“durabilitÀ del calcestruzzodurabilitÀ del … · cemento conforme alla norma uni en 197-1,,p...

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BERGAMOUNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO

FACOLTA’ DI INGEGNERIA

“DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO –DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO –DEGRADO ENDOGENO ”

Prof. Ing. Luigi Coppola

L. Coppola – Concretum –Durabilità: cause endogene

TIPI E CAUSE DI DEGRADOTIPI E CAUSE DI DEGRADOALTERAZIONE

DEGRADO DEGRADO ENDOGENOENDOGENO

NATURALE DEL MATERIALE DI CUI E’

COMPOSTA LAENDOGENOENDOGENO COMPOSTA LA STRUTTURA

ALTERAZIONI A

DEGRADO ALTERAZIONI A

SEGUITO DI AGENTI ESTERNI ALLA

ESOGENOESTERNI ALLA

STRUTTURA DELLE CARATTERISTICHE

MATERIALI DI QUESTA


CEMENTO AGGREGATICEMENTO AGGREGATI

ACQUAMATERIE PRIMEMATERIE PRIME

ADDITIVIAGGIUNTEAGGIUNTE

TIPO I AGGIUNTE GG UTIPO II



ACQUA

MATERIE PRIMEMATERIE PRIME

ADDITIVI

AGGIUNTE TIPO I

AGGIUNTE TIPO II


ACQUA E CALCESTRUZZOACQUA E CALCESTRUZZO

CONSEGUENZE ERRATA SCELTA

ACQUA E CALCESTRUZZOACQUA E CALCESTRUZZO

1 Ritardo o di accelerazione dei tempi di presa

CONSEGUENZE ERRATA SCELTA1. Ritardo o di accelerazione dei tempi di presa

e indurimento del calcestruzzo

2. Difetti di natura estetica della superficie deigettig

3 Determinare un precoce degrado3. Determinare un precoce degradodelle strutture in calcestruzzoarmatoarmato.


CLASSIFICAZIONE DEI TIPI DI ACQUACLASSIFICAZIONE DEI TIPI DI ACQUACLASSIFICAZIONE DEI TIPI DI ACQUACLASSIFICAZIONE DEI TIPI DI ACQUAIn accordo alla norma UNI 1008, si possonodistinguere i seguenti tipi di acqua:

ACQUE POTABILI;;ACQUA DI RICUPERO DEI PROCESSIDELL’INDUSTRIA DEL CALCESTRUZZO;ACQUA NATURALE DI SUPERFICIE E ACQUEREFLUE INDUSTRIALI;ACQUA MARINA O SALMASTRA;ACQUE NERE;


VALORI MASSIMI DI SOSTANZE NELLE ACQUE VALORI MASSIMI DI SOSTANZE NELLE ACQUE PER IL CALCESTRUZZOPER IL CALCESTRUZZO

SOSTANZE CONTENUTO MASSIMO AMMISSIBILE CONSEGUENZE SUL CALCESTRUZZO

CLORURI 1000 (500 mg/l per strutture in c.a.p.)

Innesco meccanismo di corrosione dei ferri.

SOLFATI 2000Formazione di gesso e di ettringite secondariacon espansione e fessurazione delcalcestruzzo.R i l li t iALCALI 1500 Reazione alcali-aggregato con espansione efessurazione del calcestruzzo.Accelerazione dei tempi di presa eindurimento con conseguente aumento dellaNITRATI 500 indurimento con conseguente aumento dellaperdita di lavorabilità durante il trasporto emessa in opera del calcestruzzo.

ZUCCHERI 100 Ritardo della cinetica di idratazione delZUCCHERI 100 Ritardo della cinetica di idratazione delcemento con conseguente allungamento deitempi di presa e indurimento che espongono ilcalcestruzzo al rischio di gelate notturne

FOSFATI 100g

quando si getta nel periodo invernale e ad unallungamento dei tempi di disarmo dellestrutture

PIOMBO 100ZINCO 100


PRESENZA DI SOSTANZE INDESIDERABILI CHE PRESENZA DI SOSTANZE INDESIDERABILI CHE ÀÀPOSSONO COMPROMETTERE LA QUALITÀ DEL POSSONO COMPROMETTERE LA QUALITÀ DEL

CONGLOMERATOCONGLOMERATO

ELEMENTO INDESIDERATO CONSEGUENZE SUL CALCESTRUZZO

INQUINANTI DI NATURA ORGANICA

• Rallentamento cinetica di idratazione;• Allungamenti sui tempi di disarmoO G C u ga e t su te p d d sa o

TENSIOATTIVI • Inglobamenti di aria;• Abbattimento prestazioni meccaniche.p• Rallentamento sviluppo di resistenze;• Diminuzione adesione interfaccia pasta-aggregato;OLI E GRASSI aggregato;• Riduzione prestazioni meccaniche.• Comparsa di macchie superficialip pantiestetiche

SOSTANZE ACIDE • Ritardi idratazione cemento;



ACQUA


ADDITIVIAGGIUNTE TIPO I

AGGIUNTE TIPO IIAGGIUNTE TIPO II


SCELTA DELL’ADDITIVOSCELTA DELL’ADDITIVOSCELTA DELL ADDITIVOSCELTA DELL ADDITIVO

Sebbene la scelta del tipo di additivo ricada sotto la stretta responsabilità delricada sotto la stretta responsabilità del produttore di calcestruzzo, tuttavia, il progettista/Direttore Lavori può fareprogettista/Direttore Lavori può fare delle richieste relative al tipo di prodotto

iù l f i t d lpiù consono al confezionamento del conglomerato. g


CONSIDERAZIONI SCELTACONSIDERAZIONI SCELTACONSIDERAZIONI SCELTACONSIDERAZIONI SCELTA

Sempre opportuno richiedere che la S p ppproduzione del calcestruzzo avvenga ricorrendo ALL’IMPIEGO DI UNricorrendo ALL IMPIEGO DI UN FLUIDIFICANTE O SUPERFLUIDIFICANTEi t t ti l i di dditi iin quanto questa tipologia di additivi consente di confezionare, a pari consistenza, calcestruzzi con un minor quantitativo di acqua e, quindi, diquantitativo di acqua e, quindi, di cemento riducendo il rischio di fessurazione nelle strutturefessurazione nelle strutture


CONSIDERAZIONI SCELTACONSIDERAZIONI SCELTA

gli ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI CON EFFETTI COLLATERALI DI RITARDOpossono essere di valido ausilio per posso o esse e d a do aus o pecalcestruzzi da utilizzarsi durante i PERIODI CALDI al fine di attenuare lePERIODI CALDI al fine di attenuare le perdite di lavorabilità durante il trasporto

ll il t di i i ie allungare il tempo di inizio presa per agevolare le operazioni di posa in opera e compattazione dei getti



Gli ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI CON CARATTERISTICHE NEUTRE OCARATTERISTICHE NEUTRE O ACCELERANTI del processo di idratazione del cemento sono convenienti da utilizzare nel PERIODO INVERNALEper accelerare lo sviluppo delle resistenze che è depresso dalle basseresistenze che è depresso dalle basse temperature, oppure nella produzione di elementi prefabbricati sia in stabilimentoelementi prefabbricati sia in stabilimento che a piè d’opera



Nel PERIODO CALDO E PER GETTI DI GRANDE ESTENSIONE si può ancheGRANDE ESTENSIONE si può anche prescrivere l’impiego congiunto di ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI EADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI E ADDITIVI RITARDANTI DI PRESA



Nel PERIODO FREDDO L’ADDITIVO SUPERFLUIDIFICANTE PUÒ ESSERESUPERFLUIDIFICANTE PUÒ ESSERE COMBINATO CON ADDITIVI ACCELERANTI DI INDURIMENTOACCELERANTI DI INDURIMENTO



Per calcestruzzi destinati aPer calcestruzzi destinati a STRUTTURE ESPOSTE IN SERVIZIO A CICLI DI GELO DISGELO che ricadonoCICLI DI GELO-DISGELO che ricadono nelle classi di esposizione XF2, XF3 ed XF4 è indispensabile prescrivere l’utilizzo di ADDITIVI AERANTI perl utilizzo di ADDITIVI AERANTI per inglobare un sufficiente volume di aria necessario per prevenire il degradonecessario per prevenire il degrado della matrice cementizia


CLASSE XF CLASSE XF DEGRADO DA CICLI DI GELO/DISGELO DEGRADO DA CICLI DI GELO/DISGELO

CLS SENZA ADDITIVO AERANTE

CLASSI XF2, XF3 e XF4

CLS CON AERANTE



Per CALCESTRUZZI AUTOCOMPATTANTIC C S U U OCOè necessario specificare l’utilizzo di ADDITIVI MODIFICATORI DI VISCOSITÀADDITIVI MODIFICATORI DI VISCOSITÀche consentono di ottenere impasti fluidi,

ll t t i t ti llma allo stesso tempo resistenti alla segregazione. L’impiego di questi additivi consente, inoltre, di produrre impasti di maggiore “robustezza” e, pertanto, dimaggiore robustezza e, pertanto, di prestazioni reologiche e meccaniche costanticostanti



Per CALCESTRUZZI DESTINATI A PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI SENZA GIUNTI DI CONTRAZIONE è necessarioGIUNTI DI CONTRAZIONE è necessario prevedere l’impiego di AGENTI ESPANSIVIESPANSIVI


CONTROLLICONTROLLI

NON È COMPITO DELNON È COMPITO DEL PROGETTISTA/PRESCRITTORE DARE

INDICAZIONI NÉ IN MERITO ALLAINDICAZIONI NÉ IN MERITO ALLA PERCENTUALE D’IMPIEGO, NÉ ALLA

DENOMINAZIONE COMMERCIALE DEL PRODOTTO.

La prescrizione sarà, quindi, relativa soltanto alla conformità alla norma UNIsoltanto alla conformità alla norma UNI EN 934-2 Prospetto 1 e al prospetto di riferimento specifico della tipologia di prodotto che si vuole si utilizzi.


p


ACQUA


ADDITIVI

AGGIUNTE TIPO I



CEMENTO: REQUISITI CEMENTO: REQUISITI FONDAMENTALIFONDAMENTALI

-MARCATURA CE

-CONFORMITA’ UNI EN 197-1FONDAMENTALIFONDAMENTALI CONFORMITA UNI EN 197 1-REPERIBILITA’

CEMENTO: REQUISITI CEMENTO: REQUISITI ADDIZIONALIADDIZIONALI

CEMENTI LH PER STRUTTURE MASSIVE

ADDIZIONALIADDIZIONALICEMENTI RESISTENTI AL SOLFATO PER STRUTTURE A CONTATTO CON

ACQUE E TERRENI SELENITOSIACQUE E TERRENI SELENITOSI

CEMENTI RESISTENTI AL CEMENTI POZZOLANICI ALLE CENERI E D’ALTOFORNO PER DILAVAMENTO PER STRUTTURE A

CONTATTO CON ACQUE AGGRESSIVE

CENERI E D’ALTOFORNO PER CALCESTRUZZI CON AGGREGATI

CONTENENTI FORME ALCALI-REATTIVI (CONFORMI A UNI 8520/2)

CEMENTO DI STESSA PARTITA E PROVENIENZA PER STRUTTURE

CEMENTI POZZOLANICI O D’ALTOFORNO PER STRUTTURE IN

CLASSE XS e XD

REATTIVI (CONFORMI A UNI 8520/2)

CEMENTI DI CLASSE 42.5 R PER CALCESTRUZZI PER

PROVENIENZA PER STRUTTURE FACCIAVISTA

CLASSE XS e XD

CEMENTO BIANCO PER


CALCESTRUZZI PER PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI

CEMENTO BIANCO PER STRUTTURE FACCIAVISTA

BIANCHE O COLORATE

LE STRUTTURE MASSIVELE STRUTTURE MASSIVEESEMPI : PLINTI DI DIMENSIONI MINIME > 1.5 m, ,

PLATEE DI FONDAZIONE MURI DI SPESSORE 80PLATEE DI FONDAZIONE, MURI DI SPESSORE > 80 cm.


DISUNIFORMITA’DISUNIFORMITA’Gli strati più superficiali del getto dissipano unamaggiore quantità di calore rispetto al nucleo dellamaggiore quantità di calore rispetto al nucleo dellastruttura proprio a causa del basso coefficiente diconducibilità termica del calcestruzzo con il risultatoconducibilità termica del calcestruzzo con il risultatoche nella sezione dell’elemento si genera un gradientetermico tra il « cuore » più caldo e la « periferia » piùtermico tra il « cuore » più caldo e la « periferia » piùfredda


VINCOLI INTERNI :FASE INIZIALEVINCOLI INTERNI :FASE INIZIALE

•Trazione negli strati esterni (fessure)•Trazione negli strati esterni (fessure)•Compressione negli strati internip g

TT

CC


VINCOLI INTERNI : FASE AVANZATAVINCOLI INTERNI : FASE AVANZATA

•Compressione negli strati esternip g•Trazione negli strati interni

CCFESSURE

T


VINCOLI ESTERNIVINCOLI ESTERNI

ANCHE IN ASSENZA DI GRADIENTI TERMICI INTERNI (COME AD ESEMPIO AVVIENE SE VENGONO(COME AD ESEMPIO AVVIENE SE VENGONO

PREDISPOSTI DEGLI STRATI DI MATERIALE ISOLANTE SULLE SUPERFICI NON CASSERATE O DIRETTAMENTESULLE SUPERFICI NON CASSERATE O DIRETTAMENTE

SUGLI STESSI CASSERI) L’INCREMENTO DI TEMPERATURA PRODOTTO DALLA REAZIONE

ESOTERMICA DI IDRATAZIONE PUÒ RISULTARE PERICOLOSA SE NELLA FASE DI RAFFREDDAMENTO

LA CONTRAZIONE DELL’INTERO ELEMENTOLA CONTRAZIONE DELL’INTERO ELEMENTO STRUTTURALE È IMPEDITA DA VINCOLI ESTERNI ALL’ELEMENTO RAPPRESENTATI DA PORZIONI DIALL ELEMENTO RAPPRESENTATI DA PORZIONI DI

STRUTTURA PRECEDENTEMENTE REALIZZATI CHE SONO IN EQUILIBRIO DAL PUNTO DI VISTA TERMICO

CON L’AMBIENTE


GIUNTO WATER STOPWATER-STOP

t =0 t =3 15 giornit 0 t =3-15 giorni

Il muro tende a riportare la propria temperatura in equilibrio con quella ambientale La contrazione dimensionale impedita dal vincolo nel muroambientale. La contrazione dimensionale impedita dal vincolo, nel muro insorge uno stato tensionale di trazione con la nascita di fessurazioni perpendicolari alla direzione di massima contrazione dell’elemento strutturale.


LE STRUTTURE DI FONDAZIONELE STRUTTURE DI FONDAZIONE

FONDAZIONI MASSIVEFONDAZIONI MASSIVE

REQUISITI AGGIUNTIVIREQUISITI AGGIUNTIVITIPO DI CEMENTO TIPO DI CEMENTO

LH (basso sviluppo di calore) in accordo al LH (basso sviluppo di calore) in accordo al punto 7 della norma UNIpunto 7 della norma UNI EN 197/1EN 197/1 20062006punto 7 della norma UNIpunto 7 della norma UNI--EN 197/1EN 197/1--2006 2006 con calore di idratazione unitario a 7 giorni con calore di idratazione unitario a 7 giorni < 270 J/g (in accordo alla UNI< 270 J/g (in accordo alla UNI--EN 196EN 196--8)8)


LE STRUTTURE DI FONDAZIONELE STRUTTURE DI FONDAZIONE

FONDAZIONI MASSIVEFONDAZIONI MASSIVE

REQUISITI AGGIUNTIVIREQUISITI AGGIUNTIVI

QUANTITA’ DI CEMENTOQUANTITA’ DI CEMENTOQUANTITA DI CEMENTO QUANTITA DI CEMENTO

Dosaggio massimo di cemento:Dosaggio massimo di cemento:Dosaggio massimo di cemento: …. Dosaggio massimo di cemento: …. Kg/mKg/m33


LE STRUTTURE DI FONDAZIONELE STRUTTURE DI FONDAZIONEFONDAZIONI MASSIVE

REQUISITI AGGIUNTIVIREQUISITI AGGIUNTIVIPROTEZIONE GETTIPROTEZIONE GETTIPROTEZIONE GETTI PROTEZIONE GETTI PROTEZIONE DELLE SUPERFICI CASSERATE E NONPROTEZIONE DELLE SUPERFICI CASSERATE E NONPROTEZIONE DELLE SUPERFICI CASSERATE E NON, PROTEZIONE DELLE SUPERFICI CASSERATE E NON, CON PANNELLI TERMOISOLANTI DI POLISTIROLO CON PANNELLI TERMOISOLANTI DI POLISTIROLO ESPANSO ESTRUSO DI SPESSORE PARI A 50 mm (OESPANSO ESTRUSO DI SPESSORE PARI A 50 mm (OESPANSO ESTRUSO DI SPESSORE PARI A 50 mm (O ESPANSO ESTRUSO DI SPESSORE PARI A 50 mm (O CON MATERASSINI DI EQUIVALENTE RESISTENZA CON MATERASSINI DI EQUIVALENTE RESISTENZA TERMICA) PER ALMENO 7 GIORNI. SULLE SUPERFICITERMICA) PER ALMENO 7 GIORNI. SULLE SUPERFICITERMICA) PER ALMENO 7 GIORNI. SULLE SUPERFICI TERMICA) PER ALMENO 7 GIORNI. SULLE SUPERFICI NON CASSERATE PRIMA DELLA PREDISPOSIZIONE DEI NON CASSERATE PRIMA DELLA PREDISPOSIZIONE DEI MATERASSINI TERMOISOLANTI COPRIRE LAMATERASSINI TERMOISOLANTI COPRIRE LAMATERASSINI TERMOISOLANTI COPRIRE LA MATERASSINI TERMOISOLANTI COPRIRE LA SUPERFICIE DEL CALCESTRUZZO FRESCO CON UN SUPERFICIE DEL CALCESTRUZZO FRESCO CON UN FOGLIO DI POLITENE.FOGLIO DI POLITENE.


STRUTTURE IDRAULICHE O STRUTTURE IDRAULICHE O INTERRATE IN AMBIENTI SOLFATICIINTERRATE IN AMBIENTI SOLFATICI

STRUTTURE A CONTATTO CON TERRENI E ACQUE SELENITOSE CHE RICADONO NELLE CLASSI DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XA (UNI EN 206) AL FINE DI PREVENIRE IL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO

CEMENTI RESISTENTI AI SOLFATI

Cemento conforme alla norma UNI EN 197-1, provvisto , pdi marcatura CE a Moderata (MRS), Alta (ARS) o Altissima (AARS) Resistenza al Solfato conforme ai ( )requisiti specificati dalla norma UNI 9156


STRUTTURE IDRAULICHE A CONTATTO STRUTTURE IDRAULICHE A CONTATTO CON ACQUE CONTENENTI ANIDRIDECON ACQUE CONTENENTI ANIDRIDECON ACQUE CONTENENTI ANIDRIDE CON ACQUE CONTENENTI ANIDRIDE

CARBINICA LIBERACARBINICA LIBERACARBINICA LIBERACARBINICA LIBERASTRUTTURE A CONTATTO CON ACQUE CONTENENTI ANIDRIDE CARBONICA LIBERA CHE RICADONOANIDRIDE CARBONICA LIBERA CHE RICADONO NELLE CLASSI DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XA(UNI EN 206) AL FINE DI PREVENIRE IL DEGRADO(UNI EN 206) AL FINE DI PREVENIRE IL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO

CEMENTI RESISTENTI AL DILAVAMENTO

Cemento conforme alla norma UNI EN 197-1, provvisto di marcatura CE a Moderata (MRD), Alta (ARD) o Altissima (AARD) Resistenza al Dilavamento conforme ai requisiti specificati dalla norma UNI 9606


STRUTTURE ESPOSTE AL RISCHIO DI STRUTTURE ESPOSTE AL RISCHIO DI CORROSIONE DA CLORUROCORROSIONE DA CLORURO

STRUTTURE MARINE E PER QUELLE SOTTOPOSTE A TRATTAMENTI CON SALI DISGELANTI A BASE DITRATTAMENTI CON SALI DISGELANTI A BASE DI

CLORURO, CHE RICADONO RISPETTIVAMENTE NELLA CLASSE DI ESPOSIZIONE XS E XD PER RALLENTARECLASSE DI ESPOSIZIONE XS E XD, PER RALLENTARE

LA PENETRAZIONE DELLA SOSTANZA DIFFONDENTE E ALLUNGARE I TEMPI DI INNESCO DEL PROCESSOALLUNGARE I TEMPI DI INNESCO DEL PROCESSO

CORROSIVO

CEMENTI POZZOLANICI (CEM IV) CEMENTI D’ALTOFORNO (CEM III)

i calcestruzzi confezionati con questi cementi hanno un coefficiente di diffusione dello ione cloruro più basso.


CALCESTRUZZI CONFEZIONATI CON CALCESTRUZZI CONFEZIONATI CON AGGREGATI CHE PRESENTANO FORMEAGGREGATI CHE PRESENTANO FORMEAGGREGATI CHE PRESENTANO FORME AGGREGATI CHE PRESENTANO FORME

ALCALIALCALI--REATTIVEREATTIVEPER IL CONFEZIONAMENTO DEL CALCESTRUZZO SI UTILIZZANO AGGREGATI CONFORMI ALLA UNI 8520/2

CHE PRESENTANO FORME ALCALI-REATTIVE ALL’ESAME PETROGRAFICO, DESTINATO ALLA

REALIZZAZIONE DI PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI CON STRATO DI USURA O A STRUTTURE A CONTATTO,

ANCHE INTERMITTENTE, CON ACQUA PER PREVENIRE ESPANSIONI DISTRUTTIVE PER REAZIONE CON GLI

ALCALICEMENTI POZZOLANICI ALLE CENERI VOLANTI (CEM IV/A-V o CEM IV/B-V) CEMENTI D’ALTOFORNO (CEM III/A o CEM III/B)


CALCESTRUZZI PER PAVIMENTAZIONI CALCESTRUZZI PER PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI CON STRATO DI USURA A INDUSTRIALI CON STRATO DI USURA A

SPOLVERO O A PASTINASPOLVERO O A PASTINASPOLVERO O A PASTINASPOLVERO O A PASTINA

NECESSITÀ DI AVERE TEMPI DI PRESA RELATIVAMENTE CORTI PER ACCELERARE LE OPERAZIONI DI

INCORPORO E FINITURA DELLO STRATO DI USURA, INDIPENDENTEMENTE DALLA STAGIONE IN CUI AVVIENE

LA REALIZZAZIONE DELL’OPERA

CEMENTI CLASSE DI RESISTENZA 42.5R


STRUTTURE FACCIAVISTASTRUTTURE FACCIAVISTASTRUTTURE FACCIAVISTASTRUTTURE FACCIAVISTA

CALCESTRUZZO VENGA PRODOTTO CON CEMENTO PROVENIENTE DALLA STESSACEMENTO PROVENIENTE DALLA STESSA

CEMENTERIA DURANTE L’INTERA FORNITURA CO G O O O GDEL CONGLOMERATO. INOLTRE, PER GETTI DI

UNO STESSO ELEMENTO STRUTTURALE, DI GRANDE ESTENSIONE, IL CALCESTRUZZO DEVE ESSERE PRODOTTO CON LA STESSA PARTITA DIESSERE PRODOTTO CON LA STESSA PARTITA DI

CEMENTO



ACQUA


ADDITIVI

AGGIUNTE TIPO I



CONTROLLI AGGREGATI RICICLATOCONTROLLI AGGREGATI RICICLATO

NELLE PRESCRIZIONI DI PROGETTO SI POTRÀ FARE

CONTROLLI AGGREGATI RICICLATOCONTROLLI AGGREGATI RICICLATO

NELLE PRESCRIZIONI DI PROGETTO SI POTRÀ FARE UTILE RIFERIMENTO ALLE NORME UNI 8520-1:2005 E UNI 8520-2:2005 AL FINE DI INDIVIDUARE I REQUISITI QCHIMICO-FISICI, AGGIUNTIVI RISPETTO A QUELLI FISSATI PER GLI AGGREGATI NATURALI, che gli , gaggregati riciclati devono rispettare, in funzione della destinazione finale del calcestruzzo e delle sue proprietà prestazionali (meccaniche, di durabilità e pericolosità ambientale, ecc.), nonché quantità percentuali massime di impiego per gli aggregati di riciclo, o classi di resistenza del calcestruzzo, ridotte rispetto a quanto previsto nella tabella sopra esposta.


PROPRIETA’ AGGREGATO/CLSPROPRIETA’ AGGREGATO/CLSPROPRIETA’ AGGREGATO PRESTAZIONI DEL CALCESTRUZZO INFLUENZATE

-DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA-FORMA PROPRIETA’ REOLOGICHE DEL-FORMA-TESSITURA-CONTENUTO DI SOSTANZE FINISSIME

PROPRIETA REOLOGICHE DEL CALCESTRUZZO FRESCO

-FORMA E TESSITURA PROPRIETA’ ELASTO MECCANICHEFORMA E TESSITURA-MASSA VOLUMICA-DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA-NATURA DELLE SOSTANZE FINISSIMEMODULO ELASTICO

PROPRIETA’ ELASTO-MECCANICHEDEL CALCESTRUZZO

INDURITO-MODULO ELASTICO INDURITO CONTENUTO DI:- SOSTANZA UMICA

ZUCCHERI

CINETICA DI IDRATAZIONE DEL CEMENTO- ZUCCHERI

- ACIDO FULVICOCEMENTO

TEMPI DI PRESA E DI INDURIMENTO CONTENUTO DI:

CLORURI- CLORURI- SOLFATI- ZOLFO TOTALE- MINERALI ALCALI REATTIVI

DURABILITA’ DELLE STRUTTUREIN CALCESTRUZZO ARMATO

- GELIVITA’CONTENUTO DI IMPUREZZEORGANICHE LEGGERE

FINITURA SUPERFICIALE ED ESTETICA DEI MANUFATTI


ESTETICA DEI MANUFATTI

PRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATEPRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATEPRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATE PRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATE NEGLI AGGREGATINEGLI AGGREGATI


LA REAZIONE ALCALILA REAZIONE ALCALI-- AGGREGATOAGGREGATO

Alcune forme di silice contenute negli aggregatiAlcune forme di silice contenute negli aggregatipossono reagire con gli alcali presenti nella matricecementizia.

Gli alcali (SODIO E POTASSIO) possono esserepresenti nel calcestruzzo per due motivi:presenti nel calcestruzzo per due motivi:

a) essi possono essere introdotti attraverso gliingredienti ed in particolare tramite il cemento;ingredienti ed in particolare tramite il cemento;

b) essi possono penetrare nel cls dall’esterno inbi ti i hi di ti i i liambienti ricchi di questi ioni quali:

- acqua di mare- sali disgelanti a base di cloruro di sodio


LA REAZIONE ALCALILA REAZIONE ALCALI-- AGGREGATOAGGREGATOLa reazione alcali-aggregato determina la formazione di unasostanza gelatinosa (silicati idrati alcalini) depositata in prossimitàsostanza gelatinosa (silicati idrati alcalini) depositata in prossimitàdi siti di nucleazione quali:– SOLUZIONI DI CONTINUITA’– SOLUZIONI DI CONTINUITA– ALL’INTERNO DELLE POROSITA’ DELL’AGGREGATO REATTIVO

ALL’INTERFACCIA PASTA AGGREGATO– ALL INTERFACCIA PASTA – AGGREGATOIn quest’ultima situazione il degrado si manifesta per distaccodella matrice cementizia all’interfaccia con l’aggregato lapideodella matrice cementizia all interfaccia con l aggregato lapideo.Il gel generato dalla reazione alcali-aggregato è di tipo espansivoin quanto ha elevata capacità di adsorbimento d’acqua. L’aumentoq p qdi volume generalmente determina la nascita di tensioni noncompatibili con la resistenza del materiale che, pertanto, sifessurafessura.


I° FASEL’ALCALINITA’ DELLA

MATRICE CEMENTIZIAL ALCALINITA DELLA MATRICE CEMENTIZIA ATTACCA LA SUPERFICIE DELL’AGGREGATO IONI OH-

AGGREGATO

FORMANDO UN GEL ALCALINO.

MATRICE CEMENTIZIA

IL GEL CREATOSI E’ IN GRADO DI ADSORBIRE

II° FASEMATRICE CEMENTIZIA

GLI ALCALI PRESENTI NELLA FASE ACQUOSA DEI PORI CAPILLARI

Na+ ; K+

III° FASEL’AUMENTO DELLA

MATRICE CEMENTIZIA

H O

H2OL AUMENTO DELLA CONCENTRAZIONE DEGLI ALCALI PROMUOVE LA MIGRAZIONE DELL’ACQUA

H2O

H O VERSO IL GEL, CAUSANDO UNA PRESSIONE OSMOTICA CHE PROVOCA LA

H2OH2O

CHE PROVOCA LA FESSURAZIONEH2O H2O


Alla fessurazione segue solitamente il distacco e l’espulsione delcalcestruzzo delle zone più esterne.

Il degrado è particolarmente pericoloso in quanto si manifestaDOPO QUALCHE MESE – QUALCHE ANNO (in funzionedella concentrazione di alcali, della percentuale di umidità e dellareattività della silice) allorquando la STRUTTURA è in SERVIZIOreattività della silice) allorquando la STRUTTURA è in SERVIZIO.

La reazione alcali-aggregato si manifesta, in forma di CLIMI CALDIO FREDDI INDISTINTAMENTE in forma di:O FREDDI INDISTINTAMENTE, in forma di:

1.FESSURAZIONI A CARTA GEOGRAFICA O A TELA DIRAGNO (non seguono andamento dei ferri e presentanoampiezze di 0.1 – 10 mm)



2. GEL DILAVABILE BIANCASTRO (non PILASTRIBIANCASTRO (non confondere con CaCO3)

FONDAZIONI TRALICCI Fessurazioni profonde 25-50 mm(ruolo fondamentale(ruolo fondamentale giocato dall’umidità

del cls))


PRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATE PRESENZA DI SOSTENZE INDESIDERATE NEGLI AGGREGATINEGLI AGGREGATI

Presenza di minerali nocivi o potenzialmente reattivi agli alcalig



3. PRODUCONO FORTI DISALLINEAMENTI (a causa del fatto che l’espansione non avviene uniformemente in t tt l i i lt )tutta la sezione coinvolta)ε = 0.1 – 0.5%

REAZIONEREAZIONE ContenutoContenuto SiOSiO22 neglinegliREAZIONE REAZIONE ALCALI ALCALI

AGGREGATOAGGREGATO

Contenuto Contenuto di alcali di alcali

nella nella U.R.

Ambiente

SiOSiO22 negli negli aggregati (fino aggregati (fino

ad un certo ad un certo

PERCHÉPERCHÉ ILIL DEGRADODEGRADO SISI MANIFESTIMANIFESTI ÈÈ NECESSARIONECESSARIO CHECHE

matricematrice limite)limite)

PERCHÉPERCHÉ ILIL DEGRADODEGRADO SISI MANIFESTIMANIFESTI ÈÈ NECESSARIONECESSARIO CHECHESUSSISTANOSUSSISTANO CONTEMPORANEAMENTECONTEMPORANEAMENTE LELE TRETRE CONDIZIONICONDIZIONISOPRAMENZIONATESOPRAMENZIONATE



ALCALI

ASRACQUA SILICE

ASRACQUA REATTIVA


QUANTITQUANTITÁÁ AGGREGATI ALCALIAGGREGATI ALCALI--REATTIVIREATTIVIQQ

L’espansione alcali-aggregato aumenta all’aumentareL espansione alcali aggregato aumenta all aumentaredel contenuto di silice reattiva fino a raggiungere unmassimo per poi diminuire.p p

ESISTE UN VALORE PESSIMALE DELESISTE UN VALORE PESSIMALE DELCONTENUTO DI SiO2 REATTIVA CHEMASSIMIZZA LA REAZIONE

Il rapporto Silice/Alcali che corrisponde alla max espansionevaria tra 3.5 e 5.5 S/A = 3.5 – 5.5 A/S ≅ 0.18 – 0.30

Questo significa che allontanandosi da questo valore pessimaledel rapporto silice/alcali la reazione dovrebbe diminuire (usobenefico della pozzolane)


benefico della pozzolane)

QUANTITQUANTITÁÁ AGGREGATI ALCALIAGGREGATI ALCALI REATTIVIREATTIVIQUANTITQUANTITÁÁ AGGREGATI ALCALIAGGREGATI ALCALI--REATTIVIREATTIVI2 5

2

2,5

1 5

2(%

)

1

1,5

pans

ione

0,5

1

Esp

0

0,5

0 10 20 30 40

SiO2 reattiva (%)


Microfotografia di un campione di aggregatoMicrofotografia di un campione di aggregatoMicrofotografia di un campione di aggregato Microfotografia di un campione di aggregato costituito da silice microcristallina. costituito da silice microcristallina.


VARIAZIONE ESPANSIONEVARIAZIONE ESPANSIONE

ε SiO2d Finezza Alcali per unità di

fi iOH-/alcaliε quando

S/A >5.5SiO2 superficie

di SiO2


Reazione alcaliReazione alcali--aggregato in unaaggregato in unaReazione alcaliReazione alcali aggregato in una aggregato in una pavimentazione in calcestruzzo pavimentazione in calcestruzzo


Espansione per reazione alcaliEspansione per reazione alcali--p pp paggregato aggregato

0,8 CE II/A-LL 42.5;

0,6

0,7

%)

Alcali: 4.2 Kg/m3

0,4

0,5

,

sion

e (%

CE II/A-LL 42.5;

0,2

0,3

Espa

ns

CE II/A-LL 42.5 (alcali: 4.2 Kg/m3 ) + Cenere volante: 50 Kg/m3

Alcali: 2 Kg/m3

0

0,1

, g

Tempo CE II/A-LL 42.5 (alcali: 4.2 Kg/m3 ) + Fumo di silice: 20 Kg/m3


PAESI MAGGIORMENTE COINVOLTIPAESI MAGGIORMENTE COINVOLTI

STATI UNITI, CANADA, AUSTRALIA, NUOVAZELANDA, SUD AFRICA, DANIMARCA, GERMANIA,INGHILTERRA, ISLANDA, SCOZIA, GALLES

I T A L I A1° segnalazione: 1981 (questo ovviamente non significache prima di questa data il fenomeno non si fossemanifestato, ma semplicemente che, per scarsaconoscenza, si attribuiva la formazione dei pop-out adimpurità o a noduli di calce (calcinaroli) anziché allaimpurità o a noduli di calce (calcinaroli) anziché allasilice reattiva.


1) SELEZIONE MECCANICARAVENNA

1) SELEZIONE MECCANICADetermina la “concentrazione”della selce lungo i fiumi della

FogliaPESARO

della selce lungo i fiumi delladorsale appenninicaMetauro

ANCONA

PESCARASalinello Una soluzione sarebbe quelladi approvvigionarsi diaggregati “sani”

PESCARATrignoSangro aggregati “sani”gBiferno

CROAZIAGARGANO

FOGGIAFOGGIA

Cervaro


STRUTTURE SOGGETTE A CICLI DI STRUTTURE SOGGETTE A CICLI DI GELO/DISGELO GELO/DISGELO

CLASSE DI EXP XF2CLASSE DI EXP XF2 XF3XF3 XF4XF4CLASSE DI EXP. XF2 CLASSE DI EXP. XF2 –– XF3 XF3 –– XF4XF4

AGGREGATI NON GELIVI

Aggregati contraddistinti da un assorbimento inferiore all’1% sono da considerarsi non gelivi e o e a % so o da co s de a s o geper via del ridotto contenuto di acqua che può

congelare al loro interno g


VALUTAZIONE GELIVITVALUTAZIONE GELIVITÁÁVALUTAZIONE GELIVITVALUTAZIONE GELIVITÁÁ

Aggregati il cui assorbimento d’acqua è superiore all’1% richiedono una valutazionesuperiore all 1% richiedono una valutazione

specifica della gelività da effettuarsi sottoponendo l’aggregato a cicli di gelo-sottoponendo l aggregato a cicli di gelo-

disgelo (prova diretta) in accordo alla norma UNI EN 1367 1 d diUNI EN 1367-1 oppure ad una prova di

immersione in una soluzione di solfato di magnesio (condotta in accordo alla UNI EN

1367-2). )


VALUTAZIONE GELIVITVALUTAZIONE GELIVITÁÁC ASSIFICAZIONEC ASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONE

Il risultato consente di classificare l’aggregato come Fx o MSygg g x ydove x ed y rappresentano la perdita di massa percentuale

massima ammessa per una determinata classe per la prova condotta rispettivamente con il metodo diretto (cicli di gelocondotta rispettivamente con il metodo diretto (cicli di gelo-disgelo) o indiretto (immersione in solfato di magnesio). La

classe di non gelività dell’aggregato può essere:g gg g p

CLASSE DI ESPOSIZIONE TIPO DI STRUTTURA

CLASSE DI NON GELIVITÀ DELL’AGGREGATO

XF1 Strutture verticali F4MS35

XF3/XF2Strutture orizzontaliin assenza di sali disgelanti estrutture verticali in presenza di

F2MS25psali disgelantiMS25

XF4 Strutture orizzontali in presenza disali disgelantiF1

MSL. Coppola – Concretum –Durabilità: cause endogene

sali disgelanti MS18

“durabilitÀ del calcestruzzodurabilitÀ del … · cemento conforme alla norma uni en 197-1,,p...

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