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2.2 Idratazione dei silicati<br />
2.2.1 Generalità<br />
Le più importanti caratteristiche fisiche, chimiche e meccaniche delle paste<br />
indurite di cemento Portland, sono riconducibili in gran parte ai silicati di<br />
calcio idrati, formati per idratazione di C3S e C2S.<br />
Velocità e stechiometria delle reazioni delle due fasi mineralogiche con l’acqua<br />
di impasto sono piuttosto diverse, ma i prodotti finali di idratazione presentano<br />
analogie in termini composizionali, morfologici e superficiali.<br />
Dall’idratazione dei silicati di calcio si formano idrossido di calcio (CH) e un<br />
silicato di calcio idrato quasi amorfo, chiamato C-S-H, che ha le proprietà di un<br />
gel rigido.<br />
Tali geli vengono indicati genericamente con il simbolo C-S-H (calcio-silicati-<br />
idrati), intendendo un intervallo composizionale continuo nel quale si ha la<br />
variazione di alcuni parametri come: rapporto molare CaO/SiO2 e H2O/SiO2,<br />
morfologia, porosità, ecc. I trattini sono necessari perché CSH, nella<br />
nomenclatura chimica del cemento, indica un composto di composizione<br />
specifica CaO SiO2 H2O.<br />
Le reazioni dei silicati, nelle prime ore di idratazione, possono essere ridotte<br />
all'idratazione dell'alite (C3S, ss). La belite (C2S, ss) non apporta contributi<br />
significativi alle reazioni di idratazione durante le prime 24 ore dall’impasto e<br />
si ritiene che ciò sia dovuto alla maggiore compattezza della sua struttura<br />
cristallina, che non favorisce l’ingresso delle molecole d’acqua.<br />
Esistono diverse teorie relativamente all’idratazione del cemento. Le<br />
più autorevoli, condividono l’idea di un processo caratterizzato da cicli di<br />
idratazione ed di interruzione dell’idratazione dipendenti dalla velocità di<br />
diffusione dell’acqua all’interno degli strati di silicati idrati formatesi.<br />
Le opinioni discordanti sono relative a come iniziano questi processi, cioè se la<br />
fase iniziale avviene per nucleazione di silicati idrati da una soluzione satura<br />
oppure per formazione di strati idrati sulla superficie dei grani.<br />
In Figura 2.1 è mostrato l’andamento della velocità di idratazione del C3S in<br />
funzione del tempo.<br />
Immediatamente dopo il contatto con l’acqua, esso subisce una reazione<br />
intensa e di breve durata, chiamata periodo di pre-induzione (I).<br />
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