I leganti idraulici sono materiali inorganici finemente macinati che sviluppano proprietà leganti attraverso reazioni chimiche con l'acqua. A differenza dei leganti aerei, producono composti stabili anche in ambienti umidi e subacquei, rendendoli indispensabili per applicazioni strutturali.
Meccanismo di indurimento
L'indurimento avviene mediante idratazione: le fasi silicatiche e alluminatiche del legante reagiscono con l'acqua formando gel di silicato di calcio idrato (C-S-H) e altre fasi cristalline. La reazione inizia entro minuti, ma prosegue per settimane e mesi. Il grado di idratazione influisce direttamente sulla resistenza meccanica sviluppata.
Cementi comuni
Il cemento Portland è il legante idraulico più diffuso in Europa. La normativa UNI EN 197-1 definisce cinque tipi principali (CEM I–V), classificati secondo il contenuto di clinker Portland e l'aggiunta di componenti secondarie (loppa d'altoforno, ceneri volanti, calcare, materiali silicei).
Un CEM I 52,5 R (cemento Portland puro con resistenza a 2 giorni ≥ 52,5 MPa) sviluppa una resistenza a compressione a 28 giorni di circa 60–70 MPa. I cementi CEM III, contenenti 36–80% di loppa, offrono minore calore di idratazione (< 250 kJ/kg) rispetto ai CEM I (350–450 kJ/kg), vantaggiosi in getti di grande volume.
Componenti secondarie e durata
Le aggiunte minerali (fly ash, ceneri vulcaniche, pozzolana naturale) rallentano l'indurimento iniziale ma migliorano la durabilità a lungo termine. Un CEM II 32,5 (cemento Portland composito con 6–35% aggiunte) garantisce buona lavorabilità e fattibilità costruttiva, anche se la resistenza a 7 giorni è più contenuta (circa 20–25 MPa).
L'indice d'idraulicità (rapporto SiO₂/CaO) determina la resistenza in ambienti aggressivi: leganti con indice > 0,4 offrono migliore resistenza ai solfati e agli attacchi acidi.
Applicazioni nel calcestruzzo e nella malta
Nel calcestruzzo ordinario, i leganti idraulici assorbono tipicamente il 12–15% del volume di miscela. La scelta del tipo influisce su resistenza iniziale, calore sviluppato, lavorabilità e resistenza agli agenti chimici. In ambienti marino o con acque sulfatiche, sono preferibili CEM III o CEM V per la minore permeabilità e porosità.
Nella malta da muratura, i leganti idraulici consentono assorbimento capillare controllato e adesione meccanica ai blocchi. Malte a base di CEM II offrono un equilibrio fra coesione e plasticità, con ritiro limitato (0,5–1,0 mm/m).
Parametri di selezione
La scelta dipende dalla resistenza richiesta, dalla velocità di costruzione, dalla temperatura di posa (i CEM III rallegantano a basse temperature), dalla permeabilità ambientale e dal calore di idratazione ammissibile. La granulometria (finezza Blaine 300–500 m²/kg) influisce sulla cinetica di reazione: cementi più fini idratano più rapidamente.
