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Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 12

Calcestruzzo fotocatalitico. Appartiene alla famiglia dei calcestruzzi speciali (ß). La fotocatalisi è il fenomeno naturale per cui una sostanza, chiamata fotocatalizzatore, attraverso l’azione della luce naturale o artificiale, attiva un forte processo ossidativo che porta alla trasformazione di sostanze organiche e inorganiche nocive nell’ambiente (NO, CO, SO2, ecc.) in composti assolutamente innocui all’ambiente (L. Cassar, “Photocatalysys of cementitious materials: lean buildings and lean air”, MRS, pp.1-4, May, 2004).

La fotocatalisi promuove una più rapida decomposizione degli agenti inquinanti evitando che essi si accumulino nell’ambiente a contatto del calcestruzzo. Per questo motivo il calcestruzzo fotocatalitico è anche conosciuto come calcestruzzo autopulente (ß). L’aggravamento del livello di inquinamento delle aree urbane ha recentemente indirizzato la ricerca verso l’impiego della capacità di abbattere le sostanze nocive presenti nell’atmosfera.

Il principio fotocatalitico è la base dei cementi e di composti fotoattivi a base di biossido di titanio (ß), TiO2, formulati e brevettati negli ultimi anni dalle grandi industrie cementifere internazionali. Viene impiegato nella produzione dei più vari prodotti cementizi, dalle pitture alle malte ai manufatti prefabbricati – con i quali vengono realizzate pavimentazioni, intonaci e ogni tipo di struttura o rivestimento orizzontale e verticale. Le strutture realizzate o rivestite con materiali contenenti il principio fotocatalitico consentono di abbattere diversi inquinanti atmosferici. Fra questi figurano le polveri sottili, gli idrocarburi aromatici policondensati, gli ossidi di azoto, l’ossido di carbonio e l’ossido di zolfo che negli ambienti urbani sono prevalentemente generati dagli scarichi delle automobili e dai fumi emessi dagli impianti di riscaldamento. Inoltre il fenomeno della fotocatalisi avviene anche in caso di pioggia, e la durabilità meccanica delle applicazioni cementizie fotocatalitiche è uguale a quella delle analoghe applicazioni con cementi standard.

Il principio attivo fotocatalitico non è soggetto a consumo, quindi non si esaurisce. D’altra parte, il costo di realizzazione di elementi strutturali in cemento fotocatalitico si differenzia pochissimo da quello delle realizzazioni col cemento classico. Infatti, dato che la porzione che interagisce con l’atmosfera è la sola superficie, il principio fotocatalitico non viene impiegato in applicazioni strutturali, ma solo laddove sia possibile mantenere spessori modesti.

In Italia la prima opportunità di porre in opera materiali cementizi fotocatalitici si è concretizzata nel 1996 con la costruzione della Chiesa Dives in Misericordia (ß) dell’architetto americano Richard Meier (ß) a Roma. Il progetto è caratterizzato da tre imponenti vele bianche, realizzate con conci prefabbricati di calcestruzzo. Una struttura di tale prestigio architettonico e significato simbolico ha imposto l’impiego di un calcestruzzo straordinario, capace non solo di prestazione meccanica e durevolezza di rilievo, ma caratterizzato anche da un colore bianco di impareggiabile brillanza e dal potere di conservare inalterato nel tempo l’aspetto estetico grazie alle proprietà autopulenti della superficie.

Calcestruzzo fresco -> vedi Classe di consistenza.

Calcestruzzo impermeabile. E’ un calcestruzzo che non lascia passare acqua. La sua definizione è piuttosto vaga se non si precisa il metodo di misura. Resiste alla penetrazione dell’acqua in pressione misurata con il metodo normalizzato da UNI EN 12390-8 -> vedi Permeabilità all’acqua.

Calcestruzzo in blocchi -> vedi Blocchi in calcestruzzo.

Calcestruzzo indurito. Calcestruzzo che ha raggiunto un livello di resistenza meccanica a compressione (ß) che consente la scasseratura (ß) delle strutture -> vedi Indurimento del cemento Portland.

Calcestruzzo industrializzato. Le Norme Tecniche per le Costruzioni (ß) dette anche NTC (ß), emanate con DM del 14 Gennaio 2008, ed entrate in vigore l’1 Luglio 2009, nel paragrafo 11.2.8 fanno riferimento alle prescrizioni relative al “calcestruzzo confezionato con processo industrializzato”, inteso come calcestruzzo “prodotto mediante impianti, strutture e tecniche organizzate sia in cantiere che in uno stabilimento esterno al cantiere stesso”. Le Linee Guida sul calcestruzzo preconfezionato (ß) redatte dal Servizio Tecnico Centrale (ß) della Presidenza del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici (ß), forniscono i criteri per l’elaborazione del Manuale di Controllo del Processo di Produzione del calcestruzzo industrializzato (ß) noto anche come Manuale dell’FPC (ß) – Factory Process Control – nel quale si riportano le attività della società produttrice di calcestruzzo preconfezionato (S. Collepardi, E. N. Croce, G. Fazio, J.J. Ogoumah Olagot, R.Troli, “Controllo del processo produttivo del calce- struzzo” Edizione Enco, 2008).

In una nota esplicativa (delibera N. 17 del 10-03-06) l’Assemblea Generale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici (LLPP), in risposta ad un quesito dell’ATECAP (Associazione Tecnico-Economica dei produttori di calce- struzzo preconfezionato) sulla definizione di calcestruzzo industrializzato secondo le NTC, precisa che nella definizione di calcestruzzo confezionato con processo industrializzato rientrano le seguenti tre tipologie di calcestruzzo:

calcestruzzo prodotto in impianti industrializzati (fissi);
calcestruzzo prodotto nell’ambito di impianti e stabilimenti industrializzati di prefabbricazione (fissi);
calcestruzzo prodotto in impianti industrializzati nei cantieri (temporanei).

I documenti che accompagnano ogni fornitura in cantiere di calcestruzzo confezionato con processo industrializzato devono indicare gli estremi della certificazione di controllo del processo di produzione -> vedi Controllo di produzione del calcestruzzo industrializzato.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 11

Mohan V. Malhotra. È nato a Simla, India, il 30 settembre 1931. È uno scienziato emerito del CANMET, Ottawa, Ontario. Il comitato dell’ASTM (←) ha onorato Malhotra per il suo notevole contributo nel settore del calcestruzzo (←) e degli inerti (←). Malhotra è Membro Onorario dell’American Concrete Institute, dell’Ordine degli Ingegneri di Ottawa, dell’Associazione Canadese Standards, e della Società del Calcestruzzo del Regno Unito; è un socio onorario dell’Istituto di Tecnologia del Calcestruzzo del Canada.

Nella sua carriera Malhotra ha lavorato sugli ingredienti del calcestruzzo, le prove non-distruttive (←), il fumo di silice (←), la cenere volante (←) e gli additivi chimici (←). Malhotra è il più famoso tra gli scienziati del settore che si è dedicato alla diffusione conoscitiva delle attività tecnologiche nell’area del calcestruzzo e degli aggregati con Conferenze organizzate in tutto il mondo. Il suo maggior attuale interesse è l’inquinamento ambientale e il calcestruzzo sostenibile (←).

Mehta, Povindar Kumar. È nato nel 1930 a Nurpur vicino alla catena montuose dell’Himalaya in India. È Professore Emerito in Ingegneria nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università della California a Berkeley. È autore di numerosi libri sul calcestruzzo (←), ed il suo Manuale scritto con il coautore P.J.M. Monteiro, intitolato Concrete: Microstructure, Properties and Materials, è stato tradotto in Cinese,Giapponese, Portoghese e Spagnolo.

Ha studiato come utilizzare la cenere di pula di riso come pozzolana artificiale (←) ed ha messo a punto insieme a Malhotra (←) il calcestruzzo ad alto tenore di cenere volante (←).

Neville, Adam Mattew. Neville è nato in Polonia nel 1923. Espletò il suo servizio militare durante la seconda guerra mondiale in Medio Oriente e in Italia nelle truppe polacche alleate di quelle britanniche.

Durante il soggiorno in Italia, in attesa della smobilitazione bellica, si iscrisse alla Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Torino dove sostenne con successo sei esami.

Ha conseguito quattro lauree in Ingegneria all’Università di Londra. Successivamente ha ricevuto sei lauree honoris causa e molti altri riconoscimenti onorari da associazioni internazionali nel settore del calcestruzzo. Diventò Preside di Ingegneria all’Università di Calgary in Canada e Rettore dell’Università di Dundee in Scozia.

La sua ricerca nel calcestruzzo (←) ha riguardato in particolare la deformazione viscosa (←), ma anche le prove di altre proprietà del calcestruzzo.

È autore di otto libri tra i quali quello che è considerato la “Bibbia del calcestruzzo” cioè Properties of Concrete la cui prima edizione risale al 1963 ed è stato tradotto in 12 lingue. Un altro libro importante (Structural Analysis) è stato scritto con Amin Ghali ed è giunto alla sesta edizione.

Zaha, Hadid. Nata in Iraq, ha studiato matematica all’American University di Beirut. Si è poi trasferita a Londra per studiare all’Architectural Association. Nel 1994 ha insegnato alla Graduate School of Design dell’Università di Harvard, occupando la cattedra che era stata di Kenzo Tange. Nel 1980 stabilisce il suo studio a Londra. Ha progettato edifici di grandissimo prestigio tra i quali il MAXXI (←), il nuovo centro per le arti contemporanee del XXI secolo di Roma, finito nel 2009. Nel 2004 Zaha Hadid è divenuta la prima donna a vincere il Premio Pritzker (←), una sorta di premio Nobel per l’Architettura.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 10

Zona di transizione. E’ l’interfaccia tra la matrice cementizia (←) e l’inerte (←) (F. Maso, “The bond between aggregate and hydrated cement paste”, Proceedings of the Seventh International Congress on the Chemistry of Cements, Vol 1, pag VII-1/3, VII-1/15, Editions Septima, Paris, 1980). Essa rappresenta il punto debole del calcestruzzo per la maggiore porosità dovuto alla risalita di acqua di bleeding (←) che rimane bloccata sotto l’aggregato come è mostrato nella Figura che segue:

Come conseguenza di questa situazione la microstruttura all’interfaccia tra aggregato e matrice cementizia comporta una zona di transizione, spessa alcune decine di μm, più porosa come è mostrato nella Figura che segue. L’eliminazione della porosità nella zona di transizione viene realizzata con l’impiego del fumo di silice (←) nel calcestruzzo DSP (←) ad alta resistenza meccanica.

La zona di transizione, che è in genere più porosa e meccanicamente più debole degli altri due componenti —aggregato lapideo e matrice cementizia— esercita un’influenza sulle proprietà del materiale composito significativamente maggiore di quella che ci si potrebbe attendere dalle sue dimensioni relativamente ridotte.

Per interpretare meglio il meccanismo dell’influenza, piuttosto complessa, esercitata dalla zona di transizione sulle proprietà meccaniche del materiale (ma anche su quelle elastiche e su quelle riguardanti la durabilità), è opportuno approfondire la descrizione di questa zona-chiave del calcestruzzo.

Già la raccolta di acqua di bleeding sotto gli aggregati grossi determina un rapporto acqua/cemento (←) più elevato (e quindi una maggiore porosità) nella zona di transizione rispetto alla matrice cementizia. La formazione dei primi germi-cristallini di calce di idrolisi (←), Ca(OH)2, e di ettringite (←), che avviene in tutta la matrice cementizia per effetto dell’idratazione del cemento (←), è seguita da un maggior accrescimento dei cristalli di questi prodotti nella zona di transizione più porosa per il maggior rapporto acqua/solido local- mente esistente.

In condizioni particolarmente favorevoli, a tempi molto lunghi, e con accurata stagionatura umida (←) per favorire l’idratazione del cemento la zona di transizione potrebbe anche diventare un po’ meno porosa della matrice cementizia con formazione di veri e propri legami chimici tra i prodotti di idratazione del cemento e la superficie dell’aggregato con formazione di carbo-alluminati a base di C-A-H (←) se quest’ultimo è di tipo calcareo, o di C-S-H (←) se l’aggregato è siliceo. Tutta- via, è difficile che questa situazione, che potenzialmente determinerebbe addirittura una maggiore resistenza meccanica della zona di transizione, possa realmente verificarsi nelle usuali stagionature all’aria dei conglomerati cementizi, cioè in assenza di un’accurata stagionatura umida.

Inoltre, un’altra caratteristica della zona di transizione, in aggiunta ad una maggiore porosità che si protrae per diversi mesi, consiste nell’innesco e nella propagazione di microfessure che danneggiano irreversibilmente il materiale. Le microfessure si possono formare nella zona di transizione per una qualsiasi causa di sollecitazione che provochi un movimento differenziale tra la matrice cementizia e l’aggregato che sono dotati di moduli elastici significativamente diversi tra loro: un gradiente termico originato dal calore di idratazione del cemento (←); un ritiro igrometrico (←) che coinvolge la matrice cementizia (←) ma non l’inerte (←); un carico applicato per un tempo più o meno lungo ancorché inferiore a quello di rottura. In tutte queste circostanze la zona di transizione (se viene a mancare una stagiona- tura umida prolungata per qualche mese, e ciò si verifica solitamente) diventa il luogo dove si accumulano le varie microfessure tra la superficie dell’aggregato e la circostante matrice cementizia.

Quando il materiale è sollecitato fino a rottura, durante la prova per la determinazione della resistenza meccanica, le microfessure già esistenti aumentano per larghezza e lunghezza, propagandosi preferibilmente nella zona di transizione e successivamente nella matrice cementizia, In genere, a partire da una sollecitazione pari a circa il 40% di quella che provoca la rottura, le deformazioni del calcestruzzo aumentano molto più rapidamente con il progressivo incremento della sollecitazione proprio per il propagarsi delle microfessure già esistenti nella zona di transizione. Ciò spiega perché il calcestruzzo mostri una deformazione plastica laddove i suoi componenti singoli (inerte e pasta di cemento) si comportano fragilmente alla rottura dopo una deformazione elastica pressoché lineare come è mostrato nella Figura che segue:

Inoltre, quando in un calcestruzzo si raggiunge una sollecitazione pari a circa il 70% di quella che provo- ca la rottura, ha inizio la fessurazione della matrice cementizia a causa della concentrazione degli sforzi intorno ai vuoti (macro-cavità, pori, difetti) esistenti nella pasta di cemento. Con sollecitazioni progressivamente maggiori, le fessure si diffondono attraverso la matrice e vanno a ricongiungersi con quelle preesistenti sviluppatesi nella zona di transizione, creando così uno stato fessurativo pressoché continuo e provocando, quindi, la rottura del materiale.

In assenza di aggregati, invece, la propagazione delle fessure nella pasta cementizia, fino allo stato fessurativo continuo e quindi alla rottura, richiede una maggiore sollecitazione. Ciò spiega perché il calcestruzzo presenta una minore resistenza meccanica rispetto non solo al- l’aggregato, ma anche alla matrice cementizia.

Infine, poiché la propagazione delle fessure richiede più forza ma anche più energia nelle sollecitazioni di compressione che in quelle di trazione, si può spiegare perché la resistenza meccanica a compressione (←) sia maggiore della resistenza meccanica a trazione (←) e perché il calcestruzzo presenti il caratteristico comportamento di un materiale fragile, anche se in realtà esso subisce, prima della rottura, una leggera deformazione plastica.

Sulla base del meccanismo sopra illustrato, ed in particolare del ruolo giocato dalla zona di transizione, si può anche spiegare l’influenza del fuoco (←) sulle proprietà elastiche e meccaniche del calcestruzzo: a causa delle tensioni termiche, infatti, le microfessure preesistenti nella zona di transizione si allargano e si estendono riducendo ulteriormente il contatto tra matrice cementizia ed aggregato e la conseguente possibilità di trasferire gli sforzi. Pertanto, dopo un incendio (←) si registra, in genere, una diminuzione di modulo elastico del calcestruzzo molto maggiore del corrispondente calo nella resistenza meccanica a compressione.

Poiché la zona di transizione gioca un ruolo molto più determinante con gli aggregati grossi, dove è più facile che si verifichino le condizioni di acqua intrappolata per effetto del bleeding interno, ne consegue che, a parità di rapporto acqua/cemento, la resistenza meccanica a compressione risulterà minore nel calcestruzzo che non nella malta (←).

La presenza di microfessure nella zona di transizione, oltre ad influenzare le proprietà meccaniche ed elastiche del calcestruzzo, condiziona anche la permeabilità all’acqua (←) e ad altri potenziali agenti aggressivi che favoriscono il degrado del calcestruzzo (←): in corrispondenza della zona di transizione, intrinsecamente più porosa e più micro-fessurata, diventa più facile l’ingresso di acqua e di aria con conseguenze negative sulla durabilità (←) del calcestruzzo e sulla protezione dalla corrosione dei ferri di armatura (←) come ha dimostrato Mehta (←) nel suo meccanismo di degrado delle strutture in calcestruzzo (←) secondo l’approccio olistico (←).

Zuccheri. Sono impurità che accompagnano il lignin-solfonato (←) provocandone un effetto di eccessivo ritardo nell’idratazione del cemento (←) nel calcestruzzo fresco (←). Da soli possono essere impiegati come materie prime per additivi ritardanti (←).

Lo zucchero sciolto in acqua può danneggiare il calcestruzzo indurito (←). → vedi Attacco di prodotti naturali.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 9

Spettroscopia a raggi infrarossi. La spettroscopia a raggi infrarossi (IR) appartiene al gruppo delle prove distruttive (←) eseguite in laboratorio su prelievi di calcestruzzo estratti dalle strutture. Essa è adatta per evidenziare il disordine cristallino (←) dei minerali presenti negli aggregati per calcestruzzo. Questa tecnica si rivela particolarmente vantaggiosa per diagnosticare la presenza di silice amorfa (←) o forme di silice mal cristallizzata che sono la causa primaria del degrado associato alla cosiddetta reazione alcali-silice (←), nota anche come ASR, dall’acronimo inglese Alkali-Silica Reaction.

Alcuni ricercatori italiani (A. Bachiorrini, “A method to test the alkali reactivity of siliceous aggregates: infrared spectroscopy. Concrete durability”, John Scanlow Editor, ACI SP 100, Vol. II, pp. 1821-1833, 1987; G. Ba- ronio, M. Berra, A. Bachiorrini, A. Delmastro, L. Montanaro and A. Negro, “Concrete Alkali-Reaction”, Noyes Publications, pg 308, USA, 1987; M. Berra, T. Mangialardi, A. E. Paolini, “Alkali-silica reactivity criteria for concrete aggregates”, Materials and Structures, 38, pp. 373-380, 2005) hanno messo a punto un metodo, basato sulla spettroscopia IR, per valutare in termini quantitativi il disordine cristallino della silice e dei silicati presenti in un aggregato, mettendolo in relazione con l’attitudine dell’aggregato stesso a provocare danni associati all’ASR. Il metodo consiste nel diluire un campione di aggregato finemente macinato (< 45 μm) in bromuro di potassio (KBr) che funge da matrice del campione da analizzare. La miscela in polvere di aggregato (1-2%) e KBr (98-99%) viene pressata e la pasticca così ottenuta, dello spessore di circa 1 mm, è esposta alle radiazioni infrarosse. Si registra con l’ausilio dello spettroscopio la trasmittanza (T in %) della radiazione trasmessa attraverso la pasticca in funzione del numero d’onda (ν in cm-1) della radiazione, nell’intervallo dei numeri d’onda di interesse per il gruppo e/o strutturale silicatici). La Figura indagato che (SiO4 segue 4= per mostra gli aggregati tipicamente silicei uno spettro IR di quarzo a confronto con quello di una silice amorfa.

Nei due spettri sono evidenti vari gruppi di picchi nell’intervallo di numeri d’onda compreso tra 400 e 1300 cm-1 circa. Nello spettro relativo alla silice amorfa, si registra un allargamento ∆ν del aumento della trasmittanza T da picco 45% νa 1 circa a 800 70%. cm-1 Come ed un riferimento viene assunto il picco in corrispondenza del numero d’onda ν3 a circa 1100 cm-1.

Secondo il metodo proposto da Bachiorrini, il coefficiente verso l’equazione: di disordine (←), Cd, può essere calcolato attraverso l’equazione:

dove T è la differenza tra le trasmittanze minime dei picchi ma di T alle e dell’altezza frequenze νdel 1 e νpicco 3, e dove ν1.

In base ai valori di Cd misurati con questo metodo su diversi aggregati e alla sperimentata alcali-reattività di questi aggregati in termini di Livello di Soglia degli Alcali (←), LSA; è stato possibile stabilire criteri diagnostici per la valutazione del potenziale rischio di reazione ASR, come mostrato nella Tabella che segue dove LSA è espresso come ossido di sodio equivalente (←), (Na2O eq):

I dati di questa Tabella indicano che se l’aggregato ha un Cd molto basso, corrispondente ad un inerte ben cristallizzato, il valore di LSA è molto elevato e ciò significa che con questo inerte si possono impiegare cementi con un alto contenuto di alcali senza correre il rischio della reazione alcali-silice.

Un alternativa alla diagnosi dell’ASR è rappresentata dall’applicazione dell’acetato di uranile (←) o di altri prodotti come in nitrito di cobalto (←) capace di provocare una variazione di colore.

Spolvero indurente. Miscela di cemento e quarzo finemente macinato applicato a spolvero (come se fosse seminato) sulla superficie ancora fresca di calcestruzzo per pavimenti industriali (←). Il quarzo può essere sostituito da un minerale più duro come il corindone per rendere più resistente all’abrasione lo strato millimetrico di spolvero indurito. Il quarzo può essere anche sostituito da limatura di ferro, trattata termicamente per rimuovere il grasso, per migliorare la resistenza all’urto della pavimentazione.

Spritz beton. Termine Tedesco per indicare il calce- struzzo proiettato (←).

SRA. Acronimo di Shrinkage-Reducing Admixture. → vedi Additivo antiritiro.

S.S.A. Acronimo di Saturo a superficie asciutta (←). Indica uno stato in cui i granuli di inerte (←) sono riempiti di acqua mentre la superficie è priva di umidità. E’ lo stato che l’inerte assume dentro il calcestruzzo fresco (←) indipendentemente della sua iniziale situazione igrometrica (asciutto o bagnato). → vedi Umidità dell’inerte.

Stacci → vedi Setacci.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 8

Ripresa di getto. Se il volume di calcestruzzo da getta- re è considerevole, si ricorre alla stesura di più strati di calcestruzzo. La ripresa di getto consiste nell’applicazione di uno strato sull’altro. In questo caso, se l’acqua di bleeding (←) del primo getto è eccessivo esiste il rischio di penalizzare il giunto adesivo in corrispondenza della ripresa di getto perché si raccoglie l’acqua tra i due strati. Per evitare questo inconveniente è necessario vibrare il calcestruzzo subito dopo l’applicazione del secondo strato in corrispondenza della ripresa di getto per fornire una più omogenea distribuzione dell’acqua.

Risalita capillare → vedi Fisica dell’acqua nel calcestruzzo: risalita capillare dell’acqua.

Ritardanti → vedi Additivi ritardanti.

Ritiro autogeno. Il ritiro autogeno (Ei-ichi Tazawa, “Il ritiro autogeno”, Enco Journal N°13, 2001) indica la con- trazione del calcestruzzo, in assenza di variazioni di umidità relativa e di temperatura, solitamente subito dopo la presa e quindi dopo il ritiro plastico. In altre parole un provino di calcestruzzo, conservato a temperatura costante e protetto con un telo isolante che ne impedisce l’asciugamento, può subire —anche in queste condizioni favorevoli alla stabilità dimensionale— un auto-essiccamento che provoca una contrazione che prende il nome di ritiro autogeno. Perché e quando il calcestruzzo può subire il ritiro autogeno?

Occorre innanzitutto precisare che solo i calcestruzzi caratterizzati da un basso rapporto a/c (←) (al di sotto di 0,40), sono esposti al rischio del ritiro autogeno, men- tre questo si manifesta in modo trascurabile (40 μm/m a 1 mese e 100 μm/m a 5 anni) nel calcestruzzo ordinario con rapporti a/c maggiori di 0,40.

Le ragioni di questo diverso comportamento risiedono nel fatto che il ritiro autogeno è provocato dall’auto-essiccamento della pasta cementizia (←) provocato, a sua volta, dalla mancanza di acqua nei pori capillari (←) della matrice cementizia (←) per il troppo basso rapporto a/c.

La protezione con un telo o anche con membrana anti-evaporante (almeno finché è ancora presente in superficie) impedisce sia il ritiro plastico che si manifesta nei pavimenti durante le prime ore, sia il ritiro igrometrico che si manifesta dopo la scasseratura delle strutture dopo 1 o più giorni. Ebbene, questa protezione dall’evaporazione dell’acqua dalla superficie della struttura non è in grado di eliminare il ritiro autogeno e le conseguenti fessurazioni (←). Occorre un’accurata e prolungata bagnatura delle superfici per impedire il ritiro autogeno. Questo aspetto del problema va tenuto in gran conto nel- la produzione delle strutture confezionate in calcestruzzo ad alte prestazioni con basso rapporto a/c (←) non superiore a 0,40 (P. C. Aïtcin, “The Art and Science of Durable High-Performance Concrete”, Industria Italiana del Cemento, Ottobre, N°791, pp 780-88, 2003).

Occorre, pertanto, bagnare accuratamente (immediatamente subito dopo la sformatura) e più a lungo possibile (almeno 3 giorni) le superfici a vista delle strutture con calcestruzzo a basso rapporto a/c (≤ 0,40) se si vuole eliminare le formazione di fessure da ritiro autogeno. Nel caso di strutture non casserate (pavimentazioni) o realizzate con calcestruzzo proiettato (←), la bagna- tura con acqua nebulizzata deve avvenire subito dopo la presa del conglomerato.

In assenza di questa procedura, sicuramente laboriosa ma molto efficace, si può impiegare un additivo SRA (←) per attenuare il rischio di fessurazioni da ritiro autogeno.

Ritiro del calcestruzzo. Letteralmente ritiro significa contrazione la quale può avvenire in tutti i materiali metallici, polimerici e ceramici per diminuzione della temperatura. Per il calcestruzzo esiste un’altra causa di ritiro che è legata alla diminuzione dell’umidità relativa (←).

Si possono distinguere tre tipi di ritiro:

ritiro plastico (←) che avviene nel calcestruzzo non ancora indurito esposto ad ambiente insaturo di vapore;
ritiro igrometrico (←) che si manifesta nel calcestruzzo indurito esposto ad ambiente insaturo di vapore;
ritiro autogeno (←) che si manifesta nel calcestruzzo indurito anche se non ancora scasserato (←) e quindi non esposto ad ambiente insaturo di vapore.

Ritiro igrometrico. Se un calcestruzzo è stagionato in ambiente con UR (←) > 95%, o comunque è protetto dal cassero o da altri mezzi che impediscono l’essiccamento, il materiale è dimensionalmente stabile a meno che non sia stato confezionato con un troppo basso rapporto
acqua/cemento (←) inferiore a 0,40, poiché in tal caso si può manifestare il cosiddetto ritiro autogeno (←). Se il calcestruzzo si trova sotto acqua tende leggermente a rigonfi are (swelling in Inglese) per l’ingresso di acqua dall’ambiente all’interno del materiale. Se il calcestruzzo si trova in ambiente con UR < 95%, tende ad essiccarsi ed a contrarsi (drying shrinkage in Inglese), e l’effetto è noto come ritiro igrometrico e riguarda il calcestruzzo indurito in tutta la sua vita di esercizio finché l’UR ambientale è minore del 95%.

Nel calcestruzzo sotto acqua, il rigonfi amento non rappresenta un pericolo di danno: perché la dilatazione (εd) è modesta (o quasi nulla se il calcestruzzo era saturo prima dell’immersione in acqua) e perché la tensione di compressione (σc=E•εd), che si instaura in caso di vincolo alla dilatazione per la presenza dei ferri o di altri contrasti, non è in grado di superare la resistenza a
compressione (Rc):

Rc>σc=E•εd

In un ambiente insaturo di vapore (UR < 95%), il calcestruzzo subisce un ritiro igrometrico che dipende anche da molti altri fattori, quali la composizione del calcestruzzo, la percentuale dei ferri di armatura, la geometria della struttura, il tempo trascorso nell’ambiente insaturo (A. M. Neville, “Properties of Concrete”, Fifth Edition, Longman Group Limited, Harlow Essex, England, 1995).

Per affrontare un problema così complesso è conveniente scindere il calcolo del ritiro igrometrico (S) in due stadi:
calcolo teorico del ritiro standard (←) indicato con S0, cioè in ambiente e condizioni standard di laboratorio;
correzione del ritiro standard (S0), mediante l’impiego di cinque coefficienti (f1, f2, f3, f4 ed f5) per calcolare il ritiro in qualsiasi condizione reale:

S=S0•f1•f2•f3•f4•f5

Il ritiro standard (S0) è quello misurato in laboratorio nelle seguenti condizioni:

UR = 50%;
temperatura = 20°C;
tempo (t) = 6 mesi;
provini di dimensione 10x10x50cm con spessore fittizio (←), indicato con hm, di 5 cm;
armatura metallica (A): assente;
inerte: calcareo con modulo elastico (←) Ei di 40 GPa.

In queste particolari condizioni il ritiro misurato a 6 mesi (F. M. Lea, “The Chemistry of Cement and Concrete”, Arnold, 1970) è funzione del rapporto a/c (←) e del rapporto inerte/cemento i/c (←). Il ritiro standard diminuisce al diminuire di a/c ed all’aumentare di i/c.
La diminuzione di a/c comporta una pasta cementizia meno porosa e meno ricca in acqua capace di evaporare. D’altra parte, l’aumento di i/c comporta una maggiore presenza di inerte (a spese della pasta cementizia) che si oppone al ritiro per il suo maggior modulo elastico: Ei > Ep che sono rispettivamente il modulo elastico dell’inerte e della pasta cementizia.

Con una composizione del calcestruzzo in kg/m3 di:

c = 300 kg/m3;
a = 180 kg/m3;
i = 1950 kg/m3;

i rapporti a/c ed i/c sono:

a/c = 180/300 = 0,60;
i/c = 1950/300 = 6,50.

Dai valori di a/c (0,60) ed i/c (6,50) si calcola per S0 un valore di 470 μm/m seguendo il percorso indicato nelle frecce nella Figura che riporta il ritiro standard in funzione di a/c sull’ascissa e di i/c sulle varie curve:

Per passare da S0 (ritiro standard di un provino) ad (S), ritiro della struttura, occorre precisare le condizioni reali nelle quali si intende valutare il ritiro igrometrico. La Tabella che segue presenta i valori dei coefficienti f1, f2, f3, f4ed f5 (dedotti sperimentalmente) per i quali occorre moltiplicare S0 per calcolare S.

Se, per esempio, si vuole calcolare il ritiro S nelle seguenti condizioni:

t = 2 anni;
UR = 70%;
hm = 20 cm (pilastro di sezione 40×40 cm);
A = 1% (area occupata dalla sezione dei ferri rispetto alla sezione totale);
inerte = basalto (Ei = 95 GPa)

i coefficienti correttivi (fi) diventano:

f1 = 1,15;
f2 = 0,70;
f3 = 0,65;
f4 = 0,85;
f5 = 0,60.

Con questi valori dei coefficienti correttivi fi, ed un ritiro standard di 470 μm/m desunto dalla Figura sopra riportata, il ritiro S calcolato per la struttura in C.A. (←) diventa: S = 470 • 1,15 • 0,70 • 0,65 • 0,85 • 0,60 = 125 μm/m Come si può vedere, i valori di fi mostrati nella Tabella possono far aumentare o mitigare il ritiro S rispetto a quello standard S0. In particolare, fanno aumentare il ritiro S: una minore UR; un tempo di esposizione più lungo in un ambiente insaturo; uno spessore fittizio più piccolo; una percentuale di armatura minore; ed un modulo elastico dell’inerte più basso. Ovviamente il ritiro è mitigato se i parametri sopra menzionati sono variati in senso opposto. Il ritiro è comunque nullo in strutture esposte in ambiente permanentemente saturo di vapore (UR > 95%) o immerse sotto acqua. Da un punto di vista pratico il ritiro diminuisce se:

si aumenta il diametro massimo dell’aggregato (←) a pari lavorabilità (←) ed a pari Rck (←), e quindi a pari a/c (←) si riduce l’acqua di impasto (←), a, secondo la regola di Lyse (←); inoltre, a pari a/c si riduce anche c: aumenta quindi il volume di inerte Vi in accordo al mix design (←) e pertanto aumenta i/c con riduzione di S0;
si passa da un inerte frantumato ad uno alluvionale con riduzione dell’acqua di impasto, secondo la regola di Lyse, e quindi si riduce a e quindi di c a pari slump ed Rck;
si impiega un additivo superfluidifi cante (←) come riduttore di acqua a pari slump ed Rck;
si aumenta il modulo elastico dell’inerte e quindi la capacità di contrastare il ritiro igrometrico della matrice cementizia.

Il ritiro può essere, entro certi limiti, ridotto a valori che non provocano gravi inconvenienti (S ≤ 500 μm/m); tuttavia, occorre sempre far presente che nelle strutture vincolate il ritiro non può manifestarsi liberamente, come con i provini di laboratorio, e pertanto insorgono delle tensioni di trazione (σt) che possono provocare fessurazioni (←) delle strutture se la tensione σt supera la resistenza a trazione (Rt) del calcestruzzo. Per tra- mutare il ritiro S in tensione σt occorre tener conto del modulo elastico del calcestruzzo (E):

σt = E• S

Tuttavia, in presenza del rilassamento provocato dai fenomeni viscosi (εct) la tensione di trazione (σt) può essere mitigata (M. A. Chiorino, “A Rational Approach to the Analysis of Creep Structural Effects”, Shrinkage and Creep of Concrete, Editors J. Gardner and J. Weiss, ACI SP-227, pp 107-141, 2005) e la fessurazione può essere ritardata o scomparire:

σt=E • (S – εct)

Ritiro plastico. Il ritiro plastico è la contrazione che subisce il calcestruzzo quando si trova ancora nella fase plastica del getto per l’evaporazione dell’acqua dalla superficie del calcestruzzo verso un ambiente insaturo di vapore con UR (←) < 95%. Nelle strutture casserate, solitamente sformate a 1 giorno, il ritiro plastico non può ovviamente avvenire. Nei pavimenti, e nei calcestruzzi proiettati su muri o volte di gallerie, l’evaporazione dell’acqua può avvenire con una velocità tanto maggio- re, quanto più bassa è l’UR dell’ambiente, quanto maggiore è la temperatura del calcestruzzo, quanto maggiore è la velocità del vento.

Se le condizioni ambientali sono tali da far evaporare l’acqua ad una velocità superiore a 1 kg/(m2•ora) esiste un rischio di fessurazione (←) indotto dal ritiro plastico (εp). Infatti, il ritiro εp si tramuta in una tensione di trazione σt a causa del ritiro impedito della parte epidermica, coinvolta nell’essiccamento e quindi potenzialmente nel ritiro rispetto alla parte di calcestruzzo sub- corticale che rimane protetta dall’essiccamento e quindi non esposta al ritiro. In realtà la tensione σt è modesta per il basso valore del modulo elastico del calcestruzzo in fase plastica (Ep):

σt = Ep • εp

D’altra parte anche una tensione σt modesta è in grado di far fessurare il calcestruzzo in superficie sotto forma di cavillature se la resistenza a trazione Rt (←) è molto bassa come usualmente avviene nelle prime ore dal getto:

σt > Rt

Per evidenziare le fessure da ritiro plastico in un calcestruzzo appena indurito si può bagnare la superficie con acqua ed osservare la presenza di sottili cavillature che appaiono più scure per aver assorbito più acqua rispetto alla superficie di calcestruzzo che si asciuga più rapidamente ed appare più chiara.

Per evitare le fessure da ritiro plastico in un pavimento come quelle mostrate in Figura sono possibili due strategie:

evitare che in condizioni climatiche avverse (sole, vento, clima asciutto) la velocità di evaporazione dell’acqua superi il valore critico di 1 kg/(m2•ora) mediante applicazione di una membrana anti-evaporante (←) o di acqua nebulizzata sulla superficie appena finita: in sostanza occorre ridurre il ritiro plastico (εp), e quindi anche σt in modo da invertire il segno di disuguaglianza diminuendo σt:

σt < Rt

rinforzare la matrice cementizia ed aumentare Rt mediante aggiunta di fi bre polimeriche (σt) molto sottili a base di polipropilene, poliacrilonitrile, ecc.) in misura di 1-2 kg/m3: in sostanza occorre aumentare Rt.

L’eliminazione delle microfessure da ritiro plastico è di fondamentale importanza per evitare, attraverso l’infiltrazione di acqua piovana, un degrado precoce della pavimentazione con corrosione della rete metallica elettrosaldata.

Ritiro standard. Ritiro misurato per 6 mesi su provini prismatici (10x10x50 cm) di calcestruzzo non armati in condizioni standard di laboratorio con UR (←) = 50% e temperatura di 20°C .

Rivestimento elastico del calcestruzzo. Si ottiene per miscelazione di due componenti: cemento e sabbia fine da una parte e sospensione acquosa di un polimero acrilico dall’altra. Il prodotto dell’indurimento del ce- mento è reso flessibile ed elastico per la presenza del polimero acrilico. → vedi Restauro delle strutture in calcestruzzo degradato (paragrafo 2.4 Rivesti- mento elastico).

Rivestimento flessibile del calcestruzzo → vedi Rivestimento elastico del calcestruzzo.

Rixom, M. Roger. Coautore con Noel P. Mailvaganam (←) del libro sugli additivi intitolato “Chemical Admixtures for Concrete”, E&FN Spon, 1999.

Rocce clastiche. Da un punto di vista geologico sono rocce sedimentarie dette clastiche che significa spezzate, rotte, dal greco κλαστός (klastos) che significa sminuzzato. Derivano da sedimenti che a loro volta derivano principalmente dall’accumulo di frammenti litici di altre rocce alterate trasportati in genere da agenti esogeni diversi (corsi fluviali, correnti marine, venti, ecc.).

Le rocce clastiche costituiscono uno dei tre componenti principali che formano le pozzolane naturali (←).

Rocce coerenti alterate. Sono materiali tufacei che appartengono alla famiglia delle rocce piroclastiche (←). Le pozzolane vulcaniche sono spesso soggette alla cementazione di particelle sciolte. Questa modifica può causare i cosiddetti processi di zeolitizzazione (←) o argillificazione (←) grazie ai quali il vetro della pozzolana si trasforma in minerali zeolitici o minerali argillosi. La zeolitizzazione migliora le proprietà pozzolaniche mentre l’argillificazione le riduce. Il tufo giallo napoletano (←) ed il tufo delle Gran Canarie (←) sono dei tipici esempi di tufi pozzolanici. Essi appartengono ai tipi alcali-trachitici come il tufo del Reno mentre quelle provenienti dalle regioni vulcaniche laziali sono di tipo leucitico.

Chimicamente queste rocce sono molto simili alle rocce piroclastiche (←): il contenuto di silice è 50-70% e quello di silice + allumina è 70-80 %. La perdita al fuoco è generalmente alta (5-15 %).

Rocce ibride → vedi Materiali di origine mista.

Rocce incoerenti. Le rocce incoerenti, che appartengono alla categoria delle rocce piroclastiche (←), includono le pozzolane italiane della Campania e del Lazio, la cosiddetta Terra di Santorini (←), largamente usate sin dall’antichità dai Veneziani per le costruzioni di opere in malta idraulica (←) resistente all’azione dell’acqua marina. In Europa appartengono a questa categoria di pozzolana vulcanica alcune pozzolane in Francia quale il volvic (←), e il cosiddetto trass renano (←) in Germania ricco in vetro con tracce di quarzo e sanidino. Tipi di roccia incoerente di origine vulcanica sono presenti anche USA, India, e Giappone molto ricchi di materiale vetroso amorfo. Da un punto di vista chimico queste pozzolane sono costituite prevalentemente da silice (SiO2) ed allumina (Al2O3). Da un punto di vista mineralogico le pozzolane napoletane contengono pomici vetrose che includono il sanidino con tracce di plagioclasio e pirosseno. In quelle laziali è presente l’augite insieme a tracce di mica, olivina, zeolite (←), fluorite e minerali dovuti al processo di argillificazione (←).

Rocce piroclastiche. Le rocce piroclastiche, di origine vulcanica, provengono dalle eruzioni vulcaniche esplosive che proiettano minuscole particelle di magma fuso nell’atmosfera. → vedi Pozzolana naturale.

Durante l’eruzione si verifica una brusca diminuzione della pressione che provoca il rilascio dei gas inizialmente contenuti nel magma. Pertanto ogni granulo di pozzolana presenta una microstruttura porosa formate da bolle e canalicoli che favorisce la sua reattività con l’idrossido di calcio. Inoltre, il brusco raffreddamento del magma fuso provoca la formazione di un materiale vetroso amorfo cioè privo di qualsiasi ordine nella distribuzione degli atomi che formano la pozzolana e questo aspetto favorisce ulteriormente la reattività della pozzolana vulcanica con la calce. → vedi Pozzolana nel calcestruzzo antico.

Rollercrete. Calcestruzzo molto asciutto che viene messo in opera con rulli vibranti. La sua lavorabilità è misurata con il metodo Vebè (←) → vedi Calcestruzzo rullato e compattato.

Rotondità degli inerti. E’ una caratteristica degli inerti con spigoli usurati che riducono l’attrito con la pasta di cemento (←) e favoriscono la lavorabilità (←) del calcestruzzo fresco (←). Per una misura quantitativa → vedi Angolarità degli inerti.

Rottura alla brasiliana. Metodo inventato dal brasiliano Carneiro (←) per la determinazione della resistenza a trazione indiretta schiacciando un provino cilindrico adagiato tra due presse. → vedi Sollecitazione.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 7

Gel tobermoritico. Così veniva chiamato l’idrosilicato di calcio C-S-H (←) per la sua somiglianza con il minerale naturale tobermorite le cui strutture nanometriche sono mostrate nella Figura che segue:

Geocemento → vedi Geopolimero.

Geopolimero. E’ un termine coniato da Joseph Davi- dovits (←) negli anni 1970 per indicare una tipologia di materiali inorganici a base di alluminosilicati ottenuti per sintesi da minerali naturali allumino-silicatici, tipo argilla caolinitica, trasformata termicamente a bassa temperatura in metacaolino ed attivato con idrossido di sodio. Secondo Davidovits, le Piramidi Egiziane (←) furono costruite con un processo di geopolimerizzazione così schematizzabile:

Argilla + calce + natron + acqua → idro-sodalite caolinitica idrata

Si2O5•Al2(OH)4 + Ca(OH)2 + Na2CO3 + (n-3)H20 → Na2O•2SiO2•Al2O3•nH2O

Oggi i geopolimeri possono essere prodotti con allumino-silicati provenienti da scorie industriali come la cenere volante (←), la loppa d’altoforno (←), la ce- nere di pula di riso (←) o la pozzolana naturale (←) direttamente trattate con soluzioni alcaline di NaOH che attivano l’idratazione di questi materiali consentendo di raggiungere livelli di resistenza meccanica paragonabili a quelli ottenibili con il calcestruzzo ordinario a base di cemento Portland (←), rispetto al quale i geopolimeri presentano il vantaggio di essere prodotti con un consumo energico ed una emissione di CO2 inesistenti. Tutti questi aspetti concorrono a definire il geopolimero come un materiale idoneo ad un progresso con uno sviluppo sostenibile (←).

Da un punto di vista strutturale i geopolimeri sono molto simili alla zeolite (←) ma si presentano in uno stato amorfo (←) in quanto non dotati di una struttura di un solido cristallino (←).

Gesso aggressivo chimico → vedi Ettringite.

Gesso bi-idrato. Chimicamente è CaSO4•2H2O. In questa forma appare come prodotto finale nell’utilizzazione del gesso legante (←). Esso è anche utilizzato come gesso regolatore della presa (←) per formare l’ettringite primaria (←) in fase plastica del calcestruzzo fresco (←). Il gesso bi-idrato che si trova nell’ambiente, soprattutto nei terreni, può comportarsi da gesso aggressivo chimico (←) con formazione di ettringite secondaria (←): in questo caso la prevenzione del degrado avviene se si adottano gli accorgimenti proposti per le strutture in calcestruzzo che si trovano nella classe di esposizione XA (←) che prevedono anche l’impiego di cementi resistenti ai solfati (←).

Gesso legante. Esistono tre forme chimiche di gesso tutte a base di solfato di calcio (CaSO4). In natura è largamente disponibile la pietra di gesso che si presenta come un solfato di calcio noto come gesso bi-idrato (←), CaSO4•2H2O, che non ha caratteristiche leganti. Per cottura del gesso bi-idrato a 100-150°C si formano gesso semi-idrato (CaSO4•0.5 H2O) e/o anidrite (CaSO4) con sviluppo di vapore acqueo (H2O) che viene rimosso in alto (↑) insieme ai fumi della combustione:

CaSO4•2H2O → CaSO4•0.5H2O + 1.5 H20 (↑) CaSO4•2H2O → CaSO4 + 2 H20 (↑)

Sia la polvere di gesso semi-idrato che quella di anidrite, mescolata con acqua e sabbia, forma una malta plastica modellabile che progressivamente indurisce riformando il gesso bi-idrato:

CaSO4 • 0.5H2O + 1.5 H20 → CaSO4 • 2H2O CaSO4 + 2 H20 → CaSO4 • 2H2O

In sostanza si parte dal gesso bi-idrato come materia prima e si chiude il ciclo con la riformazione di gesso bi-idrato al termine dell’indurimento.

In teoria, l’acqua stechiometrica, cioè quella chimicamente necessaria a convertire tutto il legante in gesso bi-idrato è pari a 18,7% o 25,4% a seconda che si debba far avvenire la completa trasformazione chimica in gesso bi-idrato rispettivamente del semi-idrato o dell’anidrite. In pratica, però, l’acqua impiegata per ottenere una malta plastica lavorabile può variare dal 30 al 100% rispetto al peso del legante e quindi è molto maggiore di quella necessaria chimicamente alla conversione di tutto il legante in gesso bi-idrato.

In teoria, il gesso si comporta come un legante idraulico (←) in quanto per indurire non richiede la presenza di aria ma solo di acqua; in altre parole una miscela di gesso legante ed acqua tenuta al riparo dell’aria è in grado di indurire grazie alle reazioni sopra illustrate.

mento contiene noduli di calce cotta a morte (←) che espande pericolosamente se uno dei noduli si trova sulla superficie. → vedi Bottaccioli.

Piramidi Egiziane. Davidovits (←) parte dalla convinzione che gli antichi Egiziani non possedessero strumenti e tecnologie per ritagliare blocchi di calcare, pesanti da 2 a 15 tonnellate, di sollevarli e di accostarli con un giunto regolare e preciso uno accanto all’altro per la costruzione delle Piramidi. Egli sostiene, invece, che le Piramidi furono costruite con una tecnologia molto simile a quella di un calcestruzzo (←): veniva utilizzato un impasto fluido, trasportato agevolmente entro piccoli contenitori, gettato in una cassaforma (←) predisposta in forma di un cubo vuoto per formare grossi blocchi di forma geometricamente regolare, e lasciato indurire come un materiale cementizio prima di rimuovere le cassaforma per gettare altri blocchi adiacenti.

Secondo questa affascinante teoria (J. Davidovits, “Margie Morris The Pyramids: An Enigma Solve”, New York, Dorset Press, 1988) un calcare poroso con un alto tenore di argilla caolinitica era disponibile in prossimità del luogo di costruzione delle Piramidi; il calcare veniva mescolato con l’acqua del Nilo in grosse piscine fino ad ottenere una pasta molto fluida; a questa si aggiungeva calce (←), CaO, residuo della combustione di materiale organico (legno, vegetali, ecc), che in acqua si trasformava in calce idrata (←), Ca(OH)2 e il minerale naturale natron (←), carbonato di sodio, Na2CO3, largamente disponibile ed impiegato nella tecnica della mummificazione delle salme. Ancorché gli Egiziani ignorassero il meccanismo chimico di solidificazione di questa miscela fluida —come del resto i Romani ignoravano il meccanismo di azione chimica della pozzolana naturale (←) nei confronti della calce (←) nel calcestruzzo antico (←)— essi inventarono empiricamente un modo di produrre un materiale fluido-plastico, capace di essere colato entro casseri e trasformato in blocchi formati da una pietra dura artificiale alla quale Davidovits dette il nome di geopolimero (←) perché formato dalla ripetizione di tante unità a base di gruppi minerali inorganici Na-(—Si—O— Al- O-Si—O- ).

Con questo materiale è possibile costruire anche oggi manufatti stabili e duraturi per le costruzioni impiegando un collante cementizio che non richiede il consumo energetico e che non emette l’anidride carbonica previsti nella produzione del clinker (←) di cemento Portland (←).Un geopolimero a base di cenere volante (←), loppa (←), calce (←) e idrossido di sodio, NaOH, è stato impiegato per la inertizzazione dei rifiuti chimici e nucleari (←) (M. Collepardi, G. Grossi, M. Pellizon Birelli, G. Ventura, “Influence of D-Sorbitol on the Properties of Binders to Immobilize Acid Nuclear Wastes”, Proceedings of 8th International Conference on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, Sorrento, Italy, 29 October – 1 November, pp. 525-531, 2006).

Pirite. Minerale a base si solfuro di ferro (FeS2) che vie- ne ossidato per produrre acido solforico. Il residuo del processo di ossidazione della pirite è nota come cenere di pirite (←) ed è impiegata nella produzione del clinker di cemento Portland (←) come fonte di ossido ferrico, Fe2O3.

Piroclastica. Una roccia è detta piroclastica se proviene da prodotti esplosivi ed effusivi (piroclasti) di un’eruzione vulcanica. Un esempio di roccia piroclastica è il tufo (←) che ha subito un processo di pietrificazione. → vedi Rocce piroclastiche.

Pistola di Windsor. La pistola di Windsor è uno strumento per eseguire una delle prove semi-distruttive (←), nella quale la resistenza meccanica a compressione (←) del calcestruzzo indurito (←) è stimata indirettamente dalla profondità di infissione di sonde in forma di chiodi sparati dalla pistola e dalla conoscenza della durezza dell’inerte (←) nella scala di Mhos. Lo strumento si compone di un propulsore che infigge i chiodi in acciaio dentro il calcestruzzo. Il risultato della prova consiste nella lettura della parte del chiodo che rimane non infisso nel calcestruzzo.

Pitting. Vaiolature incisive delle armature metalliche corrose dall’attacco dei cloruri (←). → vedi Diagramma di Pedeferri.

Pitting corrosion. Vedi il diagramma di Pedeferri (←) per la prevenzione catodica (←) e la protezione catodica (←).

Plagioclasio. Minerale presente nelle rocce incoerenti della pozzolana naturale (←) di origine vulcanica.

Plastico → vedi Reologia degli impasti cementizi freschi.

Plerosfere. Sono particelle sferiche, simili alle cenosfere (←), di cenere volanti vuote. → vedi Cenere volante.

Plinio il Vecchio. Autore di Naturalis historia (Storia naturale) che è un trattato naturalistico in forma enciclopedica scritto tra il 23 ed il 79. Descrive anche le tecniche costruttive delle costruzioni Romane. → vedi Calcestruzzo antico.

PMS. Acronimo dell’additivo super-fluidificante poli-melammin-solfonato. → vedi Meccanismo di fluidificazione.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 6

Restauro delle strutture in calcestruzzo degradato. Sulla base degli elementi emersi nella diagnosi del degrado delle strutture in calcestruzzo (←) è opportuno scegliere il materiale più idoneo per il restauro che sia in grado di resistere a quelle sollecitazioni di carattere chimico, fisico o meccanico alle quali il calcestruzzo originale non è stato in grado di resistere (M. Collepardi, S. Collepardi, J.J. Ogoumah Olagot, F. Simonelli e R. Troli, “Diagnosi del degrado e restauro delle strutture in C.A.”, Seconda Ediz. Tintoretto, Villorba,TV, 2010). Una prima distinzione tra i materiali da impiegare nel restauro può essere fatta tra: 1. prodotti a base di cemento (←); 2. materiali polimerici (←); 3. sali di litio (←); 4. FRP (←) oppure FRMC (←).

Come è mostrato nella Figura che segue la scelta dei materiali per il restauro deve tener conto anche della tecnica esecutiva che si intende adottare per il restauro.

1. Prodotti a base cementizia

Un primo requisito di questi prodotti è di essere resistenti all’attacco che ha provocato il degrado; per esempio nel caso di un degrado per attacco solfatico (←) il materiale cementizio adottato per il restauro deve resistere a questo tipo di attacco.

Un secondo importante requisito dei prodotti a base cementizia riguarda l’adesione al substrato in calce- struzzo da riparare: da questo punto di vista il ritiro igrometrico (←) del materiale cementizio con cui si esegue il restauro provoca un distacco rispetto al substrato in calcestruzzo danneggiato che ha ormai scontato ogni ritiro e si presenta più stabile; la contrazione del materiale cementizio (malta o calcestruzzo), con cui esegui- re il restauro, provoca il distacco dal substrato e/o la fessurazione del materiale da restauro esposto a tensione di trazione che superano la sua resistenza meccanica a trazione.

Per ovviare a questo grave inconveniente le malte o i calcestruzzi da restauro debbono contenere agenti espansivi (←) per compensare il ritiro igrometrico e additivi anti-ritiro (←) per rendersi quanto più indipendenti dall’accuratezza della stagionatura umida (←).

Altri componenti nei prodotti cementizi per il restauro del calcestruzzo sono:

– cemento Portland ferrico (←) a basso C₃A (←), o ce- mento resistente ai solfati (←) se si teme un degrado da attacco solfatico;

– fumo di silice (←) per ridurre la penetrazione del cloruro (←) e la reazione ASR (←); – micro-fibre polimeriche (←) per ridurre le fessurazioni (←) provocate dal ritiro plastico (←);

– fibre (←) in acciaio per migliorare la resistenza all’urto (←);

– additivi superfluidifi canti (←) per ridurre il rapporto a/c (←) e la permeabilità all’acqua (←);

– additivi aeranti (←) in caso di strutture danneggiate dai cicli di gelo-disgelo (←).

Com’è illustrato nella Figura precedente, tre sono le possibili tecniche applicative di materiali cementizi: malta con comportamento tixotropico (←) applicata a spruzzo o a cazzuola; malta o calcestruzzo colabile (←) da introdurre tra vecchia struttura e cassaforma senza compattazione; pasta cementizia (←) a base di micro-cemento (←) superfluida da iniettare nelle macro-cavità del calcestruzzo danneggiato. In ogni caso prima delle varie applicazioni è necessario preparare la struttura da consolidare (scarificare il calcestruzzo danneggiato, saturare il sottofondo con acqua, pulire i ferri, ecc.). Nei paragrafi che seguono sono descritte le modalità operative per i tre specifici interventi.

1.1 Intervento a spruzzo o a cazzuola di malte tixotropiche

L’intervento è destinato all’applicazione di malte espansive a consistenza plastica con comportamento tixotropico (←) per riparare grandi estensioni superficiali (pareti, volte, soffitti) di spessore relativamente ridotto (in genere da 2 a 4 cm). L’intervento comprende:

preparazione del sottofondo;
produzione della malta;
applicazione della malta;
stagionatura del rivestimento.

1.1.1. Preparazione del rivestimento

In linea di massima è necessario che il sottofondo di calcestruzzo sul quale si deve applicare la malta da restauro si presenti sano, irruvidito e saturo di acqua. I ferri di armatura, inoltre, debbono essere privati della loro ruggine incoerente. Occorre, pertanto:

rimuovere, mediante scarifica meccanica o idrodemolizione, il materiale danneggiato fi no ad arrivare ad un calcestruzzo meccanicamente resistente e irruvidito come è mostrato nella Figura che segue:

Lo spessore di calcestruzzo rimosso deve essere al- meno eguale a quello che, in base alla diagnosi del degrado delle strutture in calcestruzzo (←), risulta essere ormai penetrato dagli agenti aggressivi (cloruro, solfato, ecc.) anche se ancora non completamente danneggiato; i residui di precedenti interventi non perfettamente aderenti, come anche oli, grassi, vernici superficiali, ecc., dovranno essere ugualmente rimossi; un irruvidimento ideale del sottofondo corrisponde ad una superficie con asperità di circa 5 mm;

pulire i ferri di armatura da polvere e ruggine incoerente mediante sabbiatura come mostrato nella seguente Figura:

applicare eventualmente nuovi ferri di armatura se previsti dal progetto di restauro.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 5

Durabilità. La durabilità di una struttura (←) in calcestruzzo (←), o in calcestruzzo armato (←), o in calcestruzzo armato precompresso (←), è la capacità di durare nel tempo garantendo il servizio per il quale la struttura stessa è stata progettata. La durabilità del materiale calcestruzzo è condizione necessaria ma non sufficiente per garantire la durabilità della struttura. Esistono, infatti, cause di degrado (←) della struttura non imputabili ad una carente durabilità del materiale. Secondo i risultati di un’indagine statistica eseguita su circa 140 strutture degradate (W.C. Olazabel and L.Traversa, “FIP Notes, pg. 13, 1977), il 42% dei degradi è da attribuire ad un calcestruzzo non adeguatamente confezionato. Il 22% delle strutture si sono degradate per deficienze nella messa in opera del materiale. Sommando le due cause, si può dire che circa i due terzi delle cause di degrado delle strutture devono essere ascritti ad una non corretta scelta —per la sua confezione o la sua messa in opera— del calcestruzzo impiegato.

I degradi imputabili ad errori di progettazione della struttura ammontano, per carente calcolo strutturale, soltanto al 12%. Ciò potrebbe far ritenere che le responsabilità del progettista (←) siano trascurabili rispetto a quelle del preconfezionatore (←) che fornisce il mate- riale e dell’impresa (←) incaricata di gettare e stagionare il calcestruzzo, e siano comunque limitate ai casi di degradi della struttura dovuti ad errori di progettazione. In realtà le responsabilità del progettista – e del committente, soprattutto se si tratta di enti pubblici – sono tutt’altro che trascurabili anche in molti casi di degrado delle strutture attribuibile alla confezione e alla messa in opera di un calcestruzzo inadeguato.

Si pensi, per esempio, ai degradi del calcestruzzo provocati da fenomeni di gelo-disgelo in una costruzione in alta montagna, o alla corrosione dei ferri di armatura causata dai sali disgelanti sparsi sulla sede stradale per impedire l’arresto del traffico automobilistico nella stagione invernale. Si supponga, sempre a titolo di esempio, che sia stato prescritto un calcestruzzo con classe di resistenza C25/30. Si supponga, infine, che, il calce- struzzo, pur con una resistenza caratteristica “reale” superiore a quella cubica prescritta di 30 MPa, si sia de- gradato e non abbia protetto sufficientemente i ferri di armatura (←) dalla corrosione a causa delle alternanze termiche e dei sali disgelanti. Ci si potrebbe chiedere in questo caso: la durabilità del materiale calcestruzzo non avrebbe dovuto essere prescritta dal progettista in relazione alle condizioni climatiche e di esercizio del- l’opera facilmente prevedibili in fase di progetto? Questi interrogativi hanno trovato una risposta precisa nelle NTC (←) entrate in vigore dal primo Luglio 2009: nel paragrafo §11.2.11 delle NTC si precisa che “Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato ordinario o precompresso, esposte all’azione dell’ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall’attacco chimico, fisico e derivante dalla corrosione delle armature (←) e di cicli di gelo e disgelo (←)”.

È quindi il progettista che deve individuare le possibili cause di degrado al quale la struttura è potenzialmente esposta e scegliere la classe di esposizione (←) per determinare le prestazioni del calcestruzzo e lo spessore del copriferro (←) capaci di garantire almeno 50 anni di vita utile di servizio. Se si vuole aumentare da 50 a 100 anni la durabilità dell’opera occorre (secondo l’Eurocodice 2 (←) UNI EN 1992-1-1) aumentare di 10 mm lo spessore di copriferro mostrato nelle Tabelle delle norme UNI EN 206 (←) e UNI 11104 (←) → vedi Classe di esposizione: nota al piè delle due Tabelle.

Questa straordinaria influenza dello spessore di copriferro sulla durabilità —con soli 10 mm in più di copriferro si raddoppia il tempo di vita utile della struttura— dipende dal fatto che la velocità di carbonatazione (←) come anche la velocità di penetrazione del cloruro (←) variano con una legge parabolica del tipo:

x = √t

dove x è lo spessore di calcestruzzo penetrato dall’a- gente aggressivo e √t è la radice quadrata del tempo di esposizione all’ambiente aggressivo.

Duttile. È un materiale nel quale il rapporto tra la de- formazione ultima e quella cui corrisponde l’insorgere della prima lesione in una prova di trazione o flessione è molto elevato. Un materiale duttile è poco fragile (←). → vedi Prove meccaniche.

Duttilità. Caratteristica di un comportamento duttile (←).

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 4

Deformometro. Strumento per misurare le deformazioni nelle strutture in calcestruzzo -> vedi Monitoraggio delle fessure.

Degradante -> vedi Softening.
Degrado delle strutture in calcestruzzo. Come è mostrato schematicamente nella Tabella che segue le cause di degrado dovute all’ambiente possono essere formalmente suddivise in chimiche, fisiche, meccaniche e biologiche. In questa Tabella non è previsto l’aggressione da parte di sostanze naturali come il vino, l’aceto, l’olio combustibile, ecc. che debbono essere valutati caso per caso -> vedi Attacco dei prodotti naturali.

In realtà, difficilmente in un processo di degrado esiste un solo fenomeno aggressivo; spesso sono più cause che concorrono al deterioramento del materiale esaltandosi vicendevolmente. Per questo motivo è necessario tener conto di un approccio olistico (<-) per esaminare il degrado delle strutture in C.A. (<-).

Come è mostrato nella Figura che segue, le cause di degrado possono anche essere suddivise per componente del calcestruzzo: armature metalliche (<-), inerte (<-) e pasta cementizia (<-).

Degrado delle armature metalliche

Il degrado dei ferri di armatura può essere dovuto a due fenomeni: corrosione promossa dalla carbonatazione (<-) o corrosione promossa dal cloruro (<-).

Degrado degli inerti

Il deterioramento del calcestruzzo dovuto all’inerte (<-) è sostanzialmente dovuto ai cicli di gelo-disgelo (<-), alla silice alcali-reattiva (<-) e al carbonato alcali-reattivo (<-), identificati con CAR.

Degrado della pasta cementizia

Tra le cause più frequenti di degrado della pasta cementizia ci sono le aggressioni chimiche (<-) che includono: attacco solfatico (<-), attacco dei solfuri (<-), attacco dei sali ammoniacali (<-), attacco dei sali di magnesio (<-), attacco dell’anidride carbonica (<-), attacco dei cloruri (<-), attacco del sodio (<-), attacco del potassio (<-) attacco degli alcali (<-).
Occorre innanzitutto distinguere le cause riguardanti gli agenti aggressivi naturali, quali, per esempio, l’acqua di mare (<-), e quelle concernenti gli agenti chimici “artificiali” prodotti dall’uomo, quali gli acidi inorganici, le sostanze organiche, ecc., derivanti quasi sempre dagli scarichi industriali. In linea di massima, è sempre possibile confezionare un calcestruzzo durevole capace di resistere all’azione aggressiva degli agenti definiti “naturali”. Più difficile è, invece, garantire la durabilità (<-) di un calcestruzzo a contatto con agenti aggressivi “artificiali”, a meno che non si ricorra ad un rivestimento protettivo per esempio a base di resina epossidica (<-).
In aggiunta alle aggressioni chimiche (<-), esistono anche cause di degrado imputabili a fenomeni fisici e meccanici. Per quanto concerne le cause definite fi siche, connesse cioè a fenomeni come la variazione di temperatura e l’evaporazione dell’acqua, mentre è possibile confezionare calcestruzzi di durata praticamente illimitata in ambienti con alternanze termiche intorno a 0°C resistente ai cicli di gelo-disgelo (<-) mediante l’impiego di additivo aerante (<-) capace di produrre aria inglobata (<-), diventa pressoché impossibile eliminare le conseguenze del ritiro igrometrico consistenti in fessurazioni (<-) derivanti dall’evaporazione dell’acqua del calcestruzzo in climi asciutti o a seguito di trattamenti ad alte temperature. In questi casi, impiegando un normale calcestruzzo, si possono ridurre gli inconvenienti entro limiti accettabili in relazione alla funzionalità della struttura. Una completa eliminazione delle fessure dovute al ritiro igrometrico può essere realizzata solo ricorrendo a calcestruzzi speciali come il calcestruzzo a ritiro compensato (<-) o a particolari tecniche operative consistenti nella “sigillatura” del materiale con pellicole impermeabili e flessibili per evitare l’asciugamento della struttura in calcestruzzo.
Anche per le cause di degrado definite meccaniche non sempre è possibile confezionare un calcestruzzo che di per sé sia in grado di resistere all’azione degradante degli urti (<-), dell’abrasione (<-), dell’erosione (<-) e della cavitazione (<-). Occorrerà, in questi casi, migliorare al massimo la qualità superficiale del calcestruzzo, ricorrendo, se necessario, a rivestimenti protettivi capaci di rinforzare ulteriormente la resistenza in superficie del materiale. Ancorché non provochino effettivi degradi della struttura, la formazione di muschi (<-), alghe (<-) e licheni (<-) genera danni estetici deturpando la superficie.

Depassivazione. È la perdita della protezione esercitata dalla calce di idrolisi (<-) sui ferri di armatura (<-) nella corrosione promossa dalla carbonatazione (<-) o provocata dalla penetrazione dei cloruri (<-). -> vedi Corrosione dei ferri di armatura.

Deposito degli inerti. Gli inerti debbono essere conservati in ambienti separati da setti meccanici che li dividano durante lo stoccaggio e debbono essere contrassegnati da un cartello che indichi la loro provenienza e granulometria. -> vedi Manuale di controllo del processo produttivo del calcestruzzo industrializzato.

Deturpazioni organiche. Sono deturpazioni per formazione di alghe, licheni e muschi. -> vedi Fisica dell’acqua.

Diagnosi del degrado delle strutture in calcestruzzo. La diagnosi del deterioramento di un edificio o di una struttura in calcestruzzo si basa sull’esame visivo del degrado e sulla raccolta di dati storici che – unitamente ai risultati di prove eseguite in sito o in laboratorio su frammenti di materiale prelevati dalla struttura – consentono di stabilire le cause del degrado della struttura in genere, e del deterioramento dei materiali in particolare (M. Collepardi, S. Collepardi, J.J. Ogoumah Olagot, F. Simonelli e R.Troli, “Diagnosi del degrado e restauro delle strutture in C.A.”, Seconda Edizione Tintoretto, Villorba, TV, 2010). Nella Figura che segue è illustrato schematicamente il processo per arrivare alla emissione di una diagnosi del degrado:

Si può dividere il processo di diagnosi in tre stadi:
– esame visivo del degrado;
– raccolta dei dati storici;
– prove in situ ed in laboratorio.

Esame visivo del degrado

L’esame visivo può fornire utili indicazioni circa la raccolta di alcuni elementi indispensabili alla preliminare individuazione del fenomeno almeno per come esso si manifesta apparentemente. Un’accurata documentazione fotografica dei difetti, localizzati in relazione ad un disegno dell’opera coinvolta dal degrado, può essere molto utile per la preparazione di un dossier finalizzato all’emissione della diagnosi. La Tabella che segue riassume schematicamente alcune di queste indicazioni che, attraverso il sopralluogo, è opportuno raccogliere e documentare sistematicamente per inquadrare la tipologia del degrado così come esso si manifesta: fessurazioni (<-), corrosione dei ferri di armatura (<-) scoperti, delaminazioni superficiali o distacchi profondi di calcestruzzo.

Dizionario enciclopedico del calcestruzzo – Sezione 3

Biossido di titanio. Prodotto presente nei cementi foto attivi che sviluppano il principio fotocatalitico -> vedi Calcestruzzo fotocatalitico.

Blaine -> vedi Finezza Blaine.

Bleeding. Dall’Inglese to bleed, che vuol dire essudare, indica in genere la raccolta d’acqua sulla superficie del calcestruzzo, soprattutto delle pavimentazioni industriali (<-) con riduzione della loro resistenza all’abrasione (<-). L’acqua di bleeding si può depositare anche nella ripresa di getto (<-) tra i vari strati di calcestruzzo che formano una struttura massiva con pregiudizio della monoliticità del getto stesso per la presenza dell’acqua di bleeding tra uno strato e l’altro.

La risalita dal basso verso l’alto dell’acqua di bleeding può rimanere bloccata al di sotto degli aggregati (<.) o delle armature metalliche (<-) pregiudicando un completo contatto ed avvolgimento da parte della pasta cementizia (<.) e provocando una riduzione nell’adesione ferro-calcestruzzo (<-) come è mostrato nella Figura sopra riportata.

La norma UNI 7122:2008 impone che nel calcestruzzo l’acqua di bleeding non superi lo 0,1%. Per limitare o eliminare il bleeding si può aumentare il dosaggio di cemento (<-), o ricorrere all’aggiunta di materiale fine come la cenere volante (<-), il filler calcareo (<-) o anche il più costoso fumo di silice (<-). In alternativa ed in aggiunta alle polveri fini, si può impiegare un additivo superfluidificante (<-) per ridurre, a pari lavorabilità, l’acqua di impasto (<-) e/o l’additivo viscosizzante (<-) per rendere più coesivo il calcestruzzo fresco. La eliminazione del bleeding è particolarmente importante nella produzione del calcestruzzo autocompattante (<-) noto anche come SCC (<-) dove il bleeding si accompagna con la sedimentazione (<-) sul fondo dell’aggregato grosso (<-) per evitare la quale è consigliabile ridurre il diametro massimo (<-) dell’aggregato. -> vedi Calcestruzzo autocompattante.

Blocchi in calcestruzzo. Questa voce è in gran parte ripresa da una documentazione di ASSOBETON (<-). La produzione di blocchi in calcestruzzo è iniziata negli anni ‘20 del secolo scorso impiegando piccole blocchiere manuali che producevano un blocco alla volta utilizzando gli inerti (<-) e il cemento (<-) presenti in cantiere. Prima degli anni ’40 negli USA cominciarono a svilupparsi i primi blocchi vibrocompressi per una produzione industriale, mentre in Europa, questo sviluppo industriale avvenne solo negli anni 50’ e nei decenni successivi alla guerra sotto la spinta della ricostruzione, spesso utilizzando come inerti i mattoni frantumati delle macerie applicando così la prima tecnologia di calcestruzzo riciclato (<-).

Fino agli anni 60’ il blocco era concepito solo come un elemento che dovesse presentare caratteristiche meccaniche e che occupasse un dato volume all’interno della muratura. Solo successivamente si è iniziato a richiedere blocchi a vista, anche colorati, impermeabili e dotati di
caratteristiche termoisolanti mediante impiego di inerte leggero (<-). L’uso del materiale a vista non è certo un fatto nuovo nell’edilizia, perchè da secoli si sono utilizzatele pietre ed il mattone. Tuttavia, la pietra, oltre ad essere costosa, presenta delle caratteristiche tecniche che sono spesso incostanti e legate alla cava ed alla venatura della roccia; il mattone, pur presentando una relativa omogeneità, in quanto prodotto industrialmente, non consente la possibilità di variare il colore e la tessitura entro ampli intervalli come richiederebbe il mercato. Al contrario, il blocco in calcestruzzo a vista è un elemento industriale in cui le dimensioni, la granulometria, il tipo di superficie, il colore, nonché la traspirabilità ed il grado di assorbimento dell’acqua possono essere predeterminati con precisione dal produttore a seconda delle prestazioni richieste dal mercato che egli intende affrontare e servire.

Blu di metilene. Test colorimetrico per quantificare la frazione argillosa nelle polveri fini (<-) dell’inerte (<-) secondo la Norma UNI EN 933-9. Con questa prova si determina la frazione fine della granulometria 0/2 e 0/125 mm che, se di tipo argilloso, assorbe il blu di metilene.
Una soluzione di questo composto è aggiunta goccia a goccia finché il blu di metilene rimane libero per aver esaurito l’assorbimento da parte dei materiali argillosi e colora i blu il sistema. Si esprime il loro contenuto dalla quantità di blu di metilene assorbito in grammi per 1 kg di materiale inerte provato -> vedi Inerte.

Bogue, Robert Herman. E’ nato a Southborough, Massachusetts, 27 Settembre 1889. E’ stato un celebre chimico-fisico. Prima di diventare Direttore della Portland Cement Association (PCA) nel 1924 si era diplomato nel 1912 a Tufts, laureato nel 1915 al Massachusetts College e conseguito il Ph D nel 1920 nell’Università di Pittsburgh. Insegnò al College Lafayette dal 1922 al 1924. I suoi primi interessi sulla ricerca furono incentrati sulla chimica della gelatina e sul comportamento colloidale delle proteine. Contribuì moltissimo al progresso del cemento Portland (<-) e del calcestruzzo (<-) e il suo più famoso articolo fu pubblicato nel 1929 (R. H. Bogue, “Calculation of Compounds in Portland Cement”, Industrial Engineering. Chemical, Analytical Edition 1, pp. 192- 197,1929) ed è ora noto come calcolo di Bogue (<-).

Calcestruzzo leggero termoisolante -> vedi Calcestruzzo leggero.

Calcestruzzo magro. Calcestruzzo con poco cemento.

Calcestruzzo massivo -> vedi Getto di calcestruzzo massivo.

Calcestruzzo monolitico -> vedi Monolitico.
Calcestruzzo per aragoste -> vedi Calcestruzzo per ostriche.

Calcestruzzo per le Piramidi -> vedi Piramidi Egiziane.

Calcestruzzo per ostriche. Le ostriche, gli altri molluschi e le aragoste per la loro crescita, richiedono un substrato roccioso naturale o artificiale. Il calcestruzzo funge da ottima scogliera artificiale per la crescita di vari molluschi e delle ostriche in particolare che si attaccano
bene a questo tipo di substrato. Tra i vari calcestruzzi, quello contenente cenere volante (<-) o cenere pesante da centrale termica a carbone (<-) si comporta meglio degli altri e per questo impiego è stato concesso un brevetto a Per Jahren il 9 Aprile 2001.

Calcestruzzo per pavimenti industriali. I pavimenti industriali sono quelli sottoposti ad un traffico veicolare con ruote non gommate e comunque a sollecitazioni di abrasione ed urto che possono compromettere la qualità della pavimentazione (S. Collepardi, L. Coppola e R. Troli, Pavimentazioni Industriali in Calcestruzzo”, Edizioni Tintoretto, Villorba, 2005). Purtroppo, per effetto della raccolta di acqua di bleeding (<-) sulla sommità, la superficie di una lastra in calcestruzzo presenta un maggior rapporto acqua/cemento (<-), con la conseguenza di provocare una minore resistenza meccanica a compressione (<-), una minore resistenza all’abrasione (<-) e una minore resistenza all’urto (<-), proprio laddove il calcestruzzo in servizio è esposto alle maggiori sollecitazioni meccaniche tipiche di una lavorazione industriale.

La prima tecnologia delle pavimentazioni industriali: calcestruzzo asciutto

Per ovviare a questo inconveniente, i primi tentativi di costruire pavimentazioni industriali prive di questi difetti negli anni ’40 del secolo scorso in USA miravano a ridurre drasticamente la raccolta di acqua in superficie confezionando calcestruzzi molto asciutti, con il minor
rapporto a/c (<-) consentito dall’impiego degli additivi riduttori di acqua (non erano ancora stati inventati gli additivi super-riduttori di acqua che apparvero dopo a metà degli anni ’70). Ovviamente, un calcestruzzo così asciutto si presenterebbe come un no-slump concrete
(<-) per indicare che la misura dello slump (<-) risulta nulla e quindi non significativa. Per questo tipo di calcestruzzo la lavorabilità (<-) veniva misurata con il Vebé (<-), piuttosto che con il cono di Abrams (<-). Esso richiedeva un forte impegno lavorativo per la messa in opera e la vibrazione del calcestruzzo oltre che un’attenta cura nella stagionatura umida da protrarre a lungo per evitare fessurazioni indotte dal rapido asciugamento della superficie povera di acqua.

La pavimentazione rinforzata con lo spolvero indurente

La precedente tecnologia fu rivoluzionata tra gli anni ’50 e ’60 con una geniale impostazione che consisteva nella messa in opera di un calcestruzzo molto fluido (circa 150-200 mm di slump) che rendeva molto più rapida la messa in opera perché consentiva l’impiego del calcetruzzo pompabile (<-) e la significativa riduzione della vibrazione (<-) del calcestruzzo fresco dopo la posa in opera. A causa della maggiore lavorabilità, sulla superficie del pavimento veniva intenzionalmente raccolta l’acqua di bleeding che aveva la funzione provvisoria di mantenere umida la superficie rilevabile anche visivamente dalla formazione di uno specchio d’acqua riflessivo. Tuttavia, con questa tecnologia il rapporto acqua/cemento nella parte superiore della pavimentazione rimaneva molto più alto rispetto alle porzioni inferiori a causa della risalita dell’acqua di impasto verso la superficie: questo avrebbe reso comunque meccanicamente più debole la superficie della pavimentazione. Al fine di eliminare questo inconveniente, il pavimentista, — non appena il bleeding sulla superficie è esaurito — e questa situazione è segnalata dalla scomparsa della brillantezza della superficie — applica il cosiddetto spolvero indurente (<-) formato da cemento e quarzo finemente macinato come è mostrato nella Figura che segue:

Successivamente, non appena la superficie della pavimentazione comincia a far presa e diventa pedonabile, lo spolvero viene incorporato nel substrato del calcestruzzo mediante frattazzo (<-) munito di pale meccaniche rotanti di una macchina chiamata elicottero (<-) come è mostrato nella Figura che segue:

La presenza del cemento nello spolvero indurente fa abbassare il rapporto a/c nella parte critica, cioè in quella superiore della pavimentazione, mentre la presenza di un inerte duro e rigido come il quarzo ha lo scopo di ridurre il ritiro igrometrico (<-) che potrebbe aumentare per l’eccessivo contenuto di sola pasta cementizia (<-) senza quarzo, e di migliorare la resistenza all’abrasione: da questo punto di vista particelle di acciaio ricavate da limatura di ferro private di oli grassi si comportano meglio del quarzo soprattutto nella resistenza all’urto.

Difetti nelle pavimentazioni industriali in calcestruzzo

Per quanto questa tecnologia incentrata sull’applicazione di uno spolvero indurente si è ormai imposta su quella basata su un calcestruzzo asciutto, essa è molto dipendente dall’esperienza del pavimentista: in particolare, il tempo di applicazione dello spolvero può condizionare fortemente il successo dell’operazione finale in relazione al fenomeno del bleeding eventualmente ancora in corso. Questo tempo di applicazione deve essere né postumo, né prematuro.

Mancata adesione dello spolvero: il rimedio della pastina

Se lo spolvero è applicato troppo tardi, quando il calcestruzzo è ormai indurito, è impossibile garantire una buona adesione tra il cemento asciutto dello spolvero e lo strato superficiale della pavimentazione che non contiene più acqua libera sufficiente a far idratare il cemento dello spolvero. In questi casi si rimedia applicando lo spolvero a pastina (<-), cioè mescolando lo spolvero con acqua ed applicando la malta bagnata sulla superficie della pavimentazione: questo rimedio, tuttavia, non presenta solitamente un buon risultato e molto spesso si distacca perché manca la forza di compattazione sullo spolvero quando viene frattazzato.

Lo scartellamento dello spolvero

Se lo spolvero è frattazzato prematuramente, cioè se il bleeding non si è ancora esaurito, si forma sulla superficie della pavimentazione uno strato corticale impermeabile dovuto all’azione meccanica della frattazzatura che impedisce l’evaporazione dell’acqua di bleeding sottostante che sta ancora risalendo verso l’alto e che rimane intrappolata in forma di strati di acqua che vanno a formare dei punti deboli come è mostrato nella Figura che segue:

La situazione rappresentata nella precedente Figura è molto precaria perché comporta uno scartellamento dello spolvero (<-) in corrispondenza della prima applicazione di una sollecitazione, come il passaggio di un carrello di servizio o il congelamento dell’acqua per un
abbassamento della temperatura. La Figura che segue mostra il distacco dello spolvero dovuto al suo scartellamento per una prematura frattazzatura.

Con l’avvento dei superfluidificanti a base policarbossilica PC (<-) il fenomeno dello scartellamento è diventato più frequente: il fenomeno sembra sia dovuto ad alcuni di questi additivi non ben formulati per il settore delle pavimentazioni industriali a causa di un carente

dosaggio di agente anti-schiuma (<-) nell’additivo PC con conseguente raccolta di aria inglobata che si raccoglie all’interfaccia tra substrato di calcestruzzo e strato corticale di spolvero indurente come è mostrato nella sezione sottile della Figura che segue:

La fessurazione della pavimentazione: il rimedio dei giunti

A causa del ritiro igrometrico (<-) e del contrasto esercitato dal substrato della pavimentazione, il calcestruzzo è soggetto a sollecitazioni di trazione che, se superano la resistenza a trazione del materiale, possono provocare fessurazioni irregolari diffuse in tutto il pavimento. Per evitare questo inconveniente la campitura della pavimentazione realizzabile in 1 giorno di lavoro (600-1000 m2) viene tagliata per circa 1/3 dello spessore al fine di realizzare i cosiddetti giunti di contrazione (<-) distanti tra loro circa 4-6 metri.

Con l’impiego di un calcestruzzo a ritiro compensato (<-) si può arrivare a fare dei giunti di contrazione ogni 25-35 metri in modo che si fa coincidere il giunto di contrazione con il giunto di costruzione (<-) per collegare due pavimenti eseguiti in giorni diversi.

Reazione alcali-silice nei pavimenti rinforzati con lo spolvero cementizio

La reazione alcali-silice (<-) oppure ASR (<-), acronimo di Alkali-Silica Reaction, coinvolge sostanzialmente gli aggregati che contengono una particolare forma di silice capace di reagire con gli alcali, sodio e potassio:

– provenienti dal cemento o dall’ambiente esterno nelle opere esposte a salatura con NaCl nei periodi invernali

– e di produrre una reazione espansiva a carattere distruttivo.

Il carattere espansivo dell’ASR provoca un’azione dirompente laddove il granulo di aggregato reattivo si trova in prossimità della superficie. La reazione alcali-silice coinvolge i pavimenti con una frequenza molto maggiore che in altre costruzioni con un degrado superficiale ulteriormente aggravato dal carico dinamico dei veicoli in movimento che può alla lunga limitare notevolmente la fruizione del pavimento.

Il fenomeno dell’ASR, che di solito si manifesta molto lentamente (dopo anni dall’inizio del getto), può essere promosso ed accelerato da un’elevata concentrazione di sodio e potassio derivante, nel caso dei pavimenti, dall’applicazione dello spolvero indurente molto ricco di cemento per eliminare il bleeding sulla superficie del pavimento. La soglia critica nel contenuto di alcali che
determina l’innesco dell’ASR, in presenza di aggregati reattivi, è di circa 2 kg di Na2O per m3 di calcestruzzo; questo valore può aumentare quando si impiegano cementi ricchi in alcali e/o quando si adottano elevati dosaggi di cemento che, nel caso dello spolvero indurente applicato sulla superficie dei pavimenti industriali, può rappresentare anche valori dell’ordine di 600-800 kg/m3 di cemento come è schematicamente mostrato nella Figura sopra riportata.

La foto della Figura che segue mostra una sezione di pavimento industriale dove un inerte reattivo nel calcestruzzo (indicato con la freccia) ha provocato un fenomeno di pop-out (<-) con sollevamento dello strato di indurimento applicato con uno spolvero ricco di alcali (>2 kg/m3).

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