1. INTRODUZIONE

Lo scopo della ricerca oggetto di questo articolo è stato quello di far confluire nella tecnologia dell’SCC (1-5) anche altre innovazioni emerse recentemente:

- l’impiego di additivi SRA (Shrinkage-Reducing Admixure) capaci di ridurre il ritiro fino a circa il 50%;

- la combinazione con questo additivo di agente espansivo a base di ossido di calcio (CaO);

- l’impiego di additivi idrofobizzanti capaci di preservare il calcestruzzzo dalla crescita di micro-organismi (alghe, funghi, licheni,ecc.).

Nei paragrafi che seguono verranno indicate le composizioni e le prestazioni di una serie di SCC al cui vertice viene posto l’obiettivo di produrre un SCC particolarmente studiato per il settore del calcestruzzo a vista dotato di particolari pregi architettonici (6). Verranno pertanto presentati nell’ordine i risultati ottenuti sui seguenti materiali:

A) SCC con un superfluidificante per assicurare un rapporto a/c non superiore a 0.45;

B) SCC addizionato con additivo superfluidificante come al punto A) ma capace anche di liberare gradualmente molecole di additivo SRA;

C) SCC come al punto B) addizionato con agente espansivo a base di CaO;

D) SCC come al punto C) addizionato con pigmento colorato;

E) SCC come al punto D) addizionato con additivo idrofobizzante.

2. SCC DURABILE

Nella prima colonna della Tabella 1 è mostrata la composizione dell’SCC-PC caratterizzato dall’impiego del superfluidificante PC a base policarbossilica con caratteristiche di conservazione della lavorabilità per un paio di ore. Il rapporto a/c è stato fissato a 0.44 per ragioni di durabilità: infatti il valore di a/c non superiore a 0.45 rappresenta il requisito di durabilità in qualsiasi ambiente ad eccezione delle classi di esposizioni XF (cicli di gelo-disgelio) per le quali occorre aggiuntivamente prevedere un volume di almeno il 3% di aria inglobata in forma di microbolle. Il cemento impiegato è un CEM II B/L 32.5 R (con 30% di CaCO₃) dosato a 435 kg/m³. L’inerte è una ghiaia con Dmax di 16 mm per favorire la massima scorrevolezza possibile.

Nella seconda colonna della Tabella 1 è mostrata la composizione dell’SCC trattato con superfluidificante PC-SRA capace di liberare gradualmente il componente SRA per ridurre il ritiro igrometrico. Le prestazioni di questo SCC (anch’esso durabile per il basso rapporto a/c di 0.45) sono molto simili a quelle dell’ SCC trattato con superfluidificante PC ad eccezione del ritiro igrometrico in ambiente con UR del 50%. La Fig. 1 mostra che , dopo una conservazione entro cassaforma per i primi 2 giorni, si manifesta il ritiro igrometrico nei travetti non armati di entrambi entrambi gli SCC: tuttavia nell’SCC con PC-SRA il ritiro diminuisce di circa il 50% durante il primo mese e di circa il 40% alle stagionature successive rispetto all’SCC con superfluidificante PC.

3. SCC STABILE SENZA RITIRO (SFC: SHRINKAGE-FREE CONCRETE)

Nella terza colonna della Tabella 1 è mostrata la composizione dell’ SCC stabile oltre che durabile per la presenza dell’agente espansivo a base di CaO (35 kg/m³ in sostituzione del filler calcareo) oltre che del superfluidificante PC-SRA. Infatti, il rapporto a/c rimane non superiore a 0.45, ma questo SCC-PC-SRA-CaO, a differenza dei precedenti SCC mostrati nelle prime due colonne, presenta un singolare e straordinario comportamento dal punto di vista della stabilità dimensionale: non si registra alcun ritiro anche a lungo termine nonostante che per questo SCC non venga eseguita alcuna stagionatura umida subito dopo la sformatura. La Fig. 2 mostra la variazione dimensionale dei travetti armati in SCC tutti protetti con pellicola di plastica aderente durante le prime 48 ore per simulare la conservazione in cassaforma per 2 giorni, al termine dei quali i travetti sono stati esposti in un ambiente asciutto con UR del 50%. La presenza di un leggero stato di espansione nel provino di SCC-PC-SRA-CaO si tramuta in un benefico stato di compressione del calcestruzzo come si verifica - in misura maggiore - in un calcestruzzo armato precompresso. Grazie a questa particolare combinazione di superfluidificante PC-SRA con agente espansivo per compensare il ritiro si ottiene un vero e proprio calcestruzzo senza ritiro noto come SFC (Shrinkage-Free Concrete).

4. SCC DURABILE, STABILE E COLORABILE

Nella quarta colonna della Tabella 1 è mostrata la composizione dell’SCC-PC-SRA-CaO-PIGM dove PIGM sta a indicare la presenza di un pigmento colorato in azzurro a base di ossido di cobalto che, per la sua finezza, è introdotto in sostituzione di una equivalente parte (20 kg/³) del filler. Non si registrano significative variazioni nelle prestazioni rispetto all’SCC privo di pigmento e trattato con PC-SRA e CaO. Nella Fig. 3 sono mostrati alcuni provini in forma di prismi colorati tutti caratterizzati da colori brillanti ancorchè si sia impiegato un cemento grigio, e non bianco come solitamente occorre fare per i tradizionali calcestruzzi colorati. L’impiego di un cemento grigio di uso corrente semplifica la logistica dell’impianto di produzione per la quale non si richiede un apposito silo riservato solo al cemento bianco.

Nella quinta colonna della Tabella 1 è mostrata la composizione dell’SCC-PC-SRA-CaO-PIGM-IF che (rispetto al precedente SCC) presenta come ingrediente addizionale un additivo a base di alchil-alcossi-silano che conferisce un carattere idrofobizzante (IF) alla superficie del calcestruzzo. Anche in questo caso non si registrano significative variazioni prestazionali rispetto ai due calcestruzzi precedenti (SCC-PC-SRA-CaO e SCC-PC-SRA-CaO-PIGM) in termini di lavorabilità, di resistenza meccanica (Tabella 1) e di ritiro (Fig. 2). La principale caratteristica di questo SCC, rispetto al precedente SCC mostrato nella quarta colonna della Tabella 1, consiste nella capacità di questo materiale di non essere bagnato anche in caso di pioggia le cui gocce vengono respinte dal materiale reso idrorepellente (Fig.4). Questo SCC, pertanto, è capace di conservare durabilmente nel tempo l’aspetto estetico iniziale solitamente compromesso sulle superfici umide che favoriscono la crescita di micro-organismi.

Fig. 3 - Prismi di SCC variamente colorati.

Fig. 4 - Effetto della bagnatura sull'SCC con idrofobizzante gettato all'interno di una bottiglia di plastica successivamente rimossa.

5. CONCLUSIONI

Grazie ai considerevoli progressi realizzati nel settore degli additivi, è oggi possibile confezionare calcestruzzi auto-compattanti, stabili dimensionalmente anche in assenza di una stagionatura umida, durabili prestazionalmente anche in ambiente chimicamente molto aggressivi, e colorabili con pigmenti inorganici anche utilizzando un comune cemento al calcare di colore grigio. Inoltre, grazie ad un trattamento idrofobizzante - non necessario per ambienti protetti dalla pioggia - la superficie di calcestruzzo colorata non è esposta al processo di deturpazione estetica causata dalla crescita di micro-organismi come avviene tipicamenti negli ambienti umidi.

L’impiego di questo particolare SCC colorato consente di realizzare costruzioni dotate di un particolare pregio estetico per le opere architettoniche in calcestruzzo a vista di qualsiasi forma e geometria.

BIBLIOGRAFIA

(1) M.Collepardi, A. Borsoi, S.Collepardi,F.Simonelli, R Troli,”3-Self-Concrete (3SC) : la prossima sfida”, Enco Journal n. 24, 2003, pg. 15-19,

(2) M.Collepardi, J.J. Ogoumah Olagot, “Microporomeccanica applicata all’SCC”, Enco Journal n. 25, 2004, pg.1-6.

(3) A. Skarendal, “Calcestruzzo autocompattante: il presente ed il futuro” , L’ Industria Italiana del Cemento, n.792, 2003, pg.896-907.

(4) S. Assié, G Escadellas, G.Marchese, “Prestazioni nel calcestruzzo autocompattante”, In Concreto, n. 32, 2003, pg. 63-72.

(5) E. Siviero, R.Marino, V.Valente, M.Meneguzzi, “Self-Compacting Concrete:una nuova realtà nel settore delle costruzioni”, In Concreto, 2003, n.35, pg. 14-20 - n.38, pg 42-49,

(6) Alexandra Passuelo, Luiz Carlos da Silva Pinto, “Il calcestruzzo bianco da preservare nel tempo”, Enco Journal n.27, pg 11-16