ADDITIVI PER MALTE
ADDITIVI PER CALCESTRUZZI
ADDITIVI PER CEMENTO
PRODOTTI AUSILIARI PER L’EDILIZIA
4. Calcestruzzi resistenti al gelo/disgelo
(classe XF)
Keyword: calcestruzzo resistente al gelo e disgelo, frost resistance concrete, calcestruzzo in classe XF,
additivo aerante, microsfere cave MSC, freeze-thaw resistance.
Da un punto di vista pratico gli accorgimenti da adottare per getti eseguiti in periodi dell’anno in cui è
probabile un abbassamento della temperatura sotto lo 0°, sono completamente diversi da quelli da adottare
per rendere la struttura resistente ai cicli alternati di gelo/disgelo una volta ultimata e in servizio,.
Perché il calcestruzzo non si sfaldi la notte seguente al getto, è necessario che nel momento in cui la
temperatura del calcestruzzo scende al di sotto dello zero, questo presenti una resistenza a compressione di
almeno 3,5 MPa.
Perché invece il l’opera in calcestruzzo sia resistente ai cicli gelo/disgelo è necessario un basso rapporto
acqua/cemento e l’introduzione nell’impasto di un sistema omogeneo di microbolle del diametro medio
massimo di 100-200 µm opportunamente spaziate (200-300 µm) in grado di assorbire le tensioni
conseguenti al congelamento dell’acqua. In genere la distribuzione delle bolle di aria viene ottenuta tramite
l’aggiunta di specifici additivi aerante in grado di ridurre la dimensione media delle bolle di aria inglobata nel
calcestruzzo fino ai valori sub-millimetrici visti prima.
Tipiche strutture realizzate con questo tipo di calcestruzzo
-
pile e impalcati di ponti;
-
imbocco di gallerie;
-
strade in calcestruzzo non rivestite da bitume;
-
cordoli stradali;
-
ecc.
Cemento
Il dosaggio minimo di cemento è funzione della classe di esposizione ambientale in cui ricade l’opera, e
3
comunque mai inferiore a 320 kg/m . Se il getto avviene durante la stagione invernale si raccomanda
l’impiego di cementi Portland e Portland al calcare con classe di resistenza 42,5 R. L’utilizzo di cementi alla
cenere volante può rendere difficoltoso l’inglobamento d’aria per mezzo degli aeranti.
Aggregati
Utilizzare aggregati non gelivi come da UNI EN 12620 o aggregati con assorbimento minore del 1%
(condizione sufficiente).
Aggiunte
Utilizzare fumo di silice al fine di ridurre la permeabilità all’acqua dello strato corticale di calcestruzzo
soggetto alla disgregazione a seguito del gelo/disgelo. L’utilizzo di cenere volante può rendere difficoltoso
l’inglobamento d’aria per mezzo degli aeranti.
Additivi superfluidificanti
Benché tutti gli additivi superfluidificanti Addiment possano essere impiegati nel calcestruzzo in classe XF, al
fine di agevolare l’introduzione e la successiva stabilità del sistema di microbolle, è raccomandabile l’impiego
degli additivi Compactcrete ad alta efficacia come ad esempio T75, T 76 e 39/T100 I specifici per il
calcestruzzo preconfezionato, e Compactcrete 39/P nel prefabbricato. E’ importante ripetere qui che
l’ottenimento dei valori di consistenza del calcestruzzo tramite l’additivo consente di ottenere la corretta
viscosità di impasto senza tendenza all’affioramento delle bolle di aria sotto forma di schiuma.
ADDITIVI PER MALTE
ADDITIVI PER CALCESTRUZZI
ADDITIVI PER CEMENTO
PRODOTTI AUSILIARI PER L’EDILIZIA
Valori consigliati di aria inglobata
Per l’ottenimento della resistenza ai cicli di gelo e disgelo la norma UNI EN 11104 suggerisce un unico
generico valore minimo di aria inglobata del 3% che può essere ritenuto valido per Dmax compresi tra 16 e 32
mm.
Per una analisi più corretta si deve però tenere presente che l’aria che il porosimetro consente di
determinare il contenuto complessivo di aria del calcestruzzo, che è dato dalla somma dell’aria intrappolata
e quella inglobata.
In termini generali l’aria intrappolata ha una granulometria troppo grossolana per risultare efficace nel
conferire al calcestruzzo la resistenza al gelo. Pertanto la resistenza al gelo si ottiene solamente dalla
componente di aria inglobata tramite aerante.
In Tabella si riportano i valori di aria inglobata ed intrappolata riscontrati tramite porosi metro in funzione del
Dmax del calcestruzzo.
Tabella 1 - Valori consigliati del volume di aria inglobata
Dmax (mm)
8
12
16
20
32
40
63
Intrappolata
3.5±1
2.5±1
2±1
1.5±0.5
1±0.5
0.75±0.25
0.5±0.25
Extra-aria
4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
3.75
3.5
Inglobata
7.5±1
6.5±1
6±1
5.5±0.5
5±0.5
4.5±0.5
4.0±0.5
E’ importante sottolineare che tali valori di aria inglobata si devono riferire al calcestruzzo realmente messo
in opera, e quindi dopo il tempo necessario al trasporto ed eventualmente dopo il pompaggio.
Messa in opera
Perché una struttura risulti durevole all’aggressione promossa dai cicli gelo/disgelo è fondamentale che
accanto ai requisiti sul calcestruzzo espressi dalla norma UNI EN 11104 siano osservati, soprattutto nel caso
di strutture a sviluppo orizzontale non protette dal cassero (marciapiedi, pavimentazioni, solette, ecc.)
provvedimenti che attengono gli aspetti esecutivi come:
-
la compattazione: evitare di vibrare troppo, pena la perdita dell’aria intenzionalmente inglobata per mezzo
dell’aerante Addiment LP S-A 94;
-
la maturazione: almeno 7gg, per limitare l’assorbimento all’estradosso (grado di saturazione);
-
la predisposizione di una barriera al vapore per pavimenti su terreno: per limitare l’assorbimento
all’intradosso (grado di saturazione);
-
le operazioni di finitura per pavimentazioni: la frattazzatura deve essere limitata per ridurre l’espulsione
d’aria nello strato più superficiale.
Resistenze meccaniche
I calcestruzzi aerati additivati con additivi liquidi perdono il 5% di resistenza per ogni punto percentuale di
extra-aria. Quindi in base alla Tabella , per un calcestruzzo aerato resistente ai cicli gelo/disgelo, additivato
con additivo liquido, bisogna prendere in considerazione nel mix-design, un calo delle resistenze a 28 giorni
di circa il 20%. Unitamente ad un corretto contenuto di aria inglobata, è molto importante che al momento
dell’applicazione dello stress gelo/disgelo, il calcestruzzo abbia raggiunto un buon grado di maturazione (es.
28gg). Calcestruzzi con resistenza meccanica a compressione maggiore di 50 MPa, per il basso grado di
permeabilità conseguente al basso a/c (<0,5), possono non necessitare di additivi aeranti.
Fattori che influenzano il contenuto d’aria inglobato
-
granulometria: le microbolle d’aria si formano principalmente nella frazione 0.25-0.5 mm della sabbia. Un
eccessivo o un ridotto contenuto di parti fini può rendere difficoltoso il corretto inglobamento d’aria. Le
particelle con diametro maggiore non hanno influenza sull’inglobamento d’aria. Alcuni tipi di ultrafini
ADDITIVI PER MALTE
ADDITIVI PER CALCESTRUZZI
ADDITIVI PER CEMENTO
PRODOTTI AUSILIARI PER L’EDILIZIA
derivanti dalle sabbie possono ostacolare/inibire l’inglobamento. Sono altresì riportati casi in cui particolari
cementi di miscela o sabbie “sporche” favoriscono elevati tenori d’aria spesso incontrollabili.
-
consistenza: calcestruzzi con classi di consistenza terra umida o S1 faticano ad inglobare aria.
Calcestruzzi a consistenza S5 o oltre, ottenuti con elevati quantitativi di acqua, causa la bassa viscosità,
tendono a espellere l’aria inglobata durante il trasporto. Calcestruzzi tendenti alla segregazione possono
perdere quasi interamente l’aria inglobata che tipicamente si accumula in superficie sottoforma di schiuma.
-
temperatura: la capacità di trattenere l’aria inglobata diminuisce all’aumentare della temperatura e viceversa.
-
trasporto: l’aria inglobata varia durante il trasporto in funzione della lunghezza del tragitto e dell’intensità
della mescolazione. Si raccomanda prima di gettare di miscelare ad alta velocità per qualche minuto.
-
vibrazione: la vibrazione eccessiva espelle l’aria inglobata, specialmente in calcestruzzi S5 (dal 10% fino al
30%). Il calcestruzzo va vibrato fin quando smettono di fuoriuscire le macrobolle.
-
produzione/tempo di mescolazione: in generale perché si realizzi il massimo tenore di aria inglobata
corrispondente ad un dato dosaggio di additivo aerante, sono necessari almeno 10 minuti di mescolazione
ad alta velocità in autobetoniera piena e circa 90 secondi in presenza di un pre-mescolatore. Non
aggiungere mai l’additivo aerante nella miscela secca.
-
aggiunte: l’utilizzo di cementi alla cenere, o l’aggiunta di cenere volante all’impasto di calcestruzzo può
rendere molto difficoltoso l’inglobamento dell’aria.
-
pompaggio: il pompaggio del calcestruzzo può far perdere fino al 2% di aria inglobata, specialmente nel
caso di calcestruzzi in classe di consistenza S5.
Microsfere cave
Le microsfere cave ADDIMENT MSC AER-SOLID sono a tutti gli effetti bolle d'aria prefabbricate racchiuse in
un involucro plastico. Vengono miscelate al calcestruzzo finito come prodotto pronto in forma di pasta
(Figura 1). Esse si comportano come le bolle d'aria introdotte con l'uso di classici additivi aeranti, ma grazie
alla loro particolare distribuzione granulometrica (diametro compreso tra 20 e 50 µm), il volume equivalente
d’aria inglobata per rendere il calcestruzzo resistente al gelo è notevolmente minore rispetto all’uso dei
classici aeranti liquidi. Considerato che ogni 1% di aria nel calcestruzzo si trasforma in un abbassamento
delle resistenze a compressione stimabile in circa il 5%, è evidente il vantaggio che si ottiene in termini di
maggiori resistenze meccaniche del calcestruzzo.
In effetti oltre al vantaggio per le resistenze meccaniche, le microsfere cave hanno il grande vantaggio che la
loro azione è indipendente dai fattori visti prima che invece influenzano gli additivi aeranti: consistenza del
calcestruzzo, tempi di miscelazione, tempi di trasporto e aggiunte.
3
Tabella 2 - Quantità minima di ADDIMENT MSC AER-SOLID in Kg/m di calcestruzzo in funzione del contenuto di
cemento e del rapporto a/c per ottenere la resistenza ai cicli di gelo e disgelo.
Contenuto di cemento
3
in kg/m
300
350
400
Rapporto a/c
0,40
1.7
1.7
2.0
0,45
2.0
2.3
2.7
0,50
2.7
3.0
3.3
ADDITIVI PER MALTE
ADDITIVI PER CALCESTRUZZI
ADDITIVI PER CEMENTO
PRODOTTI AUSILIARI PER L’EDILIZIA
Figura 1- Aspetto delle microsfere
Figura 2 - Immagine delle microsfere cave al
microscopio elettronico
Tabella 3 - Confronto calcestruzzo XF4 con aerante liquido LP S-A 94 e microsfere cave Addiment MSC Aer
Solid
Ricetta
Q.tà Cem (kg/mc)
400
390
a/c
0,45
0,47
Additivo1
T100
T100
Dos. lt/mc
2,15 lt
2,57 lt
Additivo2
LP S-A 94
MSC Aer Solid
Dos. lt/mc
0,38 lt
3 kg
Ariai %
7,7
Ariaf %
5,0%
M.V.f
2380
2408
Slump (mm)
0'
240
238
30'
215
216
45'
183
225
60'
100
214
2
Resistenze meccaniche (N/mm )
R7
36,5 / 2411
45,4 / 2419
R28
38,6 / 2414
51,2 / 2442
2
Resistenza al gelo/disgelo (kg/m )
perdita in peso (r) perdita in peso (r)
7gg
0,0021
0,0003
14gg
0,0076
0,0003
28gg
0,0276
0,0148
42gg
0,0086
0,0000
56gg
0,021
0,0043
0,0669
0,0197
TOTALE
Legenda:
r < 0,1 molto buono
0,1 < r < 0,5 buono
0,5 < r < 1 sufficiente
r > 1 prova non superata
ADDITIVI PER MALTE
ADDITIVI PER CALCESTRUZZI
ADDITIVI PER CEMENTO
PRODOTTI AUSILIARI PER L’EDILIZIA
Normativa
Per le prove di gelo-disgelo si può far riferimento alla norma UNI 7087 o ad altre norme come la UNI
CEN/TS 12390-9. Per la gelività degli aggregati si fa riferimento alla UNI-EN 12620 e UNI 8520/2.
Impregnante superficiale
Per alcune tipologie di manufatti il modo più efficace di aumentare la resistenza ai cicli di gelo e disgelo del
calcestruzzo è il trattamento della superficie con apposito prodotto impermeabilizzante Addiment IM 3/Plus.
Esperienze di cantiere dimostrano infatti che l’applicazione del prodotto impedisce l’assorbimento dell’acqua
meteorica da parte del calcestruzzo esposto agli agenti atmosferici. Questo porta ad una più rapida
asciugatura complessiva del calcestruzzo che risulta quindi meno soggetto ai fenomeni di degrado dovuti al
congelamento dell’acqua.
Prodotti Addiment per il calcestruzzo in classe di esposizione XF
Nome del prodotto
Tipologia
Uso
Serie Compactcrete
Superfluidificante
Riduce l’acqua di impasto. Aumenta la consistenza.
Incrementa le resistenze meccaniche. Riduce la porosità
capillare
Addiment Starkzement
Fumo di silice
Aumenta la coesione dell’impasto fresco. Contribuisce
enormemente alla riduzione della porosità capillare e
della permeabilità
Addiment LP S A-94
Aerante liquido
Aumenta la resistenza al gelo/disgelo consentendo la
produzione di cls in classe XF
ADDIMENT MSC
Aer-Solid
Aerante solido
Addiment IM 3/Plus
Impermeabilizzante
superficiale
Addiment NB1
Antievaporante
Aumenta la resistenza al gelo/disgelo consentendo la
produzione di cls in classe XF anche con calcestruzzi a
bassa consistenza S1-S2
Contribuisce all’impermeabilità del calcestruzzo
riducendo l’acqua assorbita dalle precipitazioni. Il
calcestruzzo ha un maggiore grado di asciugatura e
quindi una minore tendenza al congelamento.
Proteggendo dalla prematura essiccazione superficiale,
contribuisce allo sviluppo di una superficie corticale del
calcestruzzo più densa
VENDITA ED ASSISTENZA
ADDIMENT ITALIA S.R.L.
Via Roma 65 – 24030 MEDOLAGO (BG) - Italia
Tel. 035/4948558 r.a. Fax 035/4948149
http://www.addimentitalia.it - E-mail:[email protected]