Appunti per esame Tecnologia dei materiali (cls e acciaio)

Appendice 1 - Aspetti Meccanici

• Sollecitazione = forza/superficie [Kg/mm²]
• "un materiale può resistere a qualsiasi forza se aumenta la superficie"

Resistenza di Materiali - Notizia

Ogni solido si deforma sotto una forza, opponendosi a essa → Tensione

Se tolta la forza svanisce la deformazione → Deformazione Elastica

Comportamento elastico → forza → Allungamento Elastico → Legge di Hooke

Per ogni materiale posso definire una Rigidità (ad una data sollecitazione)

ε = Δl/L_i [%]

Grafico E_p - Distanza Interatomica

Un materiale si trova nel suo stato di equilibrio nel punto in cui ha energia minore (repulsione + attrazione)

Compressione e Allungamento hanno effetti diversi sugli atomi, spostando il punto a destra o sinistra.

Ogni materiale ha un suo Grafico Caratteristico che descrive il suo comportamento.

• Compressione = schiaccio gli atomi → Forza Repulsiva
• Allungamento = aumento distanza → Forza Attrattiva

Compressione tende a formare in elementi laterale

Trazione → allungamento

• Verticale

σ = Sollecitazione = E·ε [kg/m]

Materiali molto usurati raggiungono prima la Resistenza a Rottura che il carico necessario alla deformazione.

Prove sui Materiali

• Flessione, trazione, compressione

- Curve di Sforzo - Deformazione → carico massimo, def. plastica, def. e rotture ecc.

Leganti

polvere molto fine, che con l'aggiunta di acqua ha due fasi

• Fase di presa = forma propria ma non rigidità
• Base di indurimento = aumento della resistenza nel tempo (essiccazione)

Legante aereo una volta bagnato lega con l'aria.

(viene subbiccato dall'acqua)

Legante idraulico è capace di presa e indurimento anche in acqua.

Tutti i leganti vanno cotti ad alta temperatura prima di essere utilizzati, togliendo acqua o carbonio (decarbonatazione) e li rende instabili.

Legante aereo gesso

CaSO₄ 2H₂O → 180°C CaSO₄ 0.5H₂O + 1.5H₂O

(solfato di calcio) → Toglie acqua, lo rende instabile

• Quando riagguendo acqua il legante riagguendo
• Gesso = bianco/mento, corrode metewalli metellici in presenza dur umidite.

Legante aereo calce

CaCO₃ → 900-1000°C → CaO + CO₂

(carbonato di calcio) (ossido di calcio)

Prima mi rendito di poi metimo all'esposizione all'cutie. Ottengo un materiale meno resistante di quello di patentte, ma con une forya.

CO + H₂O → Ce(OH)₂ elege → Ce(OH)₂ + CO₂ → CeCO₃

Malta aerea

Alle calce aerea agguengo sabbia, perchè durante le carbonatione si riduce di volume e mi possible rintaro e quantità.

Malta idraulica

Acqua + Pozzolana + Ce(OH)₂ → C-S-H silicato di calcio idrati.

_R2SO3

La pozzolana reagisce con l’acqua solo se che in attivitance basico (calciu).

Rendi la maita non sosubole e con resistenza maglinglyeno.

Si he un imaginare, velocità di indurimento e resistenza meccanica.

Puo indurre in acqua, non è necessari sabaii. Nma è soluble in acqua.

Criteri Accettazione Inerti

• Cloruro
• Solfato
• Sost. organiche
• Alcuni alcal. reattivi
• Gelività
• Sost. umid/argillose

Associazione Granulometrica

Ridurre al minimo le porosità.

• Vacuumiva curva granulometrica
• Percentuali di passaggio
• Dmax: dimensioni dell'ultimo setaccio che non umane molto.

Scelta Granulometrica Ottimale: Massimo contenuto vuoti interstiziali.

Formula di Fuller

P = ^{100 (d/Dmax)1/2}/_{1/2 passante}.

Fissando Dmax e assegnando a d i valori tra 0 e Dmax costituiva le curve.

In un contestizzato le precedente espressione comprende anche il cemento:

Fuller (solo inerte)

P = ^{100 (d/Dmax)1/2 - c} / _{100 - c}

Dove

• Ce = ^C/_{C + i} - 100

C = cemento rosso kg/m³

i = inerto rosso kg/m³

Esempio

Facendo considerazioni su: resistenza meccanica, lavorabilità.

Calcolo l'apparto:

• Acqua = kg/m³
• Cemento = kg/m³
• Inerto = kg/m³

Calcolata le curve ideali da Fuller

Riporto in grafico le curve ideali e le curve degli inerti disponibili.

Se collega graficamente fine e inizio di curve successive, nell'intersezione con quelle ideale trovo le percentuali di ogni inerte.

Resistenza meccanica conglomerato

• Tipo di provino (forma tempr.econ)
• Parametri di carico (tipo e velocità delle sollecitazioni)
• Dipendente da cls (rapporto a/c, contenuto acqua, porosità)
• Proprietà degli aggregati
• Proposto zona di transizione (zona fettini)

Se standardizzo le tipologie di Provino e prove riesco ad ottenere i risultati delle effettive caratteristiche del provino.

Prove: Cubico (10, 15, 20, 25, 30) cm

Prove: Cilindrica (100, 113, 150, 200, 250, 300 mm)

Prove Resistenza → R_c = f₀/0,8

fc = Rc/0,8

Prove di Compressione

Presse idrauliche, conosce forza applicata e superficie

Misura le deformazione e le forze di rottura → sollecitazione → Carico a rottura

Definizione sapro scala a 65°, dove si verifica le rotture.

Prove di Flessione

Carico → deformazione → carico a rottura.

Prove di Trazione

Cilindri incollati --- he dei limit ---

Prova Barsalona: cilindro in cls sottoposto a compressione si sommo si rompe per trazione

Le deformazioni maggiori sono da ricondurre alle poste di cemento, sulle quale le provotte he una grande importanza prestazionale.

Grafico Sforzo-Deformazione

• Estraziometrico, modo elastico secante (60% rott. mono.)
• Conglomerato ancora "bene" (in modo elastico) a basse sollecitazioni

Degrado pasta di cemento

Attacco solfatico

SO₄ → C₃A → C₃A₃ + 2H₂O + 2OH⁻

L'attività è fortemente espansiva e causa la demolizione del conglomerato.

Nelle parti danneggiate si ha anche una parziale solubilizzazione dei prodotti. Trasformano i siliciati in thaumasite.

Ettringite

Primaria - non distruttiva, uniforme, rigonfiato di prove.

Secondaria - localizzata, dilatazione differenziale, zone esterne o interne (cancro).

Cicli gelo e disgelo

• Utilizzare inerti non gelivi (inerte).
• Nella pasta di cemento considerare che il congelamento porta ad un'espansione del 9% che porta al distacco delle parti superficiali.

Le parti porosità capillari, lunghe e strette, sono le più soggette.

Additivi aeranti - introducono porosità di dimensioni opportune, penalizzando la resistenza.

Queste bolle riducono anche i pori capillari. Spacing ottimale = 100/300 µm.

Obbligatorio da normativa in alcuni casi.

Per valutare la resistenza al gelo → fd = fattore durabilità, determinato con prove.

fd = 1 - resiste a 300 cicli di gelo e disgelo.

fd = (EN/E0) • 100 (n/300) → le prove terminano comunque quando (EN/E0) = 60%

EN = volume vetroso in membrane non distruttiva con ultrasuoni.