Valeria CORINALDESI Calcestruzzi ultraresistenti di ultima generazione

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1 Valeria CORINALDESI Calcestruzzi ultraresistenti di ultima generazione Milano, 10 marzo 2017 In collaborazione con

2 Calcestruzzi ultrarestistenti Ultra High Performance Concrete (UHPC) by Lafarge-Holcim Primo brevetto (Bouygues, FRA) nel 1994 (formulazione con fibre metalliche). Marchio registrato nel 1995 Resistenza a compressione 200 MPa Resistenza a flessione 40 MPa Resistenza a trazione diretta 10 MPa Duttilità in campo post-fessurativo Resistenza all abrasione = materiali lapidei Impermeabile agli agenti aggressivi

3 Comportamento post-fessurativo duttile

4 eccellente capacità deformativa sezioni equiresistenti

5 Composizione delle miscele UHPC tradizionali INGREDIENTI DOSAGGI (kg/m 3 ) CEMENTO PORTLAND AGGREGATO GROSSO SABBIA FUMI DI SILICE SUPERFLUIDIFICANTI ACQUA FIBRE METALLICHE > 150 Fonte: Spasojevic, 2008 COSTI ELEVATI, ELEVATO IMPATTO AMBIENTALE UHPC di ultima generazione DOSAGGIO DI CEMENTO: kg/m 3 (-30%) RESISTENZA A COMPRESSIONE: MPa (-20/30%) MODULO ELASTICO > 80 GPa (+100%)

6 UHPC di ultima generazione NanodurE80 brevetto BUZZI-UNICEM premio per l innovazione 2016 da BFT INTERNATIONAL sostituzione dell aggregato naturale con l aggregato durigid, arricchito mediante procedimento industriale PRESTAZIONE RESISTENZA A COMPRESSIONE RESISTENZA A FLESSIONE MODULO ELASTICO STATICO MODULO ELASTICO DINAMICO DENSITÀ CONDUCIBILITÀ TERMICA NANODUR E80 >150 MPa 20 MPa 84.5 GPa 89.6 GPa 2790 kg/m³ 6 W/mK raddoppia il modulo elastico e quindi raddoppia la rigidità si dimezzano le deformazioni eccellente capacità di smorzamento delle vibrazioni

7 Composizione delle miscele UHPC tradizionali INGREDIENTI DOSAGGI (kg/m 3 ) CEMENTO PORTLAND AGGREGATO GROSSO SABBIA FUMI DI SILICE SUPERFLUIDIFICANTI ACQUA FIBRE METALLICHE > 150 Fonte: Spasojevic, 2008 COSTI ELEVATI, ELEVATO IMPATTO AMBIENTALE UHPC di ultima generazione DOSAGGIO DICEMENTO: kg/m 3 (-30%) RESISTENZA A COMPRESSIONE: MPa(-20/30%) RESISTENZA A FLESSIONE > 35 MPa(+40%)

8 UHPC di ultima generazione Tecnologia UHPC sviluppata c/o UNIVPM SELF PRESTRESSED CONCRETE La matrice cementizia chimicamente attivata tende ad espandere ma il rinforzo fibroso contrasta tale espansione producendo un pre-stress interno omogeneamente diffuso

9 brevetto INNOVAcrete s.r.l. (SPIN OFF UNIVERSITÀ POLITECNICA DELLE MARCHE) Premio come miglior idea innovativa (TRA Vision Award 2014), Parigi, 14 Aprile 2014 in occasione della TRA (Transport Research Arena) 2014 Vantaggi dell effetto self-prestress AUMENTO DELLA RESISTENZA A FLESSIONE (+40%) MAGGIORE STABILITÀ DIMENSIONALE ASSENZA DI RITIRO AUTOGENO

10 30 AUMENTO DELLA RESISTENZA A FLESSIONE prova 3-point bending test con intaglio Resistenza a flessione a 28 giorni [MPa] MPa UHPC Heraclex-UHPC 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Stessa resistenza a compressione di 140 MPa CMOD [mm]

11 AUMENTO DELLA RESISTENZA A FLESSIONE prova su 3 punti senza intaglio Stessa resistenza a flessione del DUCTAL ma resistenza a compressione di 140 MPa

12 MAGGIORE STABILITÀ DIMENSIONALE L espansione iniziale annulla del tutto il ritiro autogeno

13 ULTERIORE SFIDA: AUTOCOMPATTABILITÀ

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16 GUARDANDO AL FUTURO: UHPC PER 3D PRINTING Corinaldesi V., Merlonetti G. (2017) COMPOSIZIONE DI MISCELA CEMENTIZIA PER STAMPA 3D CON PROPRIETÀ FUNZIONALI MIGLIORATE, SUO METODO DI PREPARAZIONE E SUE APPLICAZIONI, Domanda di brevetto per Invenzione Industriale n

17 Grazie per la cortese attenzione!