PARTE II: SEZIONE SPERIMENTALE
8. MIX DESIGN
7.4. PRODUZIONE DEI PROVINI
Successivamente alla curva granulometrica, si è progettato quale sia il quantitativo ideale di aggregato in modo tale da ottenere provini cilindrici tramite fustelle (per la pressa giratoria) , con la percentuale dello 5,5% di bitume, di dimensioni di 150mm di diametro e 130mm di altezza.
7.4.1. QUANTITATIVO MATERIALE PER PROVINI CONTENENTI CALCARE
Nel caso del calcare, facendo riferimento alle percentuali ottenute tramite il fuso granulometrico di riferimento, è stato considerato un quantitativo di bitume pari allo 5,5% sul peso degli aggregati e una massa volumica apparente da provini Marshall prodotti con lo stesso composto pari a:3 / 2600 kg m VOLUME PESO MVA ( 7.1 )
Tramite il calcolo del volume della fustella e quindi rovesciando la formula precedente, si è in grado di definire i pesi delle varie pezzature richieste:
Tabella 8.6. Mix design bitume e calcare
Con questi pesi è stato calcolato il quantitativo di materiale da introdurre in una fustella per la produzione di un provino di 130mm d’altezza e 150mm di larghezza.
Nota: qualsiasi quantitativo di aggregato e bitume per la produzione di un provino per fustella è stato incrementato del 3% perché è possibile durante la fase di miscelazione nel mixer che dell'aggregato o bitume rimanga bloccato o incollato sulle spatole della stessa macchina. Questo se dovesse accadere indurrebbe a produrre una miscela non coerente con quella progettata a priori.
Filler 5% 0,292 kg Calcare 0/4 38% 2,216 kg Calcare 4/8 37% 2,158 kg Calcare 8/12 15% 0,875 kg Calcare 12/20 5% 0,292 kg Bitume 5,5% 0,321 kg Totale = 6,152 kg
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7.4.2. QUANTITATIVO MATERIALE PER PROVINI CONTENENTI SCORIE
Nel caso delle miscele contenenti scorie è stato deciso di assumere il 60% del peso totale da destinare al calcare, mentre il 40% restante alle scorie. Cosi è stato deciso per una migliore configurazione della curva granulometrica all’interno dei 2 fusi del Capitolato della Società “Autostrade” come spiegato al paragrafo 7.3. Considerando le due differenti masse volumiche reali tra scorie e calcare (media tra le pezzature):calcare: 2,737g/cm3
scoria: 3,863 g/ cm3
sono stati calcolati i pesi delle varie pezzature richieste facendo riferimento alle varie percentuali sul peso totale:
Tabella 8.7. Mix design bitume, 40%scorie, 60%calcare
Con questi pesi è stato calcolato il quantitativo di materiale da introdurre in una fustella per la produzione di un provino di 130mm d’altezza e 150mm di diametro.
7.4.3. PROCEDURA PRODUZIONE PROVINI
-Per prima cosa mettere a essiccare in forno l’aggregato a 110°C per un’ora in modo tale
d'asciugare l’acqua interstiziale.-Nel frattempo accendere il miscelatore e attendere che la temperatura salga fino a quella pre impostata per il mixaggio. Siccome si devono produrre provini in conglomerato bituminoso tiepido quidni con l'aggiunta di un additivo chimico si è deciso di impostare la temperatura di miscelazione pari a 130°C. Il miscelatore infatti è dotato di riscaldatori che consentono di portare gli aggregati alla temperatura di miscelazione, consentendo quindi di mescolare gli inerti e il legante bituminoso in modo automatico tramite pale;
-Una volta asciutti, inserire gli aggregati caldi nel miscelatore e lasciarli riposare per mezzora alla temperatura di 130°C; Filler 5% 0,360 kg Scorie 0/4 15% 1,080 kg Scorie 4/8 15% 1,080 kg Scorie 8/12 10% 0,720 kg Pietrisco 12/20 5% 0,360 kg Sabbia I 0/4 23% 1,655 kg Pietrisco 4/8 20% 1,440 kg Pietrisco 8/12 7% 0,504 kg Bitume 4,86% 0,350 kg Totale = 7,547 kg
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-Nel frattempo portare un altro forno a 130°C e inserire all’interno il bitume 50/70 in modo tale da portarlo a una consistenza di lavorazione. Il bitume in precedenza dovrebbe essere già stato portato a 160°C in modo tale da poterlo additivare una volta liquido con lo 0,5% di additivo. Una miscelazione energica per 5-10minuti permette di eliminare ogni possibile bolla d’aria e quindi permette una buona presa col legante nativo;
-Una volta raggiunta una buona viscosità di lavorazione, versare il bitume nel miscelatore e avviare di seguito la procedura di mixaggio. Il quantitativo di bitume deve essere eseguito in funzione delle percentuali precedentemente calcolate nei paragrafi precedenti;
Figura 8.3. Miscelatore dopo aver mescolato il conglomerato
-Miscelare il conglomerato per mezzora e assicurarsi di stoppare la macchina ogni 10 minuti per togliere eventuali residui di filler dalle spatole perché l’aggregato fine tende a incollarsi e quindi non permettere una corretta miscelazione dell’impasto.
-Stoppato il mixer, si apre e si preleva il conglomerato bollente alla temperatura di 130°C (quella del mixer) e lo si deposita in opportune teglie d’acciaio precedentemente riscaldate a 130°C per venti minuti.
-Dopo di che si portano le teglie in forno e si lascia riposare il conglomerato a una temperatura di 110°C per 2 ore. Quest’ultima procedura simula lo stoccaggio del bitume nei vari macchinari prima che esso venga disteso nel manto stradale.
-Preparare le fustelle con gli adeguati spessori e vasellina e portarle in forno per 20-25 minuti alla stessa temperatura di miscelazione del conglomerato. Questo fa si che, una volta estratto il materiale dalla miscelatrice, il bitume non subisce eventuali shock termici una volta versato all’interno della fustella.
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-Passate le 2 ore, si preleva il conglomerato dalle teglie e lo si immette nelle fustelle calde . Una volta riempita la fustella è quindi possibile portarla sotto la pressa giratoria.
-Acceso quindi il pc e la relativa pressa, attraverso il software si imposta il numero dei cicli pari a 100 e il peso del bitume che precedentemente è stato pesato all'interno della fustella nella fase di riempimento (assicurarsi di togliere il peso della fustella).
-Si avvia la macchina e si attende l'arresto della stessa. Cosi si ottiene un provino compattato come se dovesse essere immesso in strada a un numero di cicli pari a 100. La macchina fornisce la densità del provino compattato.
Figura 8.4. Fustella, spessori, filtri e provino
Questo metodo si propone di raggiungere in laboratorio caratteristiche del materiali commisurate alla reali condizioni di impiego ed alla risposta della pavimentazione in relazione al traffico e al clima.
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