RIASSUNTO

La contrazione per essiccamento é una delle piú importanti cause della fessurazione del calcestruzzo in assenza di carichi applicati. L’entità del ritiro igrometrico dipende da diversi fattori, alcuni dei quali dipendenti dalla composizione del calcestruzzo, altri dalle condizioni ambientali alle quali il calcestruzzo è esposto: umiditá relativa, temperatura ambiente, velocitá del vento. Anche i fattori che condizionano la dimensione e la forma della struttura o la distribuzione delle armature metalliche possono condizionare il ritiro. Inoltre, un parametro micro-strutturale determinante é la perdita d’acqua che si trova nei micropori delle intercapedini dei prodotti idratati, come il silicato di calcio idratato (C-S-H) [1, 2].

Oltre che attraverso i parametri sopra menzionati, per il controllo del ritiro sono disponibili sul mercato additivi riduttori del ritiro noti come SRA (Shrinkage Reducing Admixtures) che agiscono sulla tensione superficiale dell’acqua presente nei micro-pori del calcestruzzo e fanno diminuire il ritiro igrometrico. Si deve tener conto che, sebbene questi additivi fanno diminuire il ritiro per essiccamento, essi possono influenzare anche altre caratteristiche del calcestruzzo come la resistenza meccanica, il modulo di elasticitá, ecc.

In questo lavoro sono presentati i risultati delle ricerche su tre additivi SRA commerciali impiegati con dosaggi compresi tra 1 e 3% rispetto al peso del cemento.

1. INTRODUZIONE

La contrazione da ritiro igrometrico é un effetto indesiderabile che, quando si verifica nel calcestruzzo, provoca la fessurazione degli elementi strutturali vincolati nella loro deformazione. Questa fessurazione provoca conseguentemente una minore durabilitá della struttura riducendo la sua vita di esercizio giacché consentirà l’ingresso di agenti aggressivi presenti nell’ambiente all’interno del calcestruzzo. La diminuzione della fessurazione indotta dal ritiro igrometrico si realizza controllando l’entità della contrazione stessa. Questo controllo si puó realizzare con diversi mezzi [3]:

- granulometria degli aggregati, favorendone il diametro massimo più grosso possibile;
- acqua d’impasto, riducendone la quantità al minimo possibile con l’ausilio di additivi riduttori di acqua;
- rapporto a/c, riducendone il valore al minimo consentito;
- dosaggio di cemento, riducendone il valore per riduzione dell’acqua a pari rapporto a/c;
- impiego di additivi SRA;
- condizioni di stagionatura riducendo la essiccazione di umidità dal calcestruzzo alle brevi stagionature.

L’uso di additivi SRA per ridurre il ritiro non deve in sostanza portare a trascurare tutti gli altri parametri a disposizione per ridurre il ritiro igrometrico. Inoltre, occorre tener conto degli eventuali effetti secondari di questi additivi sulle altre prestazioni del calcestruzzo, come la resistenza meccanica ed il modulo elastico [4].
In questo articolo vengono presentati i risultati sperimentali di uno studio su tre additivi SRA commerciali impiegati ad un dosaggio di 1-2-3%.

2. PARTE SPERIMENTALE

2.1 Materiali

Sono stati utilizzati tre prodotti diversi come additivi SRA. Si è impiegato cemento portland composito del tipo CEM V/A (Tabella 1). L’aggregato grosso era di tipo granitico della Provincia di Buenos Aires, mentre la sabbia naturale ben assortita era del tipo “Orientale”. E’ stata impiegata acqua potabile della citta di La Plata.

2.2 Metodologia di lavoro

2.2.1 Calcestruzzi

Le miscele dei calcestruzzi utilizzati sono mostrati nella Tabella 2.

2.2.2 Condizioni di asciugamento per la misura del ritiro

E’ stata adottata la norma ASTM C157-93. Tre provini prismatici (7x7x30cm) per ogni impasto sono stati scasserati a 24 ore e sono stati immersi in acqua saturata di calce fino a 28 giorni. Quindi i provini vengono asciugati con un panno umido e si procede alla misura della lunghezza iniziale. Successivamente si misura la lunghezza dei provini esposti in ambiente con UR= 50 ± 4 % alla temperatura di 23 ± º C [5]. In queste condizioni si misura la variazione dimensionale fino a 56 giorni.

2.2.3. Resistenza meccanica e modulo di elasticitá

Sono stati impiegati tre provini cilindrici (15cm di diametro per 30cm di altezza) per ogni tempo di rottura a compressione e per ogni miscela di calcestruzzo. La resistenza meccanica a compressione è stata determinata a 7, 28, e 90 giorni.
Tre provini prismatici (7x7x30 cm) sono stati confezionati per ogni miscela di calcestruzzo per misurare il modulo di rottura a flessione al tempo di 28 giorni.
Inoltre è stato determinato il modulo di elasticitá (E) misurando la curva sforzo-deformazione su provini cilindrici (15 cm di diametro e 30 cm di altezza) con una macchina a velocità di deformazione controllata .

3. RISULTATI OTTENUTI
Nella Tabella 3 sono mostrati i risultati ottenuti nelle variazioni di lunghezza. Sebbene i valori siano presentati in assoluto essi indicano diminuzioni di lunghezza.
Nella Tabella 4 sono mostrati i risultati ottenuti per la resistenza meccanica a flessione ed a compressione. Nella Tabella 5 sono mostrati i risultati ottenuti per il modulo di elasticitá.

4. DISCUSSIONE DEL RISULTATI

Dai risultati di ritiro fino a 448 giorni nelle condizioni di essiccamento specificate, si possono dedurre le seguenti considerazioni. La riduzione del ritiro dovuto all’uso degli additivi SRA dosati all’1% è stata del 20% per l’additivo A e 15% per gli additivil B e C. Quando il dosaggio aumenta al 2%, la riduzione del ritiro aumenta con gli A e B, essendo (31% e 28% rispettivamente) mentre si è registrata una riduzione del ritiro minore per l’additivo C (23%). Aumentando il dosaggio al 3% le riduzioni del ritiro nei calcestruzzi con gli additivi A e B aumentano leggermente al 33 e 31% rispettivamente, mentre la riduzione del ritiro nel calcestruzzo con l’additivo C si mantiene intorno al 28%.

A 7 giorni tutti gli additivi provocano una riduzione di resistenza meccanica di circa 5, 10 e 13% rispettivamente per i dosaggi dell’1, 2, e 3%, ad eccezione dell’additivo B che con il dosaggio del 3% provoca un leggero aumento nella resistenza meccanica.

Analizzando i risultati della resistenza a compressione a 28 giorni, quando si impiega l’additivo C, questa diminuisce fino a un 16% per il dosaggio al 2% (coincide con il valore fornito dal produttore nella scheda tecnica). Nel caso dell’additivo A, la resistenza meccanica si mantiene praticamente constante al variare del dosaggio utilizzato. L’additivo B, provoca un incremento di resistenza meccanica del 10% quando si impiega al dosaggio del 2%.

A 90 giorno l’additivo C ha presenta un comportamento simile a quello registrato a 28 giorni: diminuisce la resistenza man mano che si incrementa la percentuale dell’additivo, arrivando ad una diminuizione dell’ 11% con un dosaggio del 3%. L’additivo A con questo dosaggio fa aumentare la resistenza meccanica del 6% mentre l’additivo B non provoca significative variazioni nella resistenza meccanica.

Il modulo di elasticitá nei calcestruzzi con l’additivo C si mantiene constante o diminuisce a seconda del dosaggio utilizzato. Il modulo elastico si mantiene praticamente constante con l’additivo A, mentre con l’additivo B aumenta fino al 7% quando si utilizza un dosaggio del 3%. A 90 giorni l’additivo C produce una variazione del modulo elastico simile a quella provocata sulla resistenza meccanica: diminuisce quando si aumenta il dosaggio, ma si registra una aumento del 9% quando il dosaggio è del 3%. Con gli additivi A e B il modulo elastico a 90 giorni si mantiene praticamente constante, eccetto che per i dosaggi del 3% in corrispondenza del quale si osserva una piccola disminuizione.

5. CONCLUSIONI
Dai risultati ottenuti nello studio realizzato per indagare sugli effetti dell’uso di additivi riduttori di ritiro (SRA) si possono ottenere le seguenti conclusioni:

1- Gli additivi A e B producono la riduzione massima del ritiro igrometrico quando sono impiegati al dosaggio del 2%, mentre per l’additivo C il dosaggio ottimale è del 3%.

2- L’additivo A é il primo ad entrare in azione alle brevi stagionature di severo asciugamento.

3- Alle brevi stagionature i migliori risultati si ottengono con l’additivo A, seguito dal B e quindi dal C; tuttavia alle stagionature più lunghe i tre additivi hanno un comportamento simile se dosati al l 3% con una riduzione di circa il 30% nel ritiro.

4- Per i risultati della resistenza meccanica a compressione e per il modulo di elasticitá l’additivo identificato come C manifesta un comportamento piú regolare e meno dispersivo rispetto agli additivi A e B.

5- Nel caso dell’additivo C, si verifica una diminuzione nella resistenza man mano che si incrementa il dosaggio di additivo, come descritto dal produttore nella scheda tecnica del prodotto.


6. BIBLIOGRAFIA

[1] P. K. Mehta, y P.J.M., Monteiro, Concreto. Estructura, Propiedades y Materiales, editado por IMCYC, Prentice-Hall, México, 1998, Capítulo 4.

[2] S., Mindess and J.F., Young, , Concrete, edited by Newmark, N.M. and may, W.J., Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1981, Chapter 18

[3] N., Berke, M., Dallaire, and A., Kerkar, Fifth CANMET / ACI Int. Conf. on Superplasticizers and other chemical admixtures in concrete, Rome-Italy, 1997, SP 173–48, pp 971-998.

[4] S., Vieira, H., Benini, R., Curti, 14ta Reunión Técnica, AATH y Facultad de Ingeniería de la UNCPBA, Olavarría- Argentina, 2001, tomo II pp 239-245

[5] Gettu, R. , Aguado, A. , Martín, M., IV Simposio sobre aditivos para hormigones, ANFAHM, Madrid, 1998, pp. 66-79