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2.4 Presa ed indurimento del cemento Portland
Nell’istante in cui avviene la miscelazione di acqua e cemento, C3A e C3S
iniziano immediatamente ad idrolizzarsi per formare i relativi prodotti di
idratazione, dopodichè si osserva un rallentamento nel processo di idratazione
attribuibile alla bassa permeabilità delle pellicole di trisolfati e di silicati
parzialmente idrati che si formano rispettivamente sui granuli di C3A e C3S.
durante queste fasi è ragionevole trascurare i contributi di C2S e C4AF.
In questo lasso di tempo le pellicole che ricoprono i granuli anidri si
ispessiscono perdendo ulteriormente di permeabilità, compaiono ed aumentano
i nuclei di cristallizzazione di C-S-H e di Ca(OH)2, mentre cresce la viscosità
dell’impasto.
Dopo un certo tempo detto “critico”, si osserva un significativo aumento della
velocità di reazione, accompagnato da sviluppo di calore ed aumento di
consistenza dell’impasto. Il tempo definito critico rappresenta il limite al di là
del quale ogni azione di deformazione plastica sull’impasto risulta dannosa ai
fini della resistenza meccanica della pasta indurita.
L’accelerazione della reazione è determinata come già detto dalla rottura delle
pellicole protettive, che determina una ripresa nella formazione dei trisolfati ed
un aumento nella velocità di formazione e di accrescimento dei nuclei di
cristallizzazione di C-S-H e Ca(OH)2.
La formazione del gelo C-S-H e dei cristalli di Ca(OH)2 diventano a questo
punto i processi che controllano il grado di idratazione del C3S, impedendo alla
pellicola instabile di raggiungere spessori apprezzabili.
Gli aghi di trisolfato (Figura 2.7) e gli elementi del gelo C-S-H (Figura
2.3) costituiscono una “struttura” di cristallizzazione che si diffonde attraverso
l’impasto, creando uno scheletro resistente e dando luogo prima all’inizio e in
un secondo tempo alla fine della presa.
È ragionevole ritenere l’inizio della presa sia situato poco al di là del brusco
aumento della velocità di reazione; l’aumento di consistenza è progressivo
essendo legato alla velocità di nucleazione e accrescimento delle fasi idrate.
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