Appunti completi inerenti tutto il corso di Scienze e tecnologia dei materiali

CRITERI DI ACCETTABILITÀ DELLE ACQUE

1. VERIFICARE SE SONO PRESENTI SOSTANZE IN SOSPENSIONE

Possono essere particelle di limo argilloso oppure piccole particelle di materia organica che sono in sospensione nell'acqua. Queste sostanze solide possono aderire alle superfici degli aggregati nella fase di impasto e quindi indebolire l'interfaccia tra l'aggregato e la pasta di cemento. Inoltre, nei calcestruzzi armati, queste sostanze possono anche aderire alle armature compromettendo la continuità meccanica tra la pasta di cemento e le armature in ferro. (parliamo delle acque naturali e dei reflui industriali)

2. VERIFICARE SE SONO PRESENTI SALI DISCIOLTI

Esistono moltissime tipologie di sali disciolti, come carbonati, bicarbonati, cloruri di calcio, magnesio, sodio. Questi sali possono produrre modifiche delle caratteristiche di fluidità, scorrevolezza e lavorabilità degli impasti e possono intervenire a modificare, in positivo o in negativo, le proprietà delle acque.

tempi di presa (allungarli o abbreviarli). Inoltre, un eccesso di Sali disciolti, introdotti attraverso l'acqua d'impasto nel manufatto, nel tempo possono essere causa di fenomeni di efflorescenza o subflorescenze (con tutti i problemi di danneggiamento meccanico o eventualmente anche solo estetico che possono provocare). (parliamo delle acque naturali e dei reflui industriali). CLORURI Limiti in milligrammi di cloruro per litri d'acqua (previsti dalla normativa) Nei calcestruzzi semplici il limite è molto elevato; 20 grammi di cloruri, per litro, ammessi nell'impasto Nei calcestruzzi armati il limite si abbassa di molto; 1 / 0,5 grammi di cloruri, per litro, ammessi nell'impasto Nei calcestruzzi armati precompressi il limite si abbassa ancora di più; 0,5 grammi di cloruri, per litro, ammessi nell'impasto. Per in questo tipo calcestruzzzo può presentarsi un fenomeno di corrosione accelerata detto: stress corrosion. Qui le barre di

L'armatura è costantemente sotto pressione; di conseguenza, l'accoppiamento di un ferro d'armatura costantemente sotto stress + un ambiente corrosivo fa sì che la corrosione possa procedere molto più rapidamente rispetto a come procederebbe su un ferro d'armatura senza una sollecitazione permanente.

SOLFATI Limiti in milligrammi di solfati per litri d'acqua (previsti dalla normativa)
Il limite dei solfati è IDENTICO su tutte e tre le tipologie di calcestruzzi e corrisponde a 2 grammi di solfati, per litro, ammessi nell'impasto.

L'unico problema che questi solfati possono generare è quello di andare ad aggiungersi al tenore di solfati di gesso che sono stati aggiunti come regolatore di presa. Andando a sommarsi a questi, possono portare (se in quantità troppo elevata) al fenomeno di falsa presa (cioè rapprendimento troppo veloce dell'impasto cementizio dovuto al fatto che è il gesso che fa presa! Togliendo

così lavorabilità, plasticità all'impasto). Il limite comunque non è eccessivamente basso, proprio perché questo è l'unico rischio che i solfati potrebbero causare.

Attenzione! Adesso ci possiamo rendere conto che la ricerca dei solfati la ritroviamo in tutti e tre i costituenti principali delle nostre miscele: nel cemento, negli aggregati e nelle acque!

Ma attenzione! Rendiamoci conto, anche, che la ricerca dei solfati in tutte e tre i costituenti non è finalizzata alla stessa motivazione: infatti, nel cemento e nell'acqua d'impasto i solfati debbono essere controllati per evitare il fenomeno della falsa presa... infatti, nel cemento e nell'acqua d'impasto i solfati sono resi disponibili immediatamente al momento del confezionamento del calcestruzzo fresco, quindi il loro effetto può essere nocivo solo sul fenomeno di presa anticipata nel manufatto fresco (falsa presa!). Invece nel caso degli

aggregati è opportuno controllare la presenza dei solfati, ai fini dell'aggressione solfatica, in quanto, negli aggregati, i solfati sono presenti come vene (es. di gesso) che si solubilizzano molto lentamente, rendendosi disponibili solo quando il calcestruzzo è ormai indurito, generando quell'aggressione solfatica estremamente distruttiva per il calcestruzzo indurito. Non è così invece per i cloruri; in tutti e tre i casi questi vengono ad essere ricercati perché possono dare vita a fenomeni di corrosione accelerata ai ferri d'armatura nei calcestruzzi armati. ATTENZIONE ANCHE AL PH/ACIDITÀ DELL'ACQUA! L'acidità consentita per le nostre acque d'impasto deve essere maggiore di 4 per i calcestruzzi normali e maggiore di 4,5 per i calcestruzzi armati e armati precompressi. [Quindi possiamo usare delle acque DEBOLMENTE ACIDE ma non fortemente acide] Notiamo come il valore del ph consentito, per i calcestruzzi armati,sia più preciso in quanto gli ambienti acidi sono anch’essi promotori della corrosione dei ferri d’armatura. Un acidità eccessiva generalmente è indice di un inquinamento delle nostre acque naturali da parte di scarichi industriali. Nelle nostre acque naturali questi valori sono generalmente ampiamente soddisfatti, poiché è poco probabile che queste presentino un pH inferiore a 6 (se, come già detto, non ci sono fenomeni d’inquinamento). GLI ADDITIVI Ai nostri tre costituenti fondamentali della miscela, abbiamo poi la possibilità di vedere aggiunti degli additivi. Gli additivi sono dei prodotti di sintesi (dei prodotti chimici), che possono essere aggiunti sia in centrale di betonaggio che anche direttamente in cantiere prima del getto. Queste sostanze, anche se aggiunte in piccolissime quantità, sono in grado di migliorare in modo significativo prestazioni che riguardano: il comportamento del calcestruzzo a fresco, sia sia.

Il comportamento del calcestruzzo indurito.

Anche nel caso degli additivi esistono delle normative che ne regolano l'impiego e le caratteristiche (composizione di quelli che possono essere utilizzati per il confezionamento del calcestruzzo).

I principali additivi sono:

• FLUIDIFICANTI/SUPERFLUIDIFICANTI in grado di modificare la lavorabilità/fluidità degli impasti senza dover aggiungere acqua in eccesso.
• ACCELLERANTI E RITARDANTI sono degli additivi che intervengono sul tempo di presa per regolarlo opportunamente, ad esempio quando vengono realizzati dei getti in climi troppo caldi o freddi.
• AERENTI vengono aggiunti nel confezionamento di calcestruzzi destinati ad opere che possono essere esposte al fenomeno di degrado da gelo e disgelo, minimizzandone il rischio.
• INIBITORI DI CORROSIONE utilizzati per migliorare la passivazione dei ferri d'armatura (renderli meno sensibili all'arrugginimento).
• IMPERMEABILIZZANTI/DROFOBIZZANTI sulla

superficie dei manufatti al fine di modificarne l'angolo di contatto rispetto all'acqua, e quindi fare in modo che questi diventino non bagnabili. ADDITIVI DI SUPERFICIE (detti: DISARMANTI/STAGIONANTI) sono degli additivi per favorire il distacco dell'armatura dal getto che oramai ha fatto presa. In questo modo, questi additivi, evitano un danneggiamento superficiale detto: strappo del calcestruzzo cioè il fatto che le porzioni superficiali del getto possano, pertanto, legarsi alla cassaforma ed essere strappate via nel momento in cui questa viene ad essere allontanata e quindi il getto disarmato. Gli additivi STAGIONANTI sono delle sostanze che vengono spruzzate sulla superficie dei getti per mantenere, quanto più a lungo possibile, l'acqua d'impasto all'interno del getto stesso. Quindi fare in modo che l'acqua d'impasto resti più a lungo possibile a contatto con il cemento anidro per realizzare il.

massimo dell'idratazione.

3 strategie per utilizzare i superfluidificanti:

Il rapporto a/c si mantiene costante, la resistenza meccanica del calcestruzzo, una volta indurito, si mantiene costante, ma aumenta la fluidità grazie all'additivo.

Si riduce l'acqua d'impasto, ma grazie all'additivo, la fluidità si mantiene uguale (non inficia le caratteristiche del cemento fresco).

Il rapporto a/c si riduce ma di conseguenza avrò un calcestruzzo, una volta indurito, con una superiore resistenza meccanica e durabilità (perché meno poroso).

Ridurre l'acqua d'impasto e, in pari misura, ridurre anche il dosaggio del cemento. Quindi mantengo il rapporto a/c costante, ma il volume del getto viene sostituito da dell'aggregato in più.

Rapporto a/c = costante (- acqua - cemento), fluidità = costante, + aggregato per compensare la riduzione di volume stesse proprietà meccaniche ma con un ritiro

ancora minore rispetto a quello previsto (perché c'è più aggregato e meno pasta di cemento). ADDITII RITARDANTI O ACCELLERANTI Più è alta la temperatura, più i fenomeni di idratazione sono accelerati (guardare il grafico). Man mano che la temperatura aumenta dai 5 fino ai 35°C diminuiscono progressivamente i tempi di inizio e fine presa. (i tempi di presa sono espressi in percentuale.. esempio: il tempo di inizio presa del calcestruzzo a 5°C è del 220% rispetto al 100% che si ha a 20°C; quindi, è più di 2,2 volte più rapido di quanto non lo sia a 20°C). Non si hanno ritardanti di indurimento perché il calcestruzzo, una volta messo in opera, è nostro interesse che faccia presa e sviluppi le prime proprietà meccaniche più rapidamente possibile! I ritardanti intervengono unicamente sulla presa al fine di mantenere più a lungo l'impasto modellabile, per la messa in opera.

quando le cinetiche di reazione sono accellerate in presenza di temperature elevate.

TECNOLOGIA DEL CALCESTRUZZO

Parte 1: messa in opera

Il calcestruzzo è in assoluto il materiale più prodotto a livello globale. Supera di gran lunga anche la produzione degli acciai ed è in grado di offrire numerosi vantaggi grazie alle sue caratteristiche di resistenza a compressione e di resistenza all'acqua e agli agenti atmosferici; essendo prodotto a partire da un legante idraulico quale il cemento.

Il calcestruzzo è in grado di lavorare insieme a dei ferrid'armatura (compatibile chimicamente e fisicamente) che migliorano le caratteristiche meccaniche del calcestruzzo, in particolare la resistenza a trazione e flessione.

È una materiale assai economico e prodotto con materie prima di facile reperibilità.

3 +1 costituendi fondamentali  Opportunamente miscela