Una significativa riduzione del contenuto d’acqua migliora le caratteristiche di durabilità del calcestruzzo indurito
L
’ingegneria delle strutture in calcestruzzo è un processo in continua evoluzione. L’in-troduzione e lo sviluppo di nuovi metodi costruttivi richiedono che i materiali di processo abbia-no requisiti sempre più restrittivi in termini di affidabilità e quali-tà. L’adozione di nuovi metodi, unitamente ad altri aspetti quali l’ecologia, l’economicità, la repe-ribilità delle materie prime, i costi energetici e un’accresciuta com-plessità logistica, rappresentano la sfida quotidiana dei produttori di calcestruzzo. Nella realizza-zione di un’opera è inoltre sem-pre più determinante il fattore temporale. La tecnologia Sika®ViscoCrete® offre molte opportu-nità innovative al mix design del calcestruzzo. La caratteristica più importante è la capacità di ri-durre in modo sostanziale il con-tenuto d’acqua di una miscela. La riduzione del rapporto acqua / cemento comporta una durabi-lità sensibilmente migliore, grazie ad una permeabilità del calce-struzzo inferiore. Un’altra oppor-tunità è l’adozione di mix designs più economici, con un’ottimiz-zazione che consente miscele
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più ecologiche e rispettose delle risorse, mantenendo una qualità costante del calcestruzzo. Gli attuali trend tecnologici im-pongono l’uso di calcestruzzi ad elevata scorrevolezza, pur con rapporti A/C bassi. Sika® Visco-Crete® offre nuove soluzioni nel-la tecnica di additivazione per la produzione di calcestruzzi a bassa viscosità ed elevata flui-dità con formulazioni ottimizza-te per impieghi nel Ready Mix Concrete, nella produzione di cantiere e nella prefabbricazione. L’obiettivo è quello di
consenti-re la produzione di calcestruzzi estremamente fluidi e scorrevoli per tempi prolungati e senza ef-fetti negativi sullo sviluppo delle resistenze. Il mantenimento della classe di consistenza per tempi molto lunghi, ma senza fenomeni di ritardo nella presa, è partico-larmente importante per cantieri urbani e per l’esecuzione delle opere in aree di traffico conge-stionato dove il trasporto e la consegna del calcestruzzo non possono essere eseguite in tem-pi brevi dal confezionamento. La tecnologia Sika® ViscoCrete®
vince anche la sfida di assicurare la consistenza del calcestruzzo desiderata in climi con elevate temperature, condizione partico-larmente sfavorevole al trasporto delle miscele cementizie. Tutti gli attori del processo costrut-tivo desiderano raggiungere la dovuta resistenza al più presto, per consentire la rimozione del-le casseforme il più velocemente possibile, sia in cantiere che nel-la produzione di prefabbricati in calcestruzzo. Nella produzione industriale di prefabbricati, lo svi-luppo precoce della resistenza è cruciale perché condiziona l’inte-ro pl’inte-rocesso di pl’inte-roduzione. Un elevato sviluppo della resi-stenza del calcestruzzo alle brevi stagionature, un rapido riutilizzo della cassaforma nella prefabbri-cazione, l’eliminazione del vapo-re necessario per l’indurimento, mix designs del calcestruzzo più economici ed ecologici e un precoce taglio dei trefoli di pre-tensionamento sono le sfide tec-nologiche oggi risolvibili con i su-perfluidificanti Sika® ViscoCrete®. La sostenibilità delle strutture in calcestruzzo non implica soltan-to una maggiore durabilità del calcestruzzo e quindi la durata d’uso della costruzione. Gli
in-gegneri coinvolti nella progetta-zione del calcestruzzo devono tenere in considerazione anche l’emissione di carbonio nella pro-duzione di una miscela. La limita-zione delle emissioni di anidride carbonica nella produzione del calcestruzzo può essere ottenu-ta con:
- ottimizzazione del contenuto di legante
- uso di cemento di miscela - uso di materiale ad attività
idraulica latente - uso di fillers
- uso di aggregati riciclati
Per produrre un calcestruzzo che sia il più possibile rispetto-so delle ririspetto-sorse e che al tempo stesso soddisfi tutti i requisiti tecnologici, è necessario utilizza-re la tecnologia dei superfluidifi-canti. L’uso di Sika® ViscoCrete®, HRWR ad elevata prestazione basato sulla tecnologia PCE, è virtualmente necessario per mi-rare a classi di resistenza supe-riori, a calcestruzzo fresco con grande scorrevolezza ed alla sostenibilità della produzione del calcestruzzo.
Sostenibilità e ottimizzazione dei costi
La produzione di miscele di cal-cestruzzo rispettose delle risorse diventa sempre più importante. La formulazione del calcestruzzo è più di un semplice fatto tec-nico; inevitabilmente compor-ta trovare materie prime a costi convenienti e sviluppare miscele rispettose dell’ambiente. Il cal-cestruzzo, materiale formato da cinque componenti, offre nume-rosi parametri per possibili va-riazioni e quindi per influenzare le prestazioni del calcestruzzo fresco o indurito. Inoltre l’intera-zione di tutti i materiali utilizzati e l’esigenza di prendere
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Calcestruzzo di QualitàIn Concreto n°101
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comincia a scarseggiare; per questo motivo è difficile ottene-re il permesso di estrarottene-re sabbia naturale.
Così gli impianti per la produzio-ne del calcestruzzo devono pro-curarsi la sabbia da molti luoghi diversi e quindi si possono veri-ficare variazioni nelle proprietà dei materiali. Oltre a ciò, molti impianti di produzione del cal-cestruzzo ready mix sono situati dentro o vicino a cave di pietra dove la polvere (fini da pietra frantumata) è un prodotto cor-relato al processo di produzione di aggregati. L’uso della polvere di pietra è quindi ragionevole, anche se la conseguenza può essere una serie di proprietà in-desiderate.
L’aggregato fine provoca infatti una curva disomogenea di livello, la forma irregolare delle particelle e l’eccesso di frazionamenti fini portano ad un maggior bisogno d’acqua e a caratteristiche in-sempre più in considerazione i
temi ecologici, rendono la formu-lazione del calcestruzzo una sfida quotidiana. Nel passato il fattore decisivo per la formulazione del-la miscedel-la di calcestruzzo era lo sviluppo di una miscela in grado di soddisfare, con un costo mi-nimo, le normative ed i requisiti richiesti.
Con le restrizioni ed il cambia-mento delle prescrizioni ecolo-giche, la produzione di miscele rispettose delle risorse diventa sempre più importante e di con-seguenza anche l’uso sostenibile delle materie prime. Tutto questo non si traduce soltanto nell’uso ottimizzato dei leganti, ma diven-tano di essenziale importanza tutti i materiali che compongono la miscela.
Un esempio: sostituzione della sabbia nel calcestruzzo Ready Mix, Irlanda.
La sabbia naturale provenien-te dai depositi glaciali in Irlanda
Classe di resistenza 50% 100%
25 MPa 41 41
30 MPa 43 43
35 MPa 53 52.5
40 MPa 62.5 57
Resistenza a compressione in N/mm2 con sostituzione di sabbia in %
Con un costo dimezzato della sabbia frantumata rispetto alla sabbia naturale, ecco il potenziale di risparmio per metro cubo di calcestruzzo:
Costo sabbia 9.00 € per tonn.
Costo sabbia frantumata 4.50 € per tonn.
Consumo 0.75 tonn. per m3 di calcestruzzo Risparmio 3.38 € per m3 calcestruzzo Costi aggiuntivi per addittivi 1.15 € per m3 calcestruzzo
Risparmio netto 2.23 € per m3
Tabella 1 – Sostituzione di sabbia naturale con fillers da
frantuma-zione.
sufficienti di posa e di finitura del calcestruzzo.
Per compensare ciò, l’impiego di un superfluidificante sofisti-cato di elevata qualità bilancia la maggiore esigenza d’acqua e migliora la reologia e quindi le ca-ratteristiche di posa e di finitura. In questo esempio specifico la sabbia naturale è stata sostituita da sabbia frantumata. L’obietti-vo era quello di raggiungere un uguale comportamento del cal-cestruzzo fresco nella lavorabilità e finitura, e le stesse proprietà del calcestruzzo indurito nella re-sistenza a compressione e dura-bilità. Questi requisiti tecnici sono stati soddisfatti con l’impiego di Sika® ViscoCrete®. Le resistenze a compressione del calcestruzzo indurito risultanti sono indicate nella Tabella 1.
Per mantenere le caratteristiche richieste per il calcestruzzo fre-sco ed indurito è stato necessa-rio utilizzare il superfluidificante ad elevate prestazioni Sika® Vi-scoCrete®.
Ciò ha comportato un costo aggiuntivo per l’additivo, che è stato più che compensato dai risparmi risultanti dall’uso con-veniente della sabbia frantumata.
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