi per la determinazione della finezza del cemento.

Vediamoli:

1. di setacciatura: serve soltanto a rilevare la presenza di particelle grosse di cemento. Questo metodo è particolarmente adatto per il controllo e la verifica del processo di produzione.
2. di setacciatura a getto d’aria: misura il residuo sul setaccio ed è adatto per particelle che passano attraverso un setaccio di prova di 2,0 mm. Può essere utilizzato per determinare la distribuzione dimensionale di agglomerati di particelle molto fini. Può essere utilizzato con setacci di prova con luce di maglia per esempio di 63 µm e 90 µm.
3. di permeabilità all'aria (Blaine): misura l'area della superficie specifica (area della superficie in relazione alla massa) mediante confronto con un campione di materiale di riferimento. La determinazione dell'area della superficie specifica serve principalmente a controllare l'uniformità del processo di macinazione all'interno di uno stesso impianto. Consente di effettuare esclusivamente una valutazione limitata delle proprietà del cemento utilizzato. 

Inoltre, potrebbe non dare risultati significativi con cementi contenenti materiali ultrafini.

Tutti e tre sono applicabili ai cementi definiti nella EN 197-1.

La finezza di macinazione di un cemento  influenza lo sviluppo delle resistenze iniziali (oltre al rapporto tra il silicato tricalcico e il silicato bicalcico). Un cemento più fine ha una maggiore superficie specifica e quindi una maggiore velocità di idratazione.

La norma UNI EN 196 parte 9: Metodi di prova dei cementi - Calore d'idratazione

La seconda norma specifica l'apparecchiatura e la procedura per determinare il calore di idratazione dei cementi e altri leganti idraulici a differenti stagionature, mediante calorimetria a conduzione isotermica.

Questa procedura di prova è destinata a misurare il calore di idratazione del cemento fino a 7 giorni al fine di ottenere la corrispondenza tra la calorimetria a conduzione isotermica (ICC) e le EN 196-8 ed EN 196-9. In ogni caso tale durata di prova può essere fondamentale per alcune apparecchiature, anche se esse possono funzionare correttamente a scadenze di prova più brevi.

Contrariamente alla EN 196-8 questo metodo indica il calore di idratazione in modo continuativo nel tempo. Inoltre, fornisce il flusso di calore in funzione del tempo.

Il Calore d'idratazione del Cemento

Tutte le reazioni di idratazione dei costituenti del clinker sono esotermiche e, per effetto del calore di idratazione, il calcestruzzo, o la malta, subisce un riscaldamento rispetto alla temperatura iniziale del getto che coincide con quella dell'ambiente. L'andamento della temperatura in un calcestruzzo a seguito dell'idratazione del cemento è di tipo a campana, infatti nei primi 2-3 giorni risulterà crescente poiché il calore di idratazione si sviluppa a velocità elevate; successivamente sarà decrescente poiché la dissipazione del calore verso l'ambiente esterno prevale sul calore dovuto all'idratazione che dopo circa 7 giorni viene prodotto molto più lentamente.

Nel primo caso l'azione di dissipazione verso l'esterno è più marcata di quella che sia ha nel secondo caso pertanto all'interno nello stesso periodo si hanno temperature più elevate rispetto a quelle della zona più superficiale. Questo gradiente termico determina l'insorgere di autotensioni poiché il nucleo interno (più caldo) si oppone alla maggiore contrazione della zona corticale (più fredda). Per quanto sopra il nucleo risulta compresso mentre la parte corticale risulta tesa; tale stato tensionale può causare fessurazioni della parte superficiale con ripercussioni sulla durabilità del materiale. Di norma questo rischio è limitato poiché il calcestruzzo in questa fase ha appena iniziato il processo di indurimento, pertanto le tensioni che insorgono sono limitate a causa del basso valore del modulo di Young e dagli effetti del rilassamento viscoso del materiale. Tale fenomeno è invece più insidioso nei getti massivi quali quelli per la realizzazione di dighe dove, a causa del basso coefficiente di conducibilità del calcestruzzo, il nucleo si raffredda molto lentamente. Pertanto la contrazione della parte interna del calcestruzzo avviene a calcestruzzo molto indurito (pertanto a valori del modulo di Young prossimi a quelli di esercizio e con valori della viscosità meno accentuati). In queste condizioni l'opposizione effettuata dalla parte più superficiale alla contrazione interna determina autotensioni molto più elevate rispetto alla situazione precedente, inoltre in questo caso è il nucleo che risulta assoggettato a trazione con il rischio di fessurazioni interne non visibili e pertanto più pericolose.

Il calore di idratazione dipende dal tipo e dalla classe del cemento; maggiore è il tenore di cemento Portland e maggiore è la finezza di macinazione (cioè la classe di resistenza) maggiore è il calore di idratazione. Pertanto i cementi di miscela producono un minor calore di idratazione rispetto al cemento Portland.

Norme UNI: Informazioni per l’acquisto

UNI EN 196-6:2019 “Metodi di prova dei cementi - Parte 6: Determinazione della finezza”

Euro 35,00 + iva (in lingua inglese) - Euro 46,00 + iva (in lingua italiana)

UNI EN 196-11:2019 “Metodi di prova dei cementi - Parte 11: Calore di idratazione - Metodo della Calorimetria a Conduzione Isotermica”

Euro 35,00 + iva (in lingua inglese) - Euro 46,00 + iva (in lingua italiana)

Le norme, sia in formato elettronico che in formato cartaceo, saranno scontate del 15% ai soci effettivi. L’abbonamento annuale a tutte le norme è disponibile a partire da 200 euro: scopri come!