La scoria d'altoforno è un sottoprodotto della produzione di ghisa grezza, costituito dalla frazione non metallica del minerale di ferro fusa insieme ai fondenti calcarei e al coke nell'altoforno. Dopo la separazione dalla ghisa liquida, il fuso viene raffreddato con modalità diverse, che ne determinano la struttura e quindi il campo di impiego.

Produzione e tipologie

Si distinguono due tipologie principali in funzione del processo di raffreddamento applicato al fuso di scoria:

  • Scoria d'altoforno raffreddata in aria (ABS, air-cooled blast furnace slag): solidifica lentamente in condizioni atmosferiche, assume struttura cristallina ed è impiegata come aggregato per costruzioni stradali e come inerte per calcestruzzi non strutturali.
  • Loppa d'altoforno granulata (GBFS, granulated blast furnace slag): ottenuta per tempra rapida del fuso con getti d'acqua ad alta pressione. Il raffreddamento rapido impedisce la cristallizzazione e produce un materiale a struttura vetrosa/amorfa, dotato di proprietà idrauliche latenti dopo macinazione fine.

Struttura e composizione chimica

La loppa granulata è costituita principalmente da ossido di calcio (CaO), silice (SiO2), allumina (Al2O3) e ossido di magnesio (MgO). Secondo EN 197-1 la somma di CaO, MgO e SiO2 deve rappresentare almeno due terzi della massa, con rapporto (CaO+MgO)/SiO2 maggiore di 1. Per l'impiego come costituente principale del cemento è inoltre richiesto un contenuto di fase vetrosa pari ad almeno due terzi della massa totale. La densità tipica è di circa 2,9 g/cm³, inferiore a quella del clinker Portland (circa 3,15 g/cm³).

Impiego nei leganti cementizi

Dopo macinazione fine (loppa d'altoforno macinata, GGBS, ground granulated blast furnace slag), con superficie specifica Blaine tipicamente compresa tra 350 e 500 m²/kg, il materiale è impiegato come costituente principale nei cementi normati secondo EN 197-1:

  • CEM II/A-S: 6-20% in massa
  • CEM II/B-S: 21-35% in massa
  • CEM III/A: 36-65% in massa
  • CEM III/B: 66-80% in massa
  • CEM III/C: 81-95% in massa

In alternativa, la loppa macinata può essere dosata direttamente in centrale di betonaggio come addizione tipo II conforme a EN 15167-1, secondo le regole di impiego definite in EN 206 e UNI 11104.

Proprietà prestazionali

La reazione idraulica della loppa è attivata dall'ambiente alcalino generato dall'idratazione del clinker Portland. Ne derivano sviluppo più lento delle resistenze meccaniche nelle prime età, calore di idratazione ridotto, minore permeabilità alla penetrazione di cloruri e migliore resistenza all'attacco solfatico rispetto ai cementi Portland puri. I calcestruzzi con elevato tenore di loppa presentano colorazione grigio-verdastra nelle prime ore dopo il getto, che si schiarisce successivamente per ossidazione dei composti solforati residui.