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Comportamento a lungo termine delle dighe in calcestruzzo con reazioni alcali-aggregato – Efficacia dei materiali pozzolanici in presenza di apporti supplementari di alcali

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Comportamento a lungo termine delle dighe in calcestruzzo con reazioni alcali-aggregato – Efficacia dei materiali pozzolanici in presenza di apporti supplementari di alcali

L’indagine sperimentale ha evidenziato la capacità di inglobamento, da parte delle paste di cemento pozzolanico idratate, anche degli alcali che si rendono disponibili dopo la completa idratazione del cemento stesso. Questa proprietà è di grande importanza per la valutazione del comportamento a lungo termine delle dighe in calcestruzzo, con particolare riguardo al rischio di reazione alcali-aggregato indotta dal lento rilascio di alcali dagli aggregati.

Per la costruzione di buona parte delle dighe in calcestruzzo italiane sono stati utilizzati cementi di miscela, prevalentemente pozzolanici, che si ritengono, in genere, efficaci per ridurre il rischio di reazione alcali-aggregato e minimizzare lo sviluppo di fenomeni espansivi in grado di comprometterne la vita in servizio. Tuttavia, per la previsione della loro efficacia nella prevenzione della reazione alcaliaggregato anche a lungo termine, è di fondamentale importanza accertare se questi materiali dispongono di una capacità di inglobare, oltre agli alcali inizialmente presenti e disponibili nel calcestruzzo, anche quelli che si rendessero via via disponibili dopo decenni, ad esempio per effetto del lento rilascio internodi alcali da parte degli aggregati. A tale scopo è stata condotta una indagine sperimentale preliminare, prendendo in esame due diversi tipi di cemento pozzolanico, con i quali sono stati realizzati provini cubici di paste cementizie, stagionati a 60°C in ambiente umido (100% di umidità relativa). Sono stati monitorati le prestazioni fisiche delle paste e il grado di idratazione dei cementi, quest’ultimo mediante tecniche di analisi termica gravimetrica e di calorimetria a scansione differenziale (TGA/DSC). I provini sono stati poi sottoposti a prove di assorbimento e rilascio di alcali a contatto con soluzioni basiche (NaOH o KOH), misurando le concentrazione dei metalli alcalini, Na+ e K+, per spettrofotometria di emissione atomica. Dai risultati ottenuti è stato possibile evidenziare una capacità residua di assorbimento di sodio da parte dei cementi pozzolanici completamente idratati. Non è stato, invece, possibile rilevare una similecapacità nei confronti del potassio, a causa del ristretto intervallo di concentrazioni di alcali indagato in questa fase preliminare. Questi dati, sebbene richiedano ulteriori verifiche, fanno ritenere che i cementi pozzolanici siano in grado di inglobare anche gli alcali che si rendessero disponibili nel calcestruzzodopo la completa idratazione del cemento. Questa sperimentazione ha inoltre consentito di sviluppare un metodo di prova accelerato per la valutazione della capacità residua di incorporamento degli alcali dei cementi pozzolanici o di altri tipi di cemento, completamente idratati. Tale metodo potrebbe essere utilizzato per una eventuale estensione dell’indagine sperimentale.

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