Efficacia degli additivi cristallizzanti sulle capacità di autoriparazione di calcestruzzi giovani

Sustainability in civil and structural engineering is a concept that is becoming increasingly important because of the constant demand for structures that can guarantee, over time, more and more demanding performance levels while reducing the costs due to maintenance. The need hence arises to build up structures able to perform, over time, the function for which they were designed and, therefore, characterized by a longer and useful lifetime with reduced maintenance. This awareness has led to the application of the concept of self-healing materials in the construction field and, in particular for concrete structures. It is well known that the main cause of degradation of the concrete elements and the respective steel reinforcement is the formation of cracks, of variable width, which allows the penetration of harmful agents within the cement matrix. The objective of this research was to investigate how the use of a crystalline admixture can improve the inherent ability of the concrete to seal cracks. To do so, an experimental plan has been designed that provides for the controlled generation of damage, evaluation of the generated cracks and the measurement of permeability in damaged specimens. After the samples were subjected to different curing conditions, we proceeded again to the analysis and evaluation of the parameters examined in the initial phase, allowing to derive the right conclusions. The addition of the crystalline admixture has resulted in a self-healing capacity damaged concrete more than satisfactory. Indeed, this product has had a significant influence on the variation of permeability in most of the investigated curing conditions, in particular those characterized by the continued presence of water, allowing to get the complete sealing of cracks. Despite the presence of the admixture provides a greater effectiveness in the healing processes and provides a higher degree of reliability, it has been observed that even the ordinary concrete may be characterized, when permanently in contact with water, by a high recovery of the permeability of the material and a complete healing of cracks. For submerged structures, which may be more susceptible to degradation in case of cracking, the use of crystalline admixture can be advantageous because it allows an increase of the durability of these structures and a reduction of the necessary maintenance, with a consequent reduction of the total costs that go to make up for the higher initial cost.

La sostenibilità, nell'ambito dell’ingegneria civile e strutturale, è un concetto che sta acquistando una sempre maggiore rilevanza a causa della costante richiesta di strutture capaci di garantire, nel tempo, specifici livelli di prestazione riducendo al tempo stesso i costi relativi al mantenimento di suddette caratteristiche prestazionali. Da ciò nasce la necessità di realizzare opere capaci di svolgere, nel tempo, la funzione per le quali sono state progettate e, quindi, caratterizzate da una vita utile più estesa e con ridotte capacità manutentive. Questa consapevolezza ha portato all'applicazione del concetto di materiali autoriparanti nel campo edilizio e, in particolare, per le strutture in calcestruzzo. È ben noto che la principale causa di degrado degli elementi in calcestruzzo e delle rispettive armature in acciaio è la formazione di fessure, di ampiezza variabile, che consente la penetrazione di agenti dannosi all'interno della matrice cementizia. L’obiettivo di questa ricerca è stato quello di studiare come l’utilizzo di un additivo cristallizzante consenta di migliorare la capacità, intrinseca del calcestruzzo, di sigillare le fessure. Per fare ciò, è stato predisposto un piano sperimentale che ha previsto la generazione di un danno controllato, la valutazione dell’ampiezza di fessura prodotta e la misurazione della permeabilità nei provini danneggiati. Dopo aver sottoposto i campioni a diverse condizioni di cura, si è proceduto nuovamente all'analisi e alla valutazione dei parametri esaminati in fase iniziale, permettendo di trarre le giuste conclusioni. L’aggiunta dell’additivo cristallino ha permesso di ottenere una capacità di autoguarigione del calcestruzzo danneggiato più che soddisfacente. Infatti tale prodotto ha avuto una notevole influenza sulla variazione di permeabilità nella maggior parte degli ambienti di cura studiati, in particolare in quelli caratterizzati dalla presenza continua di acqua che ha consentito di raggiungere la completa risigillatura delle fessure. Nonostante la presenza dell’additivo garantisca una maggiore efficacia nei processi di autoguarigione e fornisca un grado di affidabilità più elevato, è stato osservato che anche il calcestruzzo ordinario, quando permanentemente a contatto con acqua, è in grado di sviluppare una buona capacità di recupero della permeabilità del materiale e una totale richiusura delle fessure. Nel caso di strutture immerse e maggiormente soggette al degrado in caso di fessurazione, l’utilizzo degli additivi cristallini può risultare vantaggioso in quanto consente l’aumento della durabilità di tali opere e la diminuzione delle manutenzioni ritenute necessarie, portando ad una riduzione dei costi totali che vanno a compensare il maggior costo iniziale.