IL CALCESTRUZZO CONFEZIONATO CON FILLER CALCAREO (Varietà Dolomitica - Cava La Pedicara) RELAZIONE TECNICA STUDIO TECNICO MP MATTEO FELITTI Architetto Strutturista (Scuola F.lli Pesenti) e Tecnologo del Calcestruzzo (ASCI)
I IL CALCESTRUZZO AUTOCOMPATTANTE CONFEZIONATO CON FILLER CALCAREO (Varietà Dolomitica - Cava La Pedicara)
1 INTRODUZIONE Il termine calcestruzzi autocompattanti, in inglese Self-Compacting Concrete (SCC), individua una categoria di conglomerati cementizi capaci di essere gettati all interno di una casseforma e di riempire qualsiasi angolo senza necessitare di alcuna forma di compattazione o vibrazione esterna, facendo ricorso esclusivamente all energia impressa dal peso proprio del materiale. Tali calcestruzzi oltre ad essere molto fluidi devono anche essere privi di segregazione e confezionati con un basso rapporto acqua/cemento grazie alla presenza di additivi superfluidificanti. 2 MIX-DESIGN DEGLI SCC Il volume di aggregato grosso non deve superare 340 L per m 3 ; questa scelta facilita la capacità del calcestruzzo di passare attraverso armature metalliche vicine; Il volume di parti fini (cemento + filler calcareo ad esempio) deve essere compreso tra 170 e 200 L per m 3 ; questo quantitativo di pasta, in eccesso rispetto ai calcestruzzi tradizionali, avvolge i granuli di inerte riducendone la reciproca collisione e quindi il fenomeno del blocking; Per garantire il movimento dell SCC, il volume di acqua diviso il volume di parti fini deve essere compreso tra 0.85 e 1.2; Per garantire la conservazione delle proprietà reologiche tipiche degli SCC è necessario impiegare additivi superfluidificanti a base acrilica con dosaggio di circa 1-1.5%; Per ridurre il bleeding e la segregazione al minimo spesso vengono impiegati additivi viscosizzanti. 3 IL FILLER CALCAREO ( e le sue varietà dolomitiche) Le polveri finissime (filler) di natura calcarea vengono impiegate di routine nella produzione del calcestruzzo autocompattante ove è necessario aumentare il volume di pasta (acqua e materiale finissimo) a scapito dell aggregato grosso. I dosaggi dipendono molto dalla curva granulometrica e sono tipicamente comprese nell intervallo 100-230 Kg/mc. I filler calcarei, almeno in Italia, vengono preferiti alla cenere volante nella produzione degli SCC in quanto essi presentano caratteristiche chimico-fisiche e distribuzione granulometrica costante al variare delle forniture oltre ad essere disponibili nell intero arco dell anno al contrario delle ceneri volanti le cui caratteristiche subiscono sensibili variazioni con la fornitura e la loro reperibilità nel periodo estivo può risultare difficoltosa. Per questo motivo, i filler calcarei consentono di confezionare calcestruzzi che presentano una maggiore costanza prestazionale senza dover modificare di volta in volta la ricetta, come potrebbe, invece, richiedere l impiego della cenere volante (anche se queste ultime, a
differenza dei filler calcarei, hanno attività pozzolanica a cui corrisponde, se in aggiunta al cemento, un incremento di resistenza meccanica alle lunghe stagionature). I filler calcarei vengono definiti, in accordo con la norma EN 206, come aggiunte minerali di tipo I che includono quei materiali che non sono coinvolti nella reazione con l acqua e, pertanto, possono definirsi inerti. 4 ESEMPIO DI RICETTA PER UN SCC (Rck=55) CON FILLER CALCAREO Cemento tipo CEM I 52.5 R = 400 Kg/mc Sabbia 0-5 = 1000 Kg/mc Graniglia 3-8 = 460 Kg/mc Graniglia 6-14 = 120 Kg/mc Filler calcareo (0-500 micron della cava La Pedicara) = 200 Kg/mc Superfluidificante acrilico = 5 litri Acqua = 180 litri Rapp. Acqua/cemento = 0.45 Resistenza a compressione a 28 gg = 65 Mpa Tale ricetta è stata proporzionata in laboratorio e provata in un impianto di betonaggio per confezionare SCC molto performanti (per getti di elementi prefabbricati).
APPENDICE A : FOTO RELATIVE ALLA QUALIFICA DELL SCC CONFEZIONATO CON FILLER CALCAREO DELLA CAVA LA PEDICARA SLUMP-FLOW = 650 mm UNI 11041 U-BOX - h = 15 mm UNI 11044
V-FUNNEL = 12 sec UNI 11042 J-RING - Φ = 30 mm UNI 11045
L-BOX H2/H1 = 0,90 UNI 11043
APPENDICE B : COMPARAZIONE TRA UN CALCESTRUZZO ORDINARIO SENZA FILLER (CLASSE DI CONSISTENZA S5) E L SCC CONFEZIONATO CON FILLER CALCAREO. RESISTENZA A COMPRESSIONE RITIRO IGROMETRICO
VISCOSITA 5 CONCLUSIONI Nei grafici precedenti sono state comparate due miscele di calcestruzzo. Con il tratto rosso l SCC con filler calcareo e con il tratto blu un calcestruzzo ordinario, senza filler calcareo, in classe di consistenza S5. Come si può notare la resistenza a compressione di un SCC con calcare di opportuna finezza, in genere, è maggiore di un calcestruzzo ordinario (a parità di dosaggio di cemento). Si evince, inoltre, una diminuzione del ritiro e della viscosità.
II IL CALCESTRUZZO ORDINARIO CONFEZIONATO CON FILLER ALCAREO (Varietà Dolomitica - Cava La Pedicara)
1 INTRODUZIONE Il calcestruzzo, come è noto, è un materiale da costruzione semi-lavorato in quanto una volta prodotto, nell impianto di betonaggio, mescolando le materie prime in opportune proporzioni, necessita di una successiva lavorazione che consiste nella posa in opera, nella compattazione e nella successiva maturazione umida dei getti. Pertanto, le proprietà finali del calcestruzzo in opera saranno dipendenti sia dalla qualità degli ingredienti impiegati e dal loro proporziona mento nell impasto, ma altresì saranno strettamente influenzate dalla messa in opera. Oggi la moderna tecnologia, vede il calcestruzzo come un materiale high-tech le cui prestazioni vengono progettate in base alle specifiche esigenze che ogni tipologia di elemento strutturale richiede e che non sempre si identificano attraverso la mera resistenza a compressione. 2 MIX-DESIGN Il progetto della miscela si basa su alcune correlazioni sperimentali : Il quantitativo di acqua che dipende dalla lavorabilità, dal tipo di inerte e dalla presenza di additivi riduttori di acqua; Il rapporto acqua/cemento (a/c) che dipende dalla resistenza meccanica del calcestruzzo indurito (Rck), oltre che dal tipo e dalla classe del cemento; Il rapporto acqua/cemento dipende anche dalla durabilità del calcestruzzo indurito in relazione alla classe di esposizione ambientale; Noto il quantitativo di acqua, dal rapporto a/c si ricava il dosaggio di cemento e si calcola infine (trasformando tutto in volumi) il volume di inerti per differenza attraverso un bilancio di volumi sottraendo al volume del calcestruzzo (1 mc=1000 L) quelli degli altri ingredienti (cioè i volumi di acqua, cemento ed aria); Il volume totale di inerti viene ripartito in quello dei singoli inerti (per esempio filler calcareo, sabbia e graniglie) in base alle curve granulometriche di questi ultimi in base alla curva di riferimento prescelta (Fuller, Bolomey ecc.), come si richiede per la combinazione ottimale dell inerte. Infine i volumi di filler, di sabbia e delle graniglie così ottenuti vengono convertiti nelle corrispondenti masse (e quindi in Kg/mc). 3 IL FILLER CALCAREO (e le sue varietà dolomitiche) I filler calcarei vengono utilizzati normalmente anche per la produzione di calcestruzzi ordinari. Il loro utilizzo è fortemente raccomandato quando il carente contenuto di frazioni fini nelle sabbie è responsabile di una eccessiva tendenza dell impasto a segregare e a
evidenziare acqua di bleeding sulla superficie dei getti. Per migliorare la reologia di tali impasti il dosaggio di filler varia tra i 30 e i 100 Kg/mc. Inoltre trovano impiego anche nei calcestruzzi pompati per migliorare il pompaggio e minimizzare la segregazione. Infatti sabbie carenti di fini devono essere mescolate, ad esempio, con filler calcareo per assicurare un quantitativo adeguato di malta cioè di fluido che trasporta i solidi costituiti dall inerte grosso in sospensione. Se si considera il calcestruzzo un sistema bifasico costituito da malta ed inerti grossi, ci si può rendere conto che solo la prima fase (la malta) è in realtà pompabile di per sé, mentre la seconda lo diventa solo in presenza della prima. 4 ESEMPIO DI RICETTA PER UN CALCESTRUZZO (Rck=30) ORDINARIO CONFEZIONATO CON FILLER CALCAREO Cemento tipo CEM II /A-LL 42.5 R = 290 Kg/mc Sabbia + due tipi di graniglie = 1850 Kg/mc Filler calcareo (0-500 micron della cava La Pedicara) = 60 Kg/mc Superfluidificante = 1,75 litri Acqua = 190 litri Rapp. Acqua/cemento = 0.66 Resistenza media a compressione a 28 gg = 35 Mpa Tale ricetta è stata proporzionata in laboratorio e provata in un impianto di betonaggio per confezionare calcestruzzi ordinari pompabili. Fine