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Cos'è il cemento

Il cemento è un legante idraulico che si presenta sottoforma di una polvere finemente macinata, che, se mescolata con acqua, forma una pasta che fa presa e indurisce. Questo indurimento idraulico si deve soprattutto alla formazione di silicati idrati di calcio in seguito alla reazione tra l'acqua aggiunta per la miscela e i componenti del cemento. Il componente idraulicamente attivo di un cemento è il cosiddetto "Clinker Portland". Il cemento, prodotto in forma industriale dalla metà dell'800, rimane tuttora uno dei principali materiali da costruzione perché, grazie alle sue caratteristiche di flessibilità ed alta performance, trova applicazione in svariati settori dell'edilizia.

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Un po' di storia

Si può immaginare che i nostri lontani antenati accendendo il fuoco in caverne scavate in rocce calcaree o gessose, le surriscaldassero provocandone la parziale decomposizione dovuta alla decarbonatazione del calcare. La roccia così alterata perdeva la sua compattezza, si sgretolava e cadeva, sottoforma di polvere o di granuli, sul terreno, dove una pioggia successiva formava una poltiglia fangosa che dopo qualche tempo, indurendo, legava fra loro le pietre.

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I romani furono senza dubbio i primi e i più abili a produrre leganti idraulici (in particolare malte), in grado di indurire a contatto con l'acqua. Essi si accorsero che la calce, ottenuta artificialmente per cottura (decarbonatazione) di calcari molto puri, quando veniva impastata con acqua e pozzolana - una terra vulcanica di cui è ricca la regione di Pozzuoli, presso Napoli - formava una malta che induriva anche sott'acqua sviluppando ragguardevoli resistenze meccaniche, che si mantenevano nel tempo anche nell'acqua di mare. Durante tutto il Medioevo la qualità e la longevità delle malte di calce decaddero. Le ragioni di questo fenomeno, che durò fino agli albori del XVIII secolo, oggi sono note e riferibili all'insufficiente cottura della calce aerea, all'insufficiente compattazione dei getti e, soprattutto, alla mancanza di buoni materiali pozzolanici. Nei primi decenni del Settecento Midi In – Abito Imperial Civetterie Ecopelle WDH2YbE9Iealcuni studiosi cominciarono ad interessarsi al fatto che solo alcune calci possedevano proprietà idrauliche, mentre la maggior parte di esse sott'acqua si disintegrava non possedendo alcuna idraulicità. Nel 1756 JHON SMETON scoprì che la calce, per possedere qualità idrauliche, doveva essere ottenuta dalla cottura non di calcari puri ma di calcari marnosi, contenenti cioè una considerevole quantità di argilla (15-25%). Con un siffatto legante idraulico egli ricostruì nel 1759 il faro di Eddystone davanti a Plymouth. Nonostante il successo delle esperienze di Smeton, l'utilizzo della calce idraulica non ebbe molta diffusione e la tradizionale miscela di calce aerea e pozzolana mantenne la supremazia ancora per diversi anni. Nel 1796 JAMES PARKER, un produttore di mattoni inglese, fabbricò un legante idraulico cuocendo un materiale calcareo contenete noduli argillosi, noto col nome di septaria, che egli chiamò "cemento romano". Solo nel 1818 il francese L.J. Vicat formulò una teoria secondo cui lo stesso effetto può essere ottenuto partendo da una "miscela artificiale" di argilla e calcare in cui le proporzioni dei due minerali potevano essere stabilite in ogni rapporto e mantenute costanti, molto più che nelle formazioni calcaree naturali. La scoperta di Vicat aveva il vantaggio di permettere la fabbricazione del legante idraulico a partire da materie prime più facilmente reperibili. Importante, nel lavoro di Vicat, fu la distinzione tra "naturale" ed "artificiale" riferita tanto alle calci idrauliche quanto ai cementi: naturale è il legante idraulico ottenuto per cottura di un calcare argilloso, che contiene già originariamente argilla, mentre è artificiale quello ottenuto per cottura di una miscela artificiale di calcare e argilla. JOSEPH ASPDIN nel 1824 brevettò un prodotto che fu da lui stesso chiamato "cemento Portland" poiché, una volta indurito aveva l'aspetto lapideo e il colore grigio di una pietra da costruzione, allora molto usata in Inghilterra, ricavata dall'isola di Portland. Tuttavia lo studio scientifico sistematico del cemento Portland si ebbe solo a partire dalla fine dell'800. Fu J.C. JOHNSON che nel 1845 con un'intensa sperimentazione, studiò l'influenza del rapporto calcare argilla e la temperatura di cottura per trovare l'appropriata composizione delle materie prime e per ottenere le migliori caratteristiche meccaniche.

I risultati delle ricerche dell'inglese I. C. Johnson rappresentano la base vera dalla quale si è sviluppata la moderna tecnologia di fabbricazione dei cementi tipo Portland.. La tecnologia Johnson dalla Gran Bretagna si diffuse al resto del mondo intorno al 1860 e, al crescere della produzione e dell'utilizzo di cemento Portland, si determinò un notevole disuso delle calci idrauliche: già agli inizi del 1900 una parte importante del mondo utilizzava Cemento Portland. Da allora la diffusione del legante proseguì rapidamente, di pari passo con gli studi e le ricerche per comprendere le reazioni chimiche alla base del fenomeno di idratazione della polvere di cemento.

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La produzione dei leganti idraulici iniziò in Italia nel 1856 a Palazzolo sull'Oglio, in uno stabilimento per la produzione della calce idraulica. La scelta della località dipese sia dalla disponibilità nelle prossimità di idonee materie prime, sia dalla convenienza di produrre il legante vicino ai cantieri della ferrovia Venezia-Milano, allora in costruzione. Lo stesso stabilimento iniziò nell'anno 1873 la produzione di cemento Portland artificiale, ma la vera data d’inizio della produzione di cemento Portland è il 1876, quando venne scoperto, in prossimità di Casale Monferrato, un giacimento di marne naturali, di composizione idonea a realizzare ottimi cementi per semplice cottura.

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