Calcestruzzo e alte temperature di servizio

Categoria: Notizie e approfondimenti tecnologici
Data: 02/04/2015

Modifiche introdotte nel calcestruzzo con l'aumentare delle temperature di servizio

CALCESTRUZZO ED ALTE TEMPERATURE di SERVIZIO

1 - premessa

Una corretta valutazione dei problemi posti dalla temperatura di esercizio di una struttura in calcestruzzo non può prescindere da un esame, seppure sommario, dei fenomeni che si gene-rano nei conglomerati cementizi con il progredire del livello termico di esposizione.


Sino a circa 200° C le prestazioni meccaniche restano praticamente invariate. Si verifica la fuoriuscita dell’acqua dei pori capillari e, in misura più ridotta, dell’acqua dei pori del gel ( A ).

Anche a circa 400° C le prestazioni meccaniche non subiscono decrementi significativi. L’acqua dei pori del gel è completamente evaporata e si manifestano contrazioni in parte compensate dalle dilatazioni ( B ).

Nell’intervallo compreso fra 400 ed 800° C viene liberata l’acqua chimicamente combinata dall’idrossido di calcio (calce libera) e, in misura inferiore, l’acqua chimicamente combinata dagli idrati, con scomposizione della pasta di cemento tanto maggiore quanto più elevata è la presenza di calce libera. 

Le resistenze meccaniche, aderenza compresa, decrescono rapidamente ( C ).

In realtà, una scomposizione, seppure parziale, della pasta di cemento, ha già inizio attorno ai 500° C (F), in particolare con conglomerati cementizi ricchi di calce libera (idrossido di calcio). 

Attorno ai 900° C si verifica una presa di tipo ceramico, con un ripristino di resistenze meccaniche soltanto apparente e formazione di un composto simile alla “terracotta” ( E ), privo di effettive prestazioni meccaniche e di aderenza.

2 - considerazioni

Sulla base dei fenomeni accennati è possibile ipotizzare calcestruzzi ordinari, opportunamente modificati, per temperature di servizio sino a 500 - 600° C, mentre per temperature superiori è necessario ricorrere a conglomerati specifici, in termine di leganti ed aggregati coerentemente selezionati.
Anche nella progettazione dei calcestruzzi impropriamente definiti “ordinari” dovranno però essere poste particolari attenzioni atte a “governare”, per quanto possibile, i fenomeni derivanti dall’innalzamento delle previste temperature di esercizio.

Fra gli accorgimenti riconosciutamente efficaci per migliorare il comportamento del calce-struzzo in presenza di elevate temperature di servizio possono essere richiamati:

2.1- Riduzione del tenore di calce libera (idrossido di calcio) poiché le reazioni più pregiudizievoli in ordine alla stabilità ed al mantenimento delle prestazioni meccaniche, sono rappresentate dai processi di scomposizione e reidratazione della calce libera (idrossido di calcio) che cominciano a manifestarsi attorno ai 500° C.

 

Il contenimento del tenore di calce libera (idrossido di calcio) può essere conseguito mediante una ridotta presenza di cemento Portland, con il ricorso a miscele di cementi Portland ed Al-luminosi, nonché con l’addizione significativa di MICROSIL 90 (microsilicati selezionati) che, come è noto, attraverso la reazione “superpozzolanica” reagiscono con la calce libera trasformandola in silicati ed alluminati di calcio a più elevata stabilità termica.

2.2 - Inserimento di un’armatura tridimensionalmente diffusa, di fibre polipropileniche, in grado, da un lato, di dissipare energia termica per combustione e creazione di canalicoli aeranti e dall’altro, di inibire la formazione degli stati microfessurativi e fessurativi concreti e/o latenti, caratteristici dei processi iniziali di indurimento idraulico dei conglomerati.

L’armatura polipropilenica, tridimensionalmente diffusa descritta, può essere assicurata mediante addizione, nella fase di preparazione del conglomerato, delle specifiche fibre polipropi-leniche READYMESH PM 180.

Edoardo Mocco

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Autore della news

Edoardo Mocco

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