Cemento a presa rapida: composizione, scheda tecnica ed utilizzo.

Tra i vari tipi di cemento, quello a “presa rapida” è sicuramente tra i più utilizzati grazie alle sue caratteristiche. Infatti, una volta impastato, ha la caratteristica di essiccarsi in brevissimo tempo, senza perdere le proprietà di resistenza e durevolezza.

Cemento a presa rapida: composizione, scheda tecnica ed utilizzo

Che cosa è il cemento a presa rapida?

Il cemento a presa rapida è una tipologia di cemento la cui caratteristica peculiare è una veloce solidificazione dopo che è stato impastato con l’acqua. Solidificazione che, in taluni prodotti, può risultare così rapida da conferirgli caratteristiche simili a quelle dei collanti. Volendo usare un linguaggio più tecnico un cemento a presa rapida o a pronta presa, come spesso viene identificato, è un legante idraulico che ha una fase di presa (processo che, con l’aggiunta dell’acqua, lo conduce a perdere la sua lavorabilità ed ad irrigidirsi fino ad assumere una consistenza solida) di pochi minuti, solitamente dell’ordine dei 5, contro i 45/3600 minuti di un cemento comune.

Composizione.

Gli elementi che compongono il cemento rapido sono clinker, gesso e acqua, nella proporzione 4 a 1, ossia 4 parti in volume di cemento e 1 d’acqua.

Puoi approfondire la composizione ed i tipi di cemento.

Ma affinchè il cemento sia a presa rapida dovrà avere una composizione simile ad un cemento di Portland ma con:

  • una percentuale più contenuta di gesso. Una maggior percentuale di gesso determina maggior formazione di ettringite e conseguentemente allungamento dei tempi di presa.
  • Una maggiore percentuale di celite contenuta nel clinker. L’alluminato tricalcico è tra i componenti del clinker quello che si idrata più rapidamente e pertanto è quello che determina i tempi di presa pertanto una sua consistente percentuale darà luogo a tempi di presa più rapidi. Per ottenere clinker con percentuali più elevate di celite si calcificano i componenti di base a temperature più basse intorno ai 1000°C.
  • Cottura del clinker a temperature inferiori a quelle di un cemento di Portland classico.
  • Fine macinazione. Una fine macinazione comporta una maggiore superficie esposta e conseguentemente una più rapida idratazione e quindi tempi di presa più bassi.
  • Aggiunta di additivi come carbonato di calcio CaCO3 e calce idrata Ca(OH)2 che accelerano le reazioni di idratazione.

 

Processi di idratazione e presa del cemento.

Per poter comprendere come funziona un cemento a pronta presa occorre effettuare un succinto richiamo dei complessi meccanismi e delle reazioni che regolano i processi di idratazione e presa del cemento.Un comune cemento di Portland consta principalmente di due essenziali componenti:

Clinker in percentuale del 94/95%. Clinker che si prepara partendo da una miscela dei seguenti minerali:

  • CaO ossido di calcio (44%),
  • SiO2 ossido di silicio (14,5%),
  • Al2O3 ossido di alluminio (3,5%),
  • Fe2O3 ossido di ferro (3%),
  • MgO ossido di magnesio (1,6%).
Miscela che viene calcinata in uno speciale forno ad una temperatura compresa tra i 900 ed i 1500°C.Per effetto della temperatura avvengono una serie di complesse reazioni che alla fine condurranno ad un prodotto, che è appunto il clinker, che ha la seguente composizione:
  • 3CaOSiO2 silicato tricalcico o alite (50%),
  • 2CaOSiO2 silicato bicalcico o belite (25%),
  • 3CaOAl2O3 alluminato tricalcico o celite (12%),
  • 4CaOAl2O3Fe2O3 alluminato ferrito tetracalcico (8%),
  • Ossidi vari tra cui MgO ossido di magnesio (5%).

Gesso ossia il solfato di calcio idrato o CaSO4.2H2O in percentuale del 4/5%.
Quando al cemento in polvere (clinker + gesso) viene aggiunta acqua nella miscela si innescano un’altra serie di reazioni anche loro complesse e che perciò non riportiamo che conducono ai processi di presa prima ed indurimento poi.Le trasformazioni dei componenti di base che inducono al fenomeno di presa e quindi al passaggio della miscela da fluida a solida sono essenzialmente la formazione di alluminati idrati a partire dalla alite e dall’alluminato ferrito tetracalcico.In particolare il composto che gioca un ruolo essenziale nel processo di presa è l’ettringite o trisolfoalluminato di calcio idrato formula chimica 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O. Ettringite che si forma dalla reazione del gesso con uno dei composti di idratazione del clinker ossia il CaO.Al2O3.H2O. Il perché di questo ruolo essenziale dell’ettringite nel processo di presa scaturisce dalla considerazione che i composti che determinano l’indurimento della miscela sono, come si è detto, la formazione degli alluminati idrati e perciò se parte di essi reagiscono col gesso dando luogo ad ettringite il processo di presa rallenta. E rallenta ancor più perché l’ettringite avvolge i componenti iniziali del clinker rendendo difficile il loro raggiungimento da parte dell’acqua.Il gesso che è contenuto nel cemento viene perciò aggiunto al fine di allungare i tempi presa.

Utilizzo del cemento a presa rapida.

Per le sue caratteristiche di solidificare in pochi minuti dal momento in cui è stato impastato con l’acqua il cemento a pronta presa ben si presta ad eseguire una grande quantità di utili lavoretti che sono tipici del fai da te. Esso, infatti, risulta particolarmente adatto a tutte le occasioni in cui bisogna rapidamente bloccare dei materiali. Tutto questo in virtù della sua peculiarità di non scivolare e colare dal sito di applicazione anche senza casseri di contenimento ed anche quando detto sito ha una dislocazione verticale.

In considerazione di ciò esso si utilizzerà per:

  • Bloccare al muro ganci o staffe di sostegno di mensole, elettrodomestici, etc.
  • Bloccaggio di tubi in resina per la canalizzazione sottotraccia di impianti elettrici.
  • Fissaggio dei telai di infissi.
  • Fissaggio di tasselli.
  • Fissaggio a parete di tubi di carico e scarico per la canalizzazione sottotraccia di impianti idrici.
  • Sigillature di fogne e condutture.
  • Sigillatura di infiltrazione d’acqua particolarmente contenute.
  • Piccole riparazioni di fessurazioni e spigoli delle pareti.
  • Posa in opera di pozzetti e chiusini stradali.
  • Qualunque altro lavoro che richieda una rapida presa del legante e nel contempo non richieda l’applicazione di un consistente volume di cemento. Il cemento a pronta presa per la sua rapida solidificazione determinerebbe all’interno del consistente volume delle tensioni che ne minerebbero la stabilità.

Scheda tecnica di un cemento a presa rapida.

La scheda tecnica di un cemento è stilata e certificata dall’azienda produttrice e raccoglie tutte le caratteristiche di questo: tecniche e di uso in maniera da poter consentire al progettista o all’utilizzatore di scegliere il materiale più confacente al lavoro che dovrà effettuare.

La scheda tecnica tipo di un cemento a pronta presa di norma raccoglie le seguenti notizie:

  • Consistenza/colore del cemento secco. Di norma la consistenza è di polvere finissima ed il colore è grigio.
  • Massa/Volume del prodotto secco. Fornisce la massa in chilogrammi di un volume pari ad un metro cubo di prodotto secco. Per i prodotti di uso comune in commercio tale rapporto è pari all’incirca a 1000-1200 Kg/m3.
  • Colore del cemento una volta in impastato con acqua. Di norma grigio scuro.
  • Rapporto cemento/acqua. Può essere espresso in massa (grammi di acqua necessari per 100 grammi di cemento) o in volume (volumi di cemento da sciogliere in un volume di acqua). Solitamente il rapporto in volume è di 4 volumi di cemento per uno di acqua, quello in peso 100 grammi di cemento per ogni 20 grammi di acqua.
  • Massa/Volume dell’impasto. Per prodotti comuni e circa di 2000 Kg/m3.
  • Tempo in cui l’impasto è lavorabile prima che inizi la presa (inizi a solidificare). Mediamente è circa 1 minuto.
  • Tempo di presa. Tempo che intercorre tra l’aggiunta di acqua al cemento e la solidificazione dell’impasto. Mediamente 3/5 minuti.
  • Tempo di messa in opera. Tempo necessario affinché l’impasto solidificato sia in grado di resistere ad un carico (come ad esempio sostenere un peso). Mediamente 1-2 ore.
  • Temperatura minima alla quale è possibile utilizzare il prodotto. Solitamente -5°C.

La scheda tecnica oltre detti dati contiene anche dettagliate istruzioni su come preparare l’impasto e come questo andrà applicato ossia superfici: ben pulite, rugose e bagnate fino al rifiuto.

Contiene inoltre una serie di norme per il suo sicuro maneggio come: evitare il contatto con gli occhi e con la pelle ed evitare l’ingestione.

Contiene infine norme per la conservazione: in sacchi chiusi stivati in locali asciutti e ventilati.

Supervisione: Giuseppe Travaglione

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