Qual è la differenza tra calcestruzzo e cemento?
La differenza principale tra calcestruzzo e cemento è che il calcestruzzo è un materiale composito fatto di acqua, aggregato e cemento. Il cemento è una polvere molto fine fatta di calcare e altri minerali, che assorbe l'acqua e funge da legante per tenere insieme il calcestruzzo. Mentre il cemento è un materiale da costruzione a sé stante, il cemento non può essere realizzato senza cemento. I due termini sono spesso usati in modo errato in modo intercambiabile, ma cemento e cemento sono prodotti distintamente separati.
Cemento
Il cemento è composto da calcare, calcio, silicio, ferro e alluminio, tra gli altri ingredienti. Questa miscela viene riscaldata in grandi forni a circa 2782 ° C per formare un prodotto noto come clinker, che assomigliano approssimativamente ai marmi. Questi vengono macinati in polvere e viene aggiunto gesso, creando la sostanza grigia simile alla farina nota come cemento. Quando l'acqua viene aggiunta al cemento, si innesca un processo chimico che gli consente di indurire.
Cemento Portland
Esistono molti tipi diversi di cemento, ma il tipo più comunemente usato nella costruzione è il cemento Portland. Joseph Aspdin, in Gran Bretagna, sviluppò il materiale da costruzione nel 1700, quando scoprì che l'aggiunta di argilla al calcare e il surriscaldamento della miscela consentivano alla miscela risultante di fissarsi ovunque. Il cemento Portland è un tipo di cemento idraulico, il che significa che quando si aggiunge acqua, inizia una reazione chimica che non dipende da quanta acqua c'è. Ciò consente al cemento di indurirsi sott'acqua e rimanere forte anche in condizioni di bagnato. I diversi tipi di cemento idraulico vengono utilizzati principalmente nel calcestruzzo e nelle malte.
Calcestruzzo
Il calcestruzzo, al contrario, è un materiale in muratura che utilizza il cemento per legare pietrisco, roccia e sabbia, chiamati anche aggregati. Il cemento costituisce dal 10% al 15% della massa totale del calcestruzzo; le proporzioni esatte variano a seconda del tipo di calcestruzzo che viene realizzato. L'aggregato e il cemento vengono miscelati accuratamente con acqua, che avvia la reazione chimica causando l'indurimento e la presa del cemento. Prima che ciò accada, la miscela di calcestruzzo può essere versata in uno stampo in modo che si indurisca in una forma specifica, sia esso un blocco o una lastra.
Il tempo necessario per la determinazione del calcestruzzo dipende in parte dalla quantità di gesso aggiunta alla miscela. Questo tempo può essere accelerato aggiungendo cloruro di calcio o rallentato aggiungendo zucchero. Questi composti agiscono influenzando lo sviluppo dei cristalli di indurimento che si formano come set di cemento. Il calcestruzzo esposto al gelo e allo scongelamento può aggiungere sostanze chimiche aggiuntive per aiutare a prevenire le crepe.
Rapporti di calcestruzzo e cemento
Le proprietà del calcestruzzo dipendono molto dal rapporto tra aggregato-cemento-acqua nell'impasto. Il rapporto acqua-cemento è il più importante, in quanto una quantità insufficiente di acqua renderà difficile la miscelazione del calcestruzzo, mentre un indebolimento eccessivo del prodotto finale. Questo rapporto viene calcolato con la seguente equazione:
In questo calcolo, r è il rapporto, q H2O è la quantità di acqua in galloni statunitensi e W c è il peso del cemento in libbre. Per il calcestruzzo da indurire è necessario un rapporto di almeno 0,25, mentre i valori da 0,35 a 0,4 sono tipici per la maggior parte delle applicazioni.
Anche l'aggregato è importante, poiché costituisce oltre il 60% di una miscela di calcestruzzo - e fino all'80% in alcuni casi. Le rocce più grandi richiedono meno calcestruzzo, il che significa che è necessaria meno acqua e può essere prodotto un prodotto finale più forte. L'aggregato è anche meno costoso del cemento, quindi una percentuale più elevata può ridurre il costo. In generale, un buon aggregato ha una combinazione di rocce di molte dimensioni diverse, con una media specifica e una dimensione massima; queste pietre devono essere pulite e resistenti e non devono contenere argilla o altri minerali in grado di assorbire acqua.
L'alto contenuto di roccia del calcestruzzo lo rende estremamente resistente e spesso viene utilizzato in ponti di piscine, grattacieli, metropolitane e lampioni, nonché marciapiedi, passi carrai e strade. Gli ingredienti sia nel cemento che nel cemento sono tra i più abbondanti sulla Terra ed entrambi possono essere riciclati. La produzione di cemento richiede una grande quantità di energia, tuttavia, a causa delle elevate temperature richieste e l'industria è stata criticata per il suo contributo alle emissioni di anidride carbonica.