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Capitolo 8 DEFINIZIONE DELLE CINETICHE DI IDRATAZIONE 8.1 Generalità Le prime informazioni sulle dinamiche di idratazione dei due cementi provengono dalla misura del calore di idratazione in funzione del tempo; in questo modo si ha un'idea delle tempistiche di evoluzione del sistema e si possono individuare le zone di interesse analitico. 8.2 Risultati e commenti Il risultato di ciascuna prova è rappresentato dalla curva del flusso di calore (mW/g) in funzione del tempo. Le curve sono state riscalate in modo da eliminare gli istanti corrispondenti all'iniezione dell'acqua di impasto, nei primi minuti di idratazione hanno luogo infatti le reazioni di dissoluzione dei sali inorganici solubili, reazioni altamente esotermiche. Da questo momento in poi, il flusso di calore decresce costantemente fino ad un minimo locale (periodo di induzione). Successivamente la reazione riprende vigore (periodo di accelerazione). Dopo aver raggiunto un massimo locale, il flusso di calore decresce lentamente in un lungo periodo di tempo (periodo di diffusione controllata). Il segnale registrato è dovuto alla somma del calore di idratazione di tutte le fasi mineralogiche presenti nel cemento, anche se riceve il principale 92
contributo proviene dall'idratazione dei silicati (componente maggioritaria del sistema). In Figura 8.1 sono mostrati gli andamenti dei flussi termici per i due cementi, ricavati con misure isotermiche; sono ben riconoscibili i tre periodi termici caratteristici dell’idratazione dei cementi Portland (Par. 2.3). Flusso termico [mW/g] 15 10 5 0 Accelerazione Induzione Diffusione 0 5 10 15 20 25 t [ore] 93 CemA CemB Fig.8.1 Flusso termico dovuto all’idratazione dei due cementi La prima evidenza sperimentale, in accordo con la teoria, è il ritardo visibile nella curva relativa al CemA (in nero), dovuto al più basso tenore di alluminati di calcio. Un’ulteriore osservazione è che l’area sottesa alla curva (calore di idratazione) è maggiore per il campione CemB, il quale risulta essere quindi più reattivo e sembra raggiungere un grado di idratazione più elevato, ipotesi coerente con i valori di resistenza a compressione sviluppata dagli impasti (Tabella 6.4) È inoltre osservabile la presenza di una spalla nel picco di idratazione principale a circa 18 nore (maggiormente accentuata per il campione CemA). Come descritto precedentemente (Par.2.5), nei cementi Portland si manifesta a volte un terzo ciclo termico generato da una prematura scomparsa del gesso dalla fase acquosa. Gli intervalli di interesse analitico individuati coincidono con i tre periodi termici; in modo da poter monitorare le fasi salienti dell’idratazione.
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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TORINO
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Gabrovsêk, R., Tomaz, V., Vencesla
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