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Rilascio di alcali dagli aggregati nel calcestruzzo delle dighe: ottimizzazione delle condizioni operative del metodo di estrazione con calce idrata

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Rilascio di alcali dagli aggregati nel calcestruzzo delle dighe: ottimizzazione delle condizioni operative del metodo di estrazione con calce idrata

Il rilascio di alcali dagli aggregati del calcestruzzo può costituire uno dei motivi dell’innesco, nel lungo termine, della reazione espansiva alcali-aggregato nelle dighe in calcestruzzo. La ricerca, finalizzata ad unavalutazione quantitativa di tale contributo, ha individuato le condizioni operative ottimali e ha valutato la ripetibilità di un metodo di prova rapido, basato sulla procedura dell’Appendice A della norma UNI 11417-2, che utilizza come mezzo estraente una soluzione satura di idrossido di calcio.

Il rilascio di alcali dagli aggregati del calcestruzzo può costituire una causa di innesco della reazione espansiva alcali-aggregato nelle dighe, anche dopo molti anni dalla loro costruzione, e del suo lento sviluppo nel tempo. Si tratta di un fenomeno di invecchiamento che può anche compromettere la vita in servizio di queste strutture. Ne consegue la necessità di valutare tale rilascio, attraverso metodi di prova condotti direttamente sugli aggregati, che utilizzano soluzioni caustiche come mezzo estraente, ma la cui validità è ancora in discussione a livello internazionale.

Il confronto tra il metodo RILEM (estrazione con soluzioni di NaOH e KOH 0,7 M) e quello Italiano UNI, modificato in base ai risultati di indagini preliminari (estrazione con soluzione satura di calce idrata a 105°C, in autoclave), aveva mostrato, in precedenti ricerche, che il rilascio di alcali ottenuto con quest’ultimo metodo, dopo qualche giorno, è simile a quello fornito, dopo un anno di prova, dalla metodologia proposta dalla RILEM. Il principale obiettivo della ricerca attuale è stato pertanto quello di individuare le condizioni ottimali di prova del metodo UNI modificato e di valutarne la ripetibilità, anche in vista di una possibile revisione dell’attuale normativa italiana.

La ricerca ha preso in considerazione quattro aggregati naturali di origine italiana, a livello di sabbia, caratterizzati da una diversa reattività agli alcali. Per due di essi sono stati esaminati anche tagli granulometrici più grossolani (12-32 mm). Le prove di rilascio di alcali sono state condotte con il metodo UNI di prova modificato, indagando i seguenti parametri operativi: rapporto tra acqua deionizzata (L) ed aggregato (S); rapporto in peso tra calce idrata (CH) e aggregato (rapporto CH/S) e durata della prova. Sono state così individuate le seguenti condizioni operative ottimizzate: 1) impiego di autoclave della capacità di 1,3 l; 2) quantitativo di aggregato di prova pari a 200 g; 3) rapporto liquido/solido (L/S): 0,6 litri/kg aggregato secco; 4) rapporto calce idrata/aggregato (CH/S): 5 g CH/100 g aggregato secco; 5) tempo di prova: 120 ore (5 giorni). La ripetibilità del metodo è risultata elevata, con Coefficienti di Variazione inferiori al 5-6%.

I risultati della sperimentazione condotta hanno dimostrato che il contributo degli aggregati al contenuto totale di alcali del calcestruzzo di una diga può non essere trascurabile e necessita di essere valutato, in considerazione, non solo della lunga vita di servizio richiesta a queste strutture, ma anche del loro alto contenuto di aggregato.

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