Enco Engineering Concrete ha pubblicato online il Dizionario enciclopedico del calcestruzzo, una nuova versione aggiornata alla nuova norma nazionale Uni 11104 e alla norma europea Uni-En 206-1. Nella Sezione 10, l’ing Mario Collepardi mostra la zona di transizione, ossia l’interfaccia tra la matrice cementizia e l’aggregato, così come descritta nelle pagine 293-295 del volume di cui è autore.
Soprassaturazione in calce
A causa della rapida idratazione del C3S presente nel cemento Portland la calce di idrolisi si forma in acqua con una velocità maggiore di quella con cui dovrebbe precipitare non appena raggiunge il limite della sua solubilità.
Conseguentemente l’acqua a contatto del cemento risulta più concentrata in calce rispetto al valore della sua solubilità e questo fenomeno va sotto il nome di soprassaturazione in calce. Occorre tener presente che la solubilità della calce in acqua è diminuita dalla presenza di ioni OH derivante dalla presenza di alcali, in forma di sodio e potassio, come è mostrato dalla curva presente nella Figura 1.
Il punto A rappresenta la concentrazione soprassatura di calce nell’acqua a contatto di un cemento Portland poiché si trova sopra la curva calce in funzione di OH.
Tuttavia, nel cemento pozzolanico la calce di idrolisi reagisce con la pozzolana e risulta insatura rispetto al valore della solubilità in acqua (punto B).
Questo fenomeno è stato utilizzato da Fratini per mettere a punto il saggio di pozzolanicità sulla base della misura della calce disciolta in acqua in funzione dell’alcalinità.
Sostanze organiche
Impurità organiche presenti nell’inerte in forma di prodotti vegetali (foglie e legni) che possono interferire con il processo di idratazione del cemento provocandone un ritardo e un rigonfi amento per imbibizione di acqua soprattutto dei frammenti lignei più grossi. Esse sono determinabili secondo la norma uni en 17441/1-15.1.
Spalling
Delaminazione del calcestruzzo dalla superficie per effetto di sollecitazioni espulsive di carattere chimico, dovuto per esempio al solfato da attacco Isa, o fisico quale quello dovuto all’aumento di volume che accompagna la formazione di ghiaccio, o all’aumento della pressione del vapore durante il fuoco.
Spandimento alla tavola a scosse
La prova della Tavola a scosse, che viene impiegata per un calcestruzzo fresco con classe di consistenza fluida o superfluida, è eseguita secondo la norma uni-en 12350-5 «prova su calcestruzzo fresco-prova di spandimento alla tavola a scosse». Secondo questa prova si posiziona un contenitore su una tavola vibrante.
Il contenitore viene riempito con calcestruzzo fresco, e una volta sollevato il contenitore si inizia la vibrazione per un tempo ben determinato. Al termine della vibrazione si misura lo spandimento sulla tavola lungo due direzioni ortogonali. La prova è attendibile se lo spandimento è compreso tra 340 e 600 mm. La classe di consistenza secondo lo spandimento alla tavola a scosse è compresa tra F1 e F6 (vedi Classe di consistenza).
Spegnimento della calce
Trattamento del CaO con acqua per ottenere il Ca(OH)2. Il processo, fortemente esotermico per lo sviluppo di calore, fa ribollire la miscela al termine del quale, si dice che la calce da viva si è spenta. Il processo di spegnimento riguarda sia la calce che la calce idraulica naturale.
Spessore fittizio
Rapporto tra l’area (A) della sezione ortogonale alla direzione del ritiro o dell’applicazione di una sollecitazione e il semiperimetro (Sp) esposto all’ambiente. Per esempio un provino di 10x10x50 cm lo spessore fittizio (hm) è così calcolato:
hm = A /Sp = 10×10 / 2•10 = 5 cm
Spettroscopia a raggi infrarossi
La spettroscopia a raggi infrarossi (IR) appartiene al gruppo delle prove distruttive eseguite in laboratorio su prelievi di calcestruzzo estratti dalle strutture. Essa è adatta per evidenziare il disordine cristallino dei minerali presenti negli aggregati per calcestruzzo.
Questa tecnica si rivela particolarmente vantaggiosa per diagnosticare la presenza di silice amorfa o forme di silice mal cristallizzata che sono la causa primaria del degrado associato alla cosiddetta reazione alcali-silice, nota anche come Asr, dall’acronimo inglese Alkali-Silica Reaction.
Alcuni ricercatori italiani (A. Bachiorrini, “A method to test the alkali reactivity of siliceous aggregates: infrared spectroscopy. Concrete durability”, John Scanlow Editor, ACI SP 100, Vol. II, pp. 1821-1833, 1987; G. Ba- ronio, M. Berra, A. Bachiorrini, A. Delmastro, L. Montanaro and A. Negro, “Concrete Alkali-Reaction”, Noyes Publications, pg 308, USA, 1987; M. Berra, T. Mangialardi, A. E. Paolini, “Alkali-silica reactivity criteria for concrete aggregates”, Materials and Structures, 38, pp. 373-380, 2005) hanno messo a punto un metodo, basato sulla spettroscopia Ir, per valutare in termini quantitativi il disordine cristallino della silice e dei silicati presenti in un aggregato, mettendolo in relazione con l’attitudine dell’aggregato stesso a provocare danni associati all’Asr.
Il metodo consiste nel diluire un campione di aggregato finemente macinato (< 45 μm) in bromuro di potassio (KBr) che funge da matrice del campione da analizzare. La miscela in polvere di aggregato (1-2%) e KBr (98-99%) viene pressata e la pasticca così ottenuta, dello spessore di circa 1 mm, è esposta alle radiazioni infrarosse.
Si registra con l’ausilio dello spettroscopio la trasmittanza (T in %) della radiazione trasmessa attraverso la pasticca in funzione del numero d’onda (ν in cm-1) della radiazione, nell’intervallo dei numeri d’onda di interesse per il gruppo e/o strutturale silicatici). La Figura 2 indagato che (SiO4 segue 4= per mostra gli aggregati tipicamente silicei uno spettro IR di quarzo a confronto con quello di una silice amorfa.
Nei due spettri sono evidenti vari gruppi di picchi nell’intervallo di numeri d’onda compreso tra 400 e 1300 cm-1 circa. Nello spettro relativo alla silice amorfa, si registra un allargamento ∆ν del aumento della trasmittanza T da picco 45% νa 1 circa a 800 70%. cm-1 Come ed un riferimento viene assunto il picco in corrispondenza del numero d’onda ν3 a circa 1100 cm-1.
Secondo il metodo proposto da Bachiorrini, il coefficiente verso l’equazione: di disordine, Cd, può essere calcolato attraverso l’equazione:
dove T è la differenza tra le trasmittanze minime dei picchi ma di T alle e dell’altezza frequenze νdel 1 e νpicco 3, e dove ν1.
In base ai valori di Cd misurati con questo metodo su diversi aggregati e alla sperimentata alcali-reattività di questi aggregati in termini di Livello di Soglia degli Alcali, Lsa; è stato possibile stabilire criteri diagnostici per la valutazione del potenziale rischio di reazione Asr, come mostrato nella Tabella dove Lsa è espresso come ossido di sodio equivalente, (Na2O eq).
I dati di questa Tabella indicano che se l’aggregato ha un Cd molto basso, corrispondente ad un inerte ben cristallizzato, il valore di Lsa è molto elevato e ciò significa che con questo inerte si possono impiegare cementi con un alto contenuto di alcali senza correre il rischio della reazione alcali-silice.
Un alternativa alla diagnosi dell’Asr è rappresentata dall’applicazione dell’acetato di uranile o di altri prodotti come in nitrito di cobalto capace di provocare una variazione di colore.
Spolvero indurente
Miscela di cemento e quarzo finemente macinato applicato a spolvero (come se fosse seminato) sulla superficie ancora fresca di calcestruzzo per pavimenti industriali. Il quarzo può essere sostituito da un minerale più duro come il corindone per rendere più resistente all’abrasione lo strato millimetrico di spolvero indurito. Il quarzo può essere anche sostituito da limatura di ferro, trattata termicamente per rimuovere il grasso, per migliorare la resistenza all’urto della pavimentazione.
