I pozzolani sono materiali a base di silicati che reagiscono con (consumano) l’idrossido di calcio generato dal cemento idratante per formare ulteriori materiali cementizi.

Perché il consumo di idrossido di calcio è una buona cosa? L’idrossido di calcio (calce) rappresenta fino al 25% del cemento Portland idratato e la calce non contribuisce alla resistenza o alla durata del calcestruzzo. I pozzolani si combinano con la calce per produrre ulteriore idrato di silicato di calcio, il materiale responsabile della tenuta del calcestruzzo insieme. Consumando la calce in eccesso:

• Aumenta la resistenza del calcestruzzo
• Aumenta la sua densità
• Diminuisce l’efflorescenza
• Diminuisce la propensione alla reazione alcali-silice (reazione con vetro), o addirittura virtualmente eliminata

Tipicamente i pozzolani vengono utilizzati come sostituzioni di cemento piuttosto che aggiunte di cemento. L’aggiunta di pozzolani a una miscela di calcestruzzo esistente senza rimuovere una quantità equivalente di cemento aumenta il contenuto di pasta e diminuisce il rapporto acqua/cemento. In altre parole, l’aggiunta di più pozzolani a un mix cambia le proporzioni del mix. La sostituzione di parte del cemento con pozzolani preserva le proporzioni della miscela. Pozzolani sostituire libbra di cemento per libbra.

A seconda della dimensione delle particelle, della composizione chimica e del dosaggio, diversi pozzolani influenzeranno la resistenza del calcestruzzo in modo diverso e in momenti diversi durante la polimerizzazione.

Da sinistra a destra: Classe C ceneri volanti, Metakaolin, Fumi di silice, Classe F ceneri volanti, Scorie, Scisti calcinati. Da Portland Cement Association

Tipico pozzolans includono:

• metacaolino
• i fumi di silice
• fly ash
• scorie
• VCA (vetrificate calcio allumino-silicato)

Di questi, fumi di silice è il più reattivo, con metacaolino essere vicino ai fumi di silice in termini di reattività. Le ceneri volanti sono meno reattive, specialmente durante i primi giorni di polimerizzazione quando viene generato meno idrossido di calcio.

Generalmente più sottili sono le particelle pozzolane, più reattive sono. Il vapore della silice è il più fine con la maggior parte delle particelle che fanno una media di 0.3 µm (micron), le medie di metakaolin circa 4 µm, le medie del cemento Portland circa 15 µm e le ceneri volanti circa 70 µm.

Molti pozzolani sono prodotti di scarto dei processi industriali. Le ceneri volanti provengono da centrali elettriche a carbone, mentre i fumi e le scorie di silice provengono da alcune raffinerie di acciaio. Come tale il colore, la qualità, la gradazione e le proprietà possono variare e non sono controllati.

VCA e metakaolin sono pozzolani appositamente fabbricati. Qualità, colore e altre caratteristiche possono essere controllate, quindi la consistenza del prodotto è maggiore. Ci possono anche essere diversi gradi disponibili.

Raccomando VCAS di Vitro Minerals perché è bianco, riciclato e migliora la lavorabilità.

La maggior parte dei pozzolani viene utilizzata singolarmente, ma è possibile utilizzare miscele di due o più pozzolani diversi per sfruttare le caratteristiche offerte da ciascuna pozzolana. Esempi tipici sono ceneri volanti e miscele di fumi di silice, in cui le ceneri volanti aumentano la lavorabilità e l’imballaggio delle particelle e il fumo di silice aiuta con la resistenza precoce e lo sviluppo della forza totale.