Scienze dei materiali

CALCESTRUZZO ARMATO

Si ottiene un’armatura di acciaio a basso tenore di carbonio all’interno del manufatto cementizio.

Si usa un acciaio dolce a basso tenore di carbonio , perché lo scopo dell’armatura è quello di aumentare la

resistenza a flessione della trave in cls. Questo tipo di acciaio ha una elevata tenacità. Se utilizzo un acciaio

con alto tenore di carbonio , potrebbe risultare fragile.

In generale uso l’acciaio perché esso ha un coefficiente di espansione termica compatibile con quella del

cemento. Se cosi non fosse, significa che a seguito delle reazioni di presa ( calore di idratazione) , cls e

acciaio si dilatano e si contraggono in modo diverso. ( in caso contrario si creerebbero delle fessure).

Lo scopo dell’armatura è quello di aumentare la resistenza a flessione e a trazione. Infatti in una trave, il

ferro va messo nella parte inferiore, dove la trave viene posta a trazione.

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L’armatura può essere di vario tipo

CLS ARMATO PRECOMPRESSO

Il cls e l’acciaio sono aderenti. In seguito a sollecitazione di trazione se si allunga il tondino di acciaio si

allunga anche il cls il cls può fessurarsi.

Per evitare questo tipo di problema si usa il cls armato precompresso: si conferisce al conglomerato una

compressione preventiva tale da contrastare la trazione determinata dal peso proprio e dai carichi.

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Nelle strutture di una certa dimensione si usa un cavo curvo in modo da avere il massimo effetto pre-

sollecitazione nelle posizioni in cui si ha il massimo momento flettente.

Il pretensionamento in cantiere richiede una macchina che mette in tensione i fili. Il getto deve essere

eseguito in modo opportuno. Molto spesso si utilizzano cavi pretensionati in fabbrica.

– tensione: prima del getto si predispone l’armatura e

Un altro modo per ottenere il cls precompresso è : post

delle guaine in cui i fili possono scorrere. Il getto viene costipato. Dopo la maturazione si mettono in

tensione i cavi e si riempiono le guaine con della malta opportuna (pura).

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CAPITOLO 10

ADDITIVI PER IL CLS

Durante il confezionamento del cls possono essere utili dei prodotti chimici chiamati additivi che solitamente

si presentano in forma acquosa e consentono di migliorare le proprietà del cls. DOSE MASSIMA 10Kg/mc.

• Per migliorare la lavorabilità di un cls vengono utilizzati additivi fluidificanti e superfluidificanti

• Per variare i tempi di presa si utilizzano additivi ritardanti o acceleranti

• Per prevenire il degrado da gelo-disgelo si utilizzano additivi aeranti

• Per prevenire la corrosione delle armature si possono utilizzare gli inibitori di corrosione

• Additivi disarmanti

INIBITORI DI CORROSIONE

Gli inibitori di corrosione sono composti organici oppure inorganici.

• Prodotti inorganici: a base di nitriti (NITRATO DI CALCIO) . contribuiscono a rafforzare il film

protettivo sulla superficie delle armature e a mantenerlo stabile in presenza di elevate concentrazioni

di cloruri.

• inorganici: a base di ammine. Si adsorbono sulla superficie dell’armature formando un film

Prodotti

protettivo.

L’applicazione di questi inibitori ha riguardato soprattutto la corrosione delle armature causata dai

cloruri (strutture in vicinanza del mare o inquinate dai Sali antigelo).

ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI

Essi modificano le prestazioni del cls in corso di esecuzioni ( viscosità) e/o quelle in esercizio ( durabilità,

resistenza meccanica, ritiro, ecc..).

Sono sostanze che esercitano un’azione disperdente ( deflocculante) sui granuli di cemento.

Questi additivi sono dei polimeri: sono molecole organiche .

Consentono di migliorare la lavorabilità a parità di rapporto a/c e a parità di cemento.

La quantità di additivi impiegata è < 2%.

I diversi granuli sono deflocculati, cioè dispersi a seguito di uno dei due meccanismi:

• L’additivo viene adsorbito sulla superficie dei granuli di cemento. Si forma una superficie sul



granulo di cemento carica negativamente allora ho repulsione elettrostatica tra granuli di cemento

rivestiti. – PRO’ GIOSUELE

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• Adsorbimento sulla superficie dei granuli di cemento delle molecole di superfluidificante che grazie

alla ingombrante presenza delle catene laterali, impedisce ai granuli di cemento di avvicinarsi e di

flocculare.

L’effetto dei deflocculanti può essere usato in tre modi diversi:

1. A pari composizione del cls ( miglioro lavorabilià)

2. Con riduzione di acqua e di a/c ( a pari cemento e lavorabilità) ( voglio avere buone

proprietà meccaniche con basso a/c)

3. Con riduzione di acqua e cemento ( a pari a/c e lavorabilità)

N B fluidificante per stessa lavorabilità riduco a/c del 5% con superfluidificante al 20-40%.

L’aggiunta di questi additivi non varia la porosità.

ADDITIVI ACCELERANTI

Gli additivi acceleranti accrescono la velocità di idratazione del cemento e in genere accelerano il processo

di indurimento .

Le miscele di cls con questi additivi vengono chiamate GUNITE.

Prodotto a base di silicato o carbonato si sodio (attenzione alla reazione alcali-aggregato).

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• Utili per getti in ambienti a bassa T : sviluppo Q in tempi più brevi

• Riducono il tempo di stagionatura

• Maggiore resistenza iniziale rapida rimozione dei casseri e pronta entrata in servizio delle

costruzioni

• Consolidamento rapido ( es. manto stradale)

Non posso usare il cloruro di calcio in caso di calcestruzzi armati il cloruri attaccano lo strato protettivo

sui ferri.

ADDITIVI RITARDANTI

Riducono la velocità di idratazione : buona lavorabilità per tempi più lunghi. Aumento del 50% del tempo di

presa.

Posso utilizzare :

• Sali inorganici ( attenzione alla reazione alcali-aggregati).

• Sostanze organiche

• Sali dei acidi

Questi additivi vengono assorbiti sulla superficie dei granuli di cemento e rallentano il contatto con

l’acqua diminuiscono il tempo di idratazione.

ADDITIVI AERANTI

Migliorano la resistenza del calcestruzzo ai cicli di gelo e disgelo.

tensioattive. Aggiunti in piccole quantità consentono la formazione e l’inglobamento

Sono delle sostanze

nella pasta cementizia di bolle d’aria per un volume variabile. d’aria.

Migliorano la lavorabilità ma riducono la resistenza meccanica del cls indurito a causa delle bolle

Consentono una maggiore lavorabilità e coesione del cls fresco.

Le bolle devono essere distribuite in modo uniforme .

ADDITIVI DISARMANTI

Vengono applicati sulla superfice del cls fresco.

Migliorano l’aspetto del cls.

Evitano che le condizioni ambientali danneggino le caratteristiche interne del manufatto.

Vengono applicate precisamente sulle casserature con cui verrà a contatto il cls fresco.

Facilitano il distacco tra casseratura e cls indurito.

Si utilizzano miscele di miscele di olii+ agenti schiumogeni ( sostanze tensioattive).

Il tensioattivo forma un film sul cassero da disarmare.



Se eccedo con l’olio posso avere degli strappi dove tarda a indurire e si formano bolle.

ADDITIVI STAGIONANTI

Il cls durante la stagionatura deve stare in ambiente umido. Questi additivi sono delle cere-resine-materiali

polimerici che formano un film sottile sulla superficie del cls evitando cosi l’evaporazione dell’acqua.

Se avessi l’evaporazione dell’acqua - formazione incompleta del CSH, pori, ecc.

Se devo fare getti a strati , applico questa pellicola, ma quando vado a gettare il secondo strato devo toglierla,

altrimenti ho uno strato di debolezza.

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CAPITOLO 11

CALCESTRUZZI SPECIALI

1. Calcestruzzi leggeri ( LWC)

2. Calcestruzzi pesanti

3. Calcestruzzi fibro-rinforzati

4. Calcestruzzi polimero-impregnati

5. Calcestruzzi RPC

6. Calcestruzzi autocompattanti

1) CALCESTRZZO LEGGERO 3

Cls con peso specifico fra 200 e 2000 Kg/m .

Ci sono calcestruzzi leggeri portanti e non.

I vantaggi sono molteplici:

• Riduzione del peso

• Possibilità di utilizzare sezioni più piccole ( preconfezionate).

• Sono isolanti ( contengono porosità controllate)

• Sono più resistenti al fuoco

• In alcuni casi la durabilità è maggiore

Ci sono tre modi per produrre questi cls:

• Utilizzo aggregati con bassa densità o aggregati porosi. Aggregati di origine naturale(argilla espansa)

o artificiale (polistirolo) .

L’argilla viene prodotta per cottura di materie prime argillose. Lo scopo è di ottenere delle sfere.

Normalmente si miscela carbonato di calcio con prodotti argillosi. Poi vengono cotti.

Superati i 700°C il carbonato di calcio si decompone in ossido di calcio e anidrite carbonica che

agisce da agente formatore di pori. Al termine del processo di ‘’clonkerizzazione’’ si ottengono sfere

porosità sono confinate all’interno della

con cuore poroso e crosta dura. Le sfere sono leggere. Le

crosta.

• Posso schiumare il cls. Sostanzialmente aggiungo all’interno del cls delle miscele di generatori di

gas ( idrossido di calcio, alluminio e acqua) reazione in cui si produce idrogeno gassoso e ossido

di alluminio. Al termine di questo schiumagio il cls è ancora soffice applico un processo di

l’idrossido di calcio reagisce con silice residua

maturazione in autoclave si ottiene il CSH cls

duro.

• Non usare sabbia si creano dei vuoti tra gli aggregati grossi. ATTENZIONE ALLA

SEGREGAZIONE E AI PORI COMUNICANTI.

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2)CALCESTRUZZI PESANTI 3

I cls pesanti hanno densità compresa tra i 3000 e 4000 kg/m .

Maggior utilizzo: protezione dalle radiazioni.

Si utilizzano aggregati pesanti: ( solfuro di bario), minerali ricchi in ferro (magnetite, limonite, ematite,ecc..).

Si possono realizzare cls super pesanti con aggregati mtallici.

Nella messa in opera si deve evitare la segregazione degli aggregatino getto ,ma iniezione di una massa

fluida in un letto di aggregati.

3) CLCESTRUZZO FIBRO RINFORZATO

Lo scopo è migliorare le prestazioni meccaniche del materiale. Miglioro la tenacità ( resistenza alle

propagazione di cricche e fessure).

Si possono addizionare fibre di vario tipo ( fibre polimeriche).

Le fibre aumentano il cammino che la cricca deve percorrere all’interno del materia