Per garantire alle dighe in calcestruzzo lunghi tempi di vita in servizio e, al contempo, adeguati livelli di sicurezza, è di grande importanza prevenire lo sviluppo della reazione espansiva alcali-aggregato anche a lungo termine, dopo decenni dalla costruzione. Sviluppi ritardati di questa reazione possono, infatti,manifestarsi per effetto di un eventuale nuovo apporto di alcali derivante dal lento rilascio da parte degli aggregati del calcestruzzo o dal dilavamento della pasta di cemento idratata da parte dell’acqua pura dell’ invaso delle dighe.
L’impiego dei cementi pozzolanici, adottato per la costruzione di buona parte delle dighe in calcestruzzo italiane, ha potuto minimizzare lo sviluppo di fenomeni espansivi da reazione alcali-aggregato nel primo periodo di vita di queste opere, grazie alla loro capacità di inglobare, in seno ai prodotti di idratazione, buona parte degli alcali inizialmente disponibili. Non si hanno, invece, informazioni sulla capacità residua di assorbimento di alcali da parte dei cementi pozzolanici completamente idratati.
Per questo motivo è stata condotta una apposita indagine sperimentale, prendendo in esame due diversi tipi di cemento pozzolanico (CEM IV/B (P) e CEM IV/B(V)), rispettivamente a base di pozzolana naturale e cenere volante di polverino di carbone) con i quali sono stati realizzati provini di pastecementizie, stagionati a 60°C in ambiente umido (100% di umidità relativa). Questi campioni, sia in forma monolitica che granulare, sono stati sottoposti a prove di rilascio e assorbimento di alcali a contatto con soluzioni basiche (NaOH o KOH) a diverse concentrazioni iniziale di sodio e potassio, secondo una procedura messa a punto nella fase preliminare della ricerca condotta nel 2013. Una volta raggiunte le condizioni di equilibrio tra liquido dei pori e paste cementizie completamente idratate, sono state misurate le concentrazione dei metalli alcalini, Na+ e K+, mediante la tecnica della spettrofotometria di emissione atomica.
Dai risultati ottenuti si è evidenziato come i cementi pozzolanici completamente idratati dispongano effettivamente di una capacità residua di assorbimento di alcali, sia di sodio (1,27 e 1,30 mg Na+/g pasta, rispettivamente per i cementi CEM IV/B (P) e CEM IV/B(V)) che di potassio (0,51 e 3,70 mg K+/g pasta, rispettivamente per i cementi CEM IV/B (P) e CEM IV/B(V)). Questi dati di assorbimento si riferiscono a campioni monolitici a contatto con soluzioni di metallo alcalino alla massima concentrazione iniziale sperimentata (5,04 g/l di sodio o 28,2 g/l di potassio).
Con queste prove è stata anche valutata la capacità di ritenzione dei metalli alcalini da parte delle stesse paste di cemento pozzolaniche sottoposte all’azione dilavante dell’acqua pura. Questa capacità è risultata elevata per i campioni monolitici (70-85% per il sodio e 85-88% per il potassio) e di gran lunga inferiore per quelli granulari (3% per il sodio e 33-50 % per il potassio).