Calcestruzzo impermeabile: ridurre il rapporto a/c non è sufficiente

Quali sono le innovazioni che nel settore del calcestruzzo hanno avuto più successo negli ultimi 20 anni ? e gli additivi superfluiudificanti sono migliorati ? e basta ridurre il rapporto acqua cemento per rendere un calcestruzzo impermeabile ? Sono alcuni dei quesiti che volevamo approfondire. Ed ecco le risposte di Roberto Muselli.


Innovazione: La loppa di altoforno non è stata compresa

Andrea Dari:

Per quanto riguarda i materiali cementizi, qual’è l’innovazione che negli ultimi vent’anni ha avuto, a tuo parere, l’impatto più importante sull’evoluzione delle costruzioni in calcestruzzo armato ? e perchè ?

roberto-muselli-pavimenti-industriali.jpgRoberto Muselli:

Si sono viste ottime interpretazioni dell'uso congiunto di Fumo di Silice e Loppa d'Altoforno finemente macinata in progetti ambiziosi come il Burji Khalifa. Si sono approcciati con successo diversi tentativi di impiego del Fumo di Silice. Si sono capiti pregi e virtù della Cenere Volante Silicica.

Tuttavia, per una questione di costi, alcuni SCM fanno ancora fatica a diffondersi.

Contestualmente, negli ultimi 20 anni, abbiamo assistito ad un impiego sempre minore e decrescente di pozzolane e di cementi pozzolanici. Il risultato, confrontato anche con l'aumento di Anidride Solforosa nell'atmosfera (causa di precipitazioni acide-solforiche), ha contribuito a peggiorare la durabilità delle strutture esposte comunque realizzate, quasi sempre, in classi di esposizione non congrue. Non dimentichiamoci che il 90% del calcestruzzo prodotto e messo in opera è C25/30......

 

Andrea Dari:

Sempre per la stessa famiglia di materiali, qual’è l’innovazione che negli ultimi vent’anni avrebbe dovuto avere, a tuo parere, l’impatto più importante sull’evoluzione delle costruzioni in calcestruzzo armato e invece di fatto è stata ignorata ? e perchè ?

Roberto Muselli: non avrebbe dovuto essere una innovazione, ma una re-interpretazione della Loppa d'Altoforno.

E' stata ignorata perché aveva (e possiede ancora) un importante costo di acquisto e di macinazione. Penso, tuttavia, che il futuro vedrà una impennata dell'uso di Loppa d'Altoforno finemente macinata.

 

Quale futuro per l'organizzazione del calcestruzzo in Italia

Andrea Dari:

Quale può essere il futuro del calcestruzzo: impianti mediamente piccoli e distribuiti che producono con un numero di componenti molto limitato una quantità limitata di ricette e che soddisfano più esigenze di tipologie strutturali (come in Italia) o impianti più grandi, con più componenti a disposizione e in grado di produrre calcestruzzi secondo le specifiche esigenze costruttive?

Roberto Muselli:

La seconda opzione. Con diverse polveri reattive, la possibilità di attivazioni alcaline e l'impiego di aggregati anche non propriamente inerti. L'obiettivo deve diventare la prestazione. 

Ah, dimenticavo: assolutamente con il mescolatore ... !!!

 

L'evoluzione degli additivi superfluidificanti

Andrea Dari:

Quale di queste definizioni ti piace di più. L’additivo superfluidificante serve per:

A > Ridurre il dosaggio di cemento a parità di prestazioni

B > Ridurre la quantità d’acqua a parità di dosaggio di cemento per aumentare la resistenza meccanica

C > Migliorare la qualità del calcestruzzo

Roberto Muselli:

Ridurre il dosaggio di cemento a parità di prestazioni contribuisce a ridurre il ritiro, ad aumentare il modulo elastico e a ridurre effetti correlati al calore d'idratazione. E ridurre la quantità di acqua a parità di cemento (e lavorabilità) aumenta le prestazioni meccaniche ed elastiche, riduce il ritiro.

Per il terzo punto ... Migliora la qualità ??? Cos'è la qualità del calcestruzzo ??? Se per qualità intendi le prestazioni meccaniche ed elastiche beh, non si può che passare per una ottimizzazione dell'aliquota di acqua libera.

 

Andrea Dari:

In questi ultimi vent’anni sono state introdotte nuove formulazioni e nuove molecole per gli additivi superfluidificanti (dalla prima generazione, fino alla quarta generazione….). Cosa, a tuo parere, è migliorato e cosa è peggiorato rispetto al passato ?

Roberto Muselli:

Sono migliorati l'efficacia, cioè la percentuale di acqua che si può ridurre e il mantenimento della lavorabilità.

Il lavoro svolto congiuntamente da tensioattivi e disareanti (tipica formulazione degli additivi PCE) a volte non risulta così costante. Possono accadere situazioni di smiscelazione dei componenti legate, soprattutto a emulsionamenti indesiderati spesso collegati a problematiche di conservazione.

In poche parole gli additivi superfluidificanti molto efficaci sono anche un pelino più sofisticati e bisogna avere qualche attenzione aggiuntiva. Ad esempio nella loro preventiva miscelazione e, soprattutto, nella durata e nella efficacia della miscelazione.

Un'altra attenzione va posta anche sulla componente finissima del calcestruzzo la quale può contribuire a "distrarre" questo tipo di additivi a scapito della dispersione del sistema e della ottimizzazione dl rapporto a/c.

 

Andrea Dari:

Cosa vorresti che gli additivi superfluidificanti in futuro potessero avere come prestazioni e caratteristiche che ora ancora non hanno ? 

Roberto Muselli:

Che fossero accompagnati da documenti che indicano chiaramente la loro efficacia in relazione, ad esempio, al tipo e contenuto di polveri.

 

Andrea Dari:

A tuo parere gli additivi superfluificanti hanno influenzato il progetto della miscela del calcestruzzo (Mix Design)? Se sì, in che modo?

Roberto Muselli:

Sì. Oggi il movimento al Funnel, al J-Ring, al L-Box o semplicemente alla tavola a scosse è in relazione ad un comportamento reologico non pensabile 50 anni fa.

Un altro aspetto importante è la possibilità di controllo della viscosità e della segregazione. Basta pensare alla condizione limite di un getto subacqueo, una volta approcciabile solo con elevatissimi volumi di pasta,  oggi possibile semplicemente con additivi anti wash-out ed un controllo feroce del rapporto a/c.

 

Andrea Dari:

Il crescente uso di fibre e aggiunte nel calcestruzzo porterà all’esigenza di superfluidificanti specifici per questi prodotti ?

Roberto Muselli:

Se l'aggiunta di fibre ha uno scopo commerciale non legato a tangibili miglioramenti prestazionali, penso sia sufficiente considerare un opportuno volume di pasta supplementare dedicato ad ospitare questa aggiunta inerte.

Qualora si voglia impiegare un determinato volume di fibre per l'ottenimento di una prestazione di tenacità, tutti gli additivi e le aggiunte deputati al miglioramento della porosità della zona di transizione all'interfaccia pasta-fibra sono ben accetti.  

 

E sui Calcestruzzi impermeabili ...

Andrea Dari:

Per l’ottenimento di calcestruzzi impermeabili è sufficiente agire sul rapporto acqua/cemento con un superfluidificante ? Se no, quali soluzioni si dovrebbero adottare ?

Roberto Muselli:

Ridurre il rapporto a/c non è sufficiente.

Occorre che vi sia un minimo volume di pasta ed una ottimale distribuzione granulometrica con obiettivi mirati. Ad esempio ridurre il più possibile la frazione compresa fra 400micron e 1mm. Una volta progettata una generosa miscela "intrinsecamente impermeabile" bisogna poi che l'opera sia , a sua volta, impermeabile. E qui casca l'asino!!!!! Calcestruzzi ricchi di pasta ritirano molto ...

In ogni caso, se non si ricorre ad additivi ad effetto cristallizzante, un calcestruzzo molto prestazionale dovrà anche essere compattato a dovere, gettato secondo le raccomandazioni delle Linee Guida Ministeriali e maturato ad umido per almeno 7gg.

Attenzione: l'impiego di cristallizzanti è maggiormente efficace con calcestruzzi che presentano capillarità sufficienti da consentire l'ingresso di acqua e la conseguente  formazione di sali (o silicati) non più solubili. Questo non succede con rapporti a/c prestazionali.......

 

Andrea Dari:

Per garantire l’impermeabilità di una struttura in calcestruzzo nel tempo quali soluzioni possono essere adottate ? 

Roberto Muselli:

Impiegare pozzolane nei leganti oppure acidi carbossilici semplici come l'acido Tartarico, l'acido Ossalico e l'acido Fumarico.

Esistono in commercio additivi cristallizzanti così formulati che fanno egregiamente il loro lavoro in presenza di acqua.

Un'altra attenzione particolare va messa nella corretta manutenzione promuovendo ciclicamente interventi di rialcalinizzazione. Altre diavolerie potrebbero essere implementate nell'armatura "di pelle" introducendo modesti volumi di fibre in materiale plastico compatibile con il pH della sospensione (No poliestere) oppure contrastare l'apertura dei cigli fessurativi con l'utilizzo di barre in fibra di vetro ad aderenza migliorata.

Bella chiacchierata. 

Mi sono dimenticato un sacco di cose, ma i miei illustri colleghi compenseranno a dovere!!!!!!!

Un caro saluto a tutti, Roberto.