LeStrade n. 1554 - gennaio/febbraio 2020

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74 Ripristini e Rinforzi Microcalcestruzzi ad alte prestazioni FOCUS SU UN’INNOVATIVA TIPOLOGIA DI BETONCINI FRUTTO DELLA R&D MAPEI, DENOMINATI MAPEGROUT BETONTETCH HPC E MAPEGROUT BETONTECH HPC10 E IMPIEGATI PER INTERVENTI DI RIPRISTINO E RINFORZO DELLE STRUTTURE E INFRASTRUTTURE IN CALCESTRUZZO CHE RICHIEDONO UN’ELEVATA DUTTILITÀ. TRA I LORO INGREDIENTI: CEMENTI AD ALTA RESISTENZA, SPECIALI LEGANTI IDRAULICI, FIBRE STRUTTURALI, ADDITIVI ESPANSIVI, ADDITIVI RIDUTTORI DI RITIRO E AGGREGATI SELEZIONATI. L e strutture e le infrastrutture in calcestruzzo, anche se correttamente progettate, possono presentare dei difetti più o meno importanti (come per esempio fessure o microfessure, nidi di ghiaia, vespai, ecc.) causati dalla non corretta posa in opera del conglomerato durante le fasi di getto. A questi difetti, il cui effetto è ulteriormente ampliato in strutture sottoposte a carichi ciclici e sollecitazioni dinamiche, può aggiungersi l’eventuale insorgenza di Gli autori SIMONE BARILE, nato nel 1991 a Canosa di Puglia (BT), consegue nel 2018 la Laurea Magistrale in Ingegneria Edile presso il Politecnico di Torino. A partire dal 2018, entra a far parte dell’Assistenza Tecnica della Linea Edilizia di Mapei SpA. Prende parte a diversi progetti di ricerca in materia edilizia, in collaborazione con Istituti Universitari Nazionali. MASSIMO SEREGNI, nato nel 1980 a Bollate (MI), consegue la Laurea in Ingegneria Civile presso l’Università di Pavia. A partire dal 2007 entra a far parte di Mapei all’interno della Divisione Grandi Progetti. Attualmente ricopre il ruolo di Regional Product Manager-Building Line per il Nord-Est Europa, supportando attivamente le consociate, i tecnici e i product manager locali. È membro del comitato tecnico scientifico del CISE del Politecnico di Milano. Gli Specialisti fenomeni di degrado legati alla presenza di agenti aggressivi come solfati, cloruri e anidride carbonica, che può provocare un precoce deterioramento degli elementi strutturali rendendo necessari interventi di ripristino e/ o rinforzo. Oggigiorno, per eseguire questo tipo di interventi è possibile impiegare malte e betoncini premiscelati con caratteristiche meccaniche e prestazionali in accordo alla Norma Europea EN 1504-3 e alle conseguenti specifiche di durabilità. Mapei, in qualità di leader mondiale nella produzione di prodotti chimici per l’edilizia, ha sviluppato a questo proposito un’innovativa tipologia di betoncini, denominati Mapegrout Betontetch HPC e Mapegrout Betontech HPC10, utilizzati per interventi di ripristino e rinforzo delle strutture e infrastrutture in calcestruzzo laddove è richiesta un’elevata duttilità. Q uesti betoncini sono composti da cementi ad alta resistenza, speciali leganti idraulici, fibre strutturali, speciali additivi espansivi, additivi riduttori di ritiro e aggregati selezionati, miscelati secondo precise formule studiate per garantire stabilità dimensionale, elevate prestazioni meccaniche e facilità di applicazione. L’utilizzo delle fibre nelle malte da ripristino L’evolversi delle tecnologie nella produzione di fibra sintetica, ha indotto Mapei a studiarne il comportamento all’interno della matrice cementizia con lo scopo di modificare le caratteristiche del conglomerato stesso. L’impiego delle fibre non strutturali, aggiunte ai sistemi cementizi (calcestruzzo, malte e betoncini) consente di evitare la formazione e la propagazione di fessure dovute al ritiro plastico. Diver- Simone Barile Massimo Seregni Mapei SpA 1. Illustrazione schematica relativa al contributo offerto dalle fibre nel contrastare l’apertura delle fessure 2. Confronto del comportamento di una malta fibrorinforzata con una malta standard 1-2/<strong>2020</strong> leStrade
75 LS 1 TAB. 1 PROPRIETÀ FISICHE DI ALCUNI TIPI DI FIBRE Fibre Diametro (µm) Lunghezza (mm) Modulo elastico (MPa) Resistenza a trazione (MPa) Carbonio 8 10 380.000 1.800 Vetro 8-10 10-50 72.000 3.500 Polivinilalcool 10 6-12 20.000 1.500 Polipropilene 500-4000 20-75 < 8.000 400 Acciaio Inox 10-330 10-60 160.000 2.100 2 samente le fibre strutturali aggiunte alla matrice cementizia hanno uno scopo differente, in quanto l’azione benefica svolta da queste ultime è quella di formare un’“armatura” tridimensionale in grado di contrastare la progressiva apertura delle fessure, rallentandone così la propagazione e “cucendo” i lembi a ridosso della lesione (si veda fig. 1). In questo caso, il fenomeno fessurativo insorge a seguito dell’innesco di sollecitazioni di trazione indotte, per esempio, dai carichi esterni agenti (i sopraccitati carichi dinamici). La presenza delle fibre, infatti, conferisce alla malta una significativa resistenza residua a trazione dopo la fessurazione, incrementando la capacità portante complessiva della struttura stessa. Le fibre strutturali possono essere di diverso tipo, per esempio di acciaio, di vetro, di polipropilene, di polivinilalcool e vengono impiegate quindi per migliorare le prestazioni meccaniche delle malte, in particolar modo la resistenza a trazione e la duttilità. In Tab. 1 sono riassunte le principali proprietà fisiche delle più comuni tipologie di fibre. La scelta del tipo di fibra da impiegare può influenzare in modo significativo la risposta meccanica della malta. Nel grafico in fig. 2, si è confrontata la risposta meccanica di una malta rinforzata con fibre polimeriche strutturali e una malta standard. È possibile evincere come una malta fibrorinforzata con fibre strutturali presenta un comportamento duttile a differenza della malta standard che presenta invece un comportamento fragile. L’aggiunta di fibre strutturali, a differenza di quelle non strutturali, consente in funzione del dosaggio e delle caratteristiche delle stesse, di modificare in maniera più o meno significativa il comportamento a rottura della malta. Le malte fibrorinforzate, rispetto alle tradizionali malte da ripristino, realizzate con fibre (tipicamente in polipropilene) impiegate in particolare per ridurre gli effetti negativi del ritiro plastico, consentono quindi di ottenere un incremento dei seguenti parametri: • duttilità; • resistenza a trazione diretta e per flessione; • resistenza all’urto. Oltre al tipo di fibre utilizzate all’interno della malta, anche la loro quantità può influenzare la risposta meccanica del materiale. Nel grafico di fig. 3, è rappresentato il legame carico-spostamento a trazione di due conglomerati cementizi fibrorinforzati aventi un diverso dosaggio di fibre. Il primo presenta un comportamento degradante, ovvero il conglomerato è in grado di sopportare un carico, inferiore a quello di picco, anche in fase post-fessurativa, mentre il secondo grafico, descrive il comportamento di un calcestruzzo fibrorinforzato con un dosaggio di fibre maggiore rispetto al precedente che gli consente di conservare una più elevata resistenza residua ed una maggiore tenacità (comportamento di tipo incrudente). Classificazione delle malte fibrorinforzate I betoncini, le malte e i calcestruzzi fibro-rinforzati possono avere tre tipologie di comportamento: • P lastico: identifica un comportamento in cui la resistenza Gli Specialisti 1-2/<strong>2020</strong>
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