Approfondimento Tecnico

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1 Approfondimento Tecnico Sommario INTRODUZIONE RITIRO IN FASE PLASTICA RITIRO IGROMETRICO TEMPI DI PRESA, LAVORABILITÀ E SPANDIMENTO RESISTENZE MECCANICHE... 8 CONSIDERAZIONI FINALI

2 2 Note

3 Introduzione ALIPRE è il brand di Italcementi che identifica i leganti a base di clinker solfo alluminoso (CSA), da usare in sistemi cementizi ad alte prestazioni. La particolare natura solfo-alluminosa rende i cementi derivati dalla tecnologia - ornire agli operato- i costituenti ideali per confezionare prodotti rapidi, resistenti all attacco chimico e particolarmente durevoli. Con l obiettivo di fornire agli operatori del settore delle costruzioni le principali indicazioni sulle prestazioni dei prodotti a base ALIPRE, nel seguito vengono riportate prove di caratterizzazione su miscele di ALIPRE Cement e di cemento Portland (CEM II/A-LL 42.5R). Sono state effettuate prove di determinazione di Ritiro in fase plastica Ritiro igrometrico in fase indurita Prove di spandimento Resistenze a compressione Nota: le prove sono state effettuate senza usare alcun tipo di additivo (accelerante, ritardante e/o fluidificante); i risultati e le conclusioni sono da intendersi come indicativi ai fini dello sviluppo di formulazioni più complesse. 3

4 1. Ritiro in fase plastica È stato esaminato il comportamento di miscele Alipre - Cemento Portland in varie proporzioni: Cemento Portland puro, 30%, 40% 50%, 100% Alipre Cement. Il grafico riporta l andamento nel tempo del ritiro in fase plastica (t 24 h) per il cemento puro (CEM II/A- LL 42.5R), per Alipre Cement puro e per varie miscele di cemento Portland e di Alipre Cement Ritiro plastico ( m/m) % ALIPRE cement 40% ALIPRE cement 50% ALIPRE cement ALIPRE cement CEM II/A-LL 42.5 R Commenti L aggiunta di Alipre Cement al cemento Portland permette di ridurre drasticamente i valori di ritiro plastico fino a raggiungere livelli sostanzialmente pari a zero. Entrambi i cementi nelle loro forme pure mostrano un ritiro plastico maggiore rispetto alle formulazioni in miscela. L effetto compensativo del ritiro è dovuto alla diversa reazione di idratazione del solfo alluminato di calcio che si sviluppa grazie alla presenza di Ca(OH) 2 (prodotto di idratazione del cemento Portland). Infatti, in presenza di portlandite, la reazione di idratazione del solfo alluminato di calcio porta alla formazione di tre moli di ettringite per mole di C 4 A 3 S C 4 A 3 S + 8CSH 2 + 6CH + 74H 3C 6 AS 3 H 32 Rispetto alla reazione di idratazione del solfo alluminato di calcio in assenza di Ca(OH) 2, secondo la quale si forma una mole di ettringite per mole di C 4 A 3 S C 4 A 3 S + 2CS + 38H C 6 AS 3 H AH 3 4

5 2. Ritiro igrometrico È stato esaminato il comportamento di miscele Alipre Cemento Portland in varie proporzioni: Cemento Portland puro, 30%, 40% 50%, 100% Alipre Cement. Il grafico riporta l andamento nel tempo del ritiro in fase plastica (t 24 h) per il cemento puro (CEM II/A-LL 42.5R), per Alipre Cement puro e per varie miscele di cemento Portland e di Alipre Cement. ALIPRE cement/wt% Ritiro Igrometrico [ m/m] h 1d 7d 28d Commenti L effetto di compensazione del ritiro ottenibile grazie all aggiunta di Alipre Cement al cemento Portland si evidenzia anche nel caso del ritiro igrometrico (allo stato indurito). Fino ad 1 giorno i valori di ritiro sono minori di quelli del cemento Portland puro per ogni aggiunta di Alipre cement, ma alle scadenze successive (7 e 28 giorni), il ritiro risulta minore solo per un contenuto di Alipre cement maggiore del 40%. 5

6 3. Tempi di presa, lavorabilità e spandimento E stato esaminato il comportamento di miscele Alipre - Cemento Portland in varie proporzioni: cemento Portland puro, 10%, 20%, 30% 87,5%, 100% Alipre Cement. I grafici qui di seguito mostrano i tempi di presa, lavorabilità e spandimento dei cementi puri e delle miscele analizzate Tempi di presa/min Flow/mm ALIPRE cement/wt% Flow Initial setting time Final setting time Commenti L aggiunta di Alipre Cement al cemento Portland permette di ottenere una riduzione drastica dei tempi di presa e allo stesso tempo mantenere una buona lavorabilità. 6

7 4. Resistenze meccaniche E stato esaminato il comportamento di miscele Alipre Cemento Portland in varie proporzioni: cemento Portland puro, 10%, 20%, 30% 87,5%, 100% Alipre Cement. I grafici qui di seguito mostrano le resistenze dei cementi puri e delle miscele analizzate. Reistenza Meccanica/MPa Le prove sono state effettuate alla temperatura di 20 C Commenti L aggiunta di Alipre Cement porta ad un incremento delle resistenze a breve scadenza. Con il 50% di aggiunta è possibile ottenere elevate resistenze già a 8 ore e prestazioni simili al cemento Portland alle altre scadenze. L esperienza di laboratorio ha evidenziato che l evoluzione delle resistenze meccaniche di miscele Alipre- Cemento Portland può dipendere in maniera significativa dal tipo di cemento Portland utilizzato (secondo la classificazione prevista nella norma EN 197-1) e da altri fattori importanti quali la presenza di solfati alcalini, la quantità e la tipologia di gesso utilizzati nell OPC. In particolar modo si evidenzia un effetto positivo che sembra essere correlato alla presenza di filler calcareo. 7

8 Considerazioni finali I risultati delle seguenti prove: Ritiro in fase plastica Ritiro in fase indurita Tempi di presa, lavorabilità e spandimento Resistenze meccaniche condotte sulle miscele di cementi ordinari del tipo Portland composito (CEM II/A-LL 42.5) e Alipre Cement hanno evidenziato come sia possibile, usando Alipre Cement, preparare formulazioni con peculiari prestazioni (dal rapido indurimento al basso ritiro), dove invece un cemento Portland ordinario generalmente fallisce. Un buon compromesso, per ottenere sia il basso ritiro che alte resistenze a breve termine sembra essere raggiunto con una miscela contenente almeno il 40% Alipre Cement. Tuttavia è importante sottolineare che esiste una particolare sensibilità al tipo e qualità del cemento Portland utilizzato. Pertanto, prove mirate dovrebbero essere condotte per identificare il tipo di cemento Portland più adatto a seconda del tipo di applicazione desiderata. Le prove di questa sperimentazione sono state condotte senza l utilizzo di alcun tipo di additivo, la cui presenza può giocare un ruolo determinante nelle prestazione finali di un prodotto formulato ed utilizzando una sola tipologia di Cemento Portland. Per queste ragioni i dati e i risultati contenuti in questo rapporto tecnico devono essere considerati puramente indicativi e solo come un utile punto di partenza per la formulazione di malte speciali. 8