Additivo superfluidificante

Come già accennato un altro ingrediente fondamentale per la messa a punto della reologia delle miscele cementizie estrudibili è stato un additivo chimico con effetto superfluidificante.

L’additivo superfluidificante migliora la lavorabilità dell’impasto e la sua messa in opera facendo risultare il calcestruzzo e le malte più plastici e più lavorabili, più coesivi e più pompabili. Gli additivi superfluidificanti sono aggiunti all’impasto in misura variabile tra lo 0.6-2.0 % e consentono di ridurre l’acqua di impasto rispetto a quella di un conglomerato di pari consistenza non additivato. La riduzione dell’acqua d’impasto è finalizzata alla diminuzione del rapporto a/c, lasciando invariato il dosaggio di cemento, e ciò consente di diminuire la porosità e la capillarità del conglomerato ottenendo calcestruzzi con maggiore impermeabilità e durabilità oltre ad un miglior faccia-vista, minor ritiro e deformazioni viscose. In alternativa tale additivo può consentire di lasciare invariato il rapporto a/c diminuendo il dosaggio di cemento. Ciò consente di ridurre i costi di produzione della miscela, lo sviluppo di calore a seguito della reazione di idratazione del cemento con l’acqua ed aumentare il volume della frazione lapidea nella miscela al fine di attenuare il ritiro igrometrico e minimizzare il quadro fessurativo.

Tra vari prodotti esistenti in commercio con diverse formulazioni sulla base di test reologiche condotti con reometro rotazionale su paste cementizie si è optato per un additivo in polvere a base di polimeri policarbossilici di ultima generazione che ha permesso di soddisfare sia il requisito di fluidità in fase di estrusione sia di garantire una adeguata cinetica di reazione del cemento e del fumo di silice nei dosaggi previsti.

Si tratta di un superfluidificante in polvere con le caratteristiche presentate nella tabella 2.7 seguente.

Tabella 2.8 - Proprietà dell'additivo superfluidificante

Caratteristica Risultato

Composizione chimica Polimerico policarbossilico

Stato Polvere

Colore bianco-beige

Densità max. 0,750 kg/dm3

Granulometria min. 96% < 0,600 mm

Contenuto in cloro max. 0,05%

Umidità max. 4%

Solubilità in acqua totale

46 Tale additivo migliora la lavorabilità dell’impasto, la sua messa in opera rendendo il calcestruzzo più lavorabile, plastico, coeso e pompabile.

Nella sperimentazione oggetto di analisi l’impiego di additivi superfluidificanti è stato giustificato dalla necessità di ottenere una buona lavorabilità delle miscele che fosse compatibile con il sistema di estrusione adottato e che risulta essere difficilmente ottenibile in assenza di additivo, dati i bassi valori del rapporto acqua/cemento prefissati.

2.5.1.1 Additivo riduttore del ritiro

Si è ritenuto opportuno impiegare anche un additivo riduttore del ritiro.

Gli additivi riduttori del ritiro per i sistemi cementizi riducono sia il ritiro plastico sia il ritiro igrometrico agendo sulla tensione superficiale dell’acqua prima della fine presa e durante l’indurimento. Il prodotto selezionato è costituito da una polvere costituita da una miscela di alcoli alifatici polifunzionali.

Tabella 2.9 - Proprietà dell'additivo riduttore del ritiro

Caratteristica Risultato Metodo

Stato Polvere igroscopica

Colore Bianco visivo

Densità 0,300-0,450 kg/dm3 _visivo

Materia attiva min, 60%

Anti cracking max. 40% IST 10.04

Granulometria min. 90% < 0,180 mm IST 10.09

Umidità max.5,0% IST 10.04

Contenuto in Cl- _{<0,05% IST 10.34}

Solubilità in acqua Parzialmente solubile IST 10.21

Permette una riduzione del ritiro complessivo di circa il 50% dopo 28 giorni e del 30% dopo un anno, per cui la tendenza alla fessurazione si riduce notevolmente. Il problema della fessurazione è particolarmente significativo per miscele cementizie estruse in assenza di casseforme in quanto il materiale risulta subito esposto all’aria e non può giovare dell’effetto protettivo dello stampo. Il ritiro infatti è una contrazione del materiale che si manifesta subito dopo la posa in opera del calcestruzzo con l’evaporazione dell’acqua d’impasto. La conseguente fessurazione comporta conseguenze negative sia dal punto di vista estetico che di durata dell’opera.

47 Se l’utilizzo di additivi SRA è accompagnato da quello di superfluidificanti policarbossilici, è possibile ottenere una serie di effetti estremamente benefici per la riduzione del ritiro, ovvero:

• riduzione della tensione superficiale dell’acqua contenuta nei pori capillari per la presenza

dell’SRA, con conseguente diminuzione della pressione capillare che spinge l’una verso

l’altra le particelle di cemento;

• riduzione dell’acqua d’impasto e del contenuto di cemento a pari rapporto acqua/cemento, con conseguente aumento del contenuto degli aggregati che provoca una diminuzione del ritiro.

Tuttavia, sebbene l’unione tra additivi SRA e superfluidificanti policarbossilici permetta di ridurre il ritiro, dando origine ad una miscela a ritiro compensato, non è in grado di annullarlo completamente.

2.5.1.2 Agente espansivo

Proprio per preservare l’integrità del manufatto da eventuali microfessure si è deciso di adottare una precauzione aggiuntiva ovvero l’impiego di un agente espansivo.

L’agente espansivo ha il compito di provocare un aumento di volume nel materiale cementizio tale da poter compensare il ritiro.

L’idea di base è quella bilanciare le sollecitazioni di trazione differite prodotte dal ritiro igrometrico impedito con una pre-compressione del calcestruzzo ottenuta mediante l’introduzione di un agente espansivo.

48 Nel caso in esame, dopo una comparazione tra diversi tipi disponibili in commercio, si è optato per un agente espansivo a base di ossido di calcio le cui caratteristiche sono riportate nella seguente tabella.

Tabella 2.10 - Proprietà dell'agente espansivo

Caratteristiche Risultato

Stato Polvere

Colore Bianco

Densità 2,86 g/cm 3

Massa volumica apparente 0,8-0,9 g/cm3

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3 Introduzione alle fasi sperimentali

Nel capitolo precedente sono state descritte le caratteristiche dei principali materiali utilizzati nella preparazione delle miscele oggetto di studio. Di seguito saranno descritte le modalità di confezionamento delle miscele, le diverse tecniche di estrusione e le prove di caratterizzazione meccanica condotte nel corso della sperimentazione.