Esecuzione della prova
CAPITOLO 5 CONCLUSIONI CONCLUSION
Lo studio della capacità di auto-riparazione dei calcestruzzi fibrorinforzati è stato l’oggetto di questa tesi. Le analisi sono state svolte su differenti compositi, aventi medesimo contenuto di acqua, loppa d’altoforno, sabbia, additivo fluidificante e cristallizzante PENETRON ADMIX®,
differenziandosi per diverso tipo di cemento (CEMI o CEMIII) e diversa tipologia di fibre (metalliche o metalliche amorfe). Tre sono state le miscele considerate:
• MIX 0 rappresenta il mix di riferimento ed è costituito da CEM I, fibre metalliche ed altri costituenti comuni ai tre composti;
• MIX 1 costituito da CEM I, fibre metalliche amorfe ed altri costituenti comuni ai tre composti;
• MIX 2 costituito da CEM III, fibre metalliche ed altri costituenti comuni ai tre composti.
La caratterizzazione meccanica dei materiali è stata svolta attraverso prove a rottura di alcuni campioni. Le prestazioni meccaniche maggiori sono state registrate dalle miscele con l’aggiunta di fibre metalliche, le quali hanno conferito al campione anche una maggiore duttilità. Tra i due composti aventi le fibre metalliche, i campioni realizzati con CEMIII (MIX 2) hanno dimostrato prestazioni migliori in termini sia di resistenza e sia di duttilità.
Il composto realizzato con CEMI e fibre amorfe (MIX 1), nonostante una duttilità inferiore e resistenze minori, ha comunque mostrato un comportamento incrudente durante le prove di flessione e di trazione indiretta.
La caratterizzazione del calcestruzzo fibrorinforzato quando sottoposto a sforzi di trazione è stata effettuata attraverso prove a trazione indiretta (DEWS); i risultati hanno mostrato la
presenza di un tratto incrudente per tutti i composti, modificando sostanzialmente il comportamento degradante tipico di un calcestruzzo ordinario. A ciascun materiale è stato assegnato un differente legame costitutivo, calibrato attenendosi ai dati sperimentali ottenuti dalle prove DEWS, ed impiegato per l’implementazione dell’analisi inversa. Quest’ultima è stata utile come validazione delle prove sperimentali a flessione ed a trazione indiretta effettuate.
L’analisi inversa ha fornito dei risultati più che soddisfacenti, in particolare il MIX 1 ha mostrato una quasi perfetta sovrapposizione delle curve sia per le lastrine sia per i travetti, di spessore 25mm e 100 mm rispettivamente. Le miscele con aggiunte di fibre metalliche hanno mostrato un comportamento simile tra loro; se per i travetti le analisi inverse hanno fornito risultati prossimi ai dati sperimentali, diverso è stato il comportamento per le lastrine, per le quali le analisi inverse hanno condotto a resistenze inferiori. La tendenza alla sedimentazione delle fibre ha permesso alle lastrine di avere una resistenza flessionale maggiore, non osservata dalle prove a trazione indiretta.
Al fine di comprendere le capacità di autoriparazione del materiale sono stati eseguiti quattro cicli di fessurazione, intervallati da periodi di riposo in immersione continua o cicli di asciutto/bagnato. Ad ogni ciclo di fessurazione sono state calcolate area e apertura delle fessure di ciascun campione e confrontate con le registrazioni effettuate a fine del periodo di riposo. Le analisi hanno portato risultati migliori per le fibre metalliche, coerente con lo stato multifessurativo creato, dimostrando una richiusura più rapida il mix costituito da CEMIII.[3] Per lo studio del recupero meccanico sono stati definiti degli indici in modo tale da facilitare l’interpretazione dei risultati sperimentali. Gli indici sono stati ideati al fine di esaminare il recupero di resistenza, il recupero del danno e il recupero di rigidezza. Il recupero di resistenza è stato determinato rispetto ad una curva di riferimento rappresentante la rottura del materiale vergine. La stessa procedura è stata adottata per il calcolo di un indice relativo al recupero di rigidezza, il quale è stato determinato rispetto alla variazione di rigidezza del materiale vergine sottoposto a prova di rottura con cicli di carico-scarico. In merito agli altri indici di recupero di rigidezza e del danno, essi sono stati determinati sia rispetto al primo ciclo di fessurazione sia rispetto allo stadio di lavoro precedente, questo ritenuto opportuno in quanto ad ogni fase di lavoro i provini sono stati rifessurati. Dagli indici è stato osservato come globalmente il comportamento sia stato simile per tutte le miscele, anche se con risultati differenti. Tra i materiali con fibre metalliche, quello che ha mostrato indici di recupero di resistenza maggiori è stato quello di riferimento, manifestando recuperi fin dal primo mese, al contrario la miscela contenente le fibre amorfe ha mostrato un recupero di resistenza solo per le lastrine. Diverso comportamento è stato registrato per il recupero di rigidezza e del danno, verificatosi per tutte e tre le miscele. Il composto che ha presentato i migliori recuperi di danno
e rigidezza è stato quello includente il CEMIII. In tutti i casi, i recuperi migliori si sono verificati al quarto ed ultimo ciclo di fessurazione (sei mesi dalla prima).
Nonostante il MIX 2 sia stata la miscela dal miglior comportamento globale, i progetti pilota per la sperimentazione in reali condizioni di esercizio sono stati avviati utilizzando la miscela di riferimento. La differenza di risposta, in termini di recupero della capacità meccanica e di richiusura delle fessure, non è stata tale da preferire il calcestruzzo (UHFRC) a base di CEMIII. Quest’ultimo è composto da una parte di loppa d’altoforno, soggetta ad una variabilità, di quantità e qualità, tale da non poter contare su una standardizzazione dei risultati.
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