Efficacia delle fibre naturali sulla capacità di autoriparazione di composti a matrice cementizia

Within this dissertation high performance fiber reinforced cement based composites (HPFRCCs) with natural fibers have been analyzed. The natural fibers come from Brazil, through the international research project EnCoRe – ENvironmentally-friendly solution for COncrete with REcycled and natural components. The self-healing capacity has been evaluated for composites with a fiber volume fraction of 1,28%, using a hybrid fiber reinforcement consisting of natural and steel fibers. The evaluation has been performed by means of four points bending testes done in two different times, in between of a “therapy” ranging over different exposure times, 3 and 6 months respectively. Microscope analysis have been performed to support the results gathered from mechanical tests. Only natural fibres specimens were been used to analyse the water retention capability during dry/humid cycles. The role of fibers dispersion within the specimens and the casting flow protocol was also analyzed. Moreover, the autogenous and drying shrinkage of composites with different types of fibres have been also studied and compared with the reference mixture without fiber, in order to support the assumption that natural fibers can create a porous network and a preferred way to connect the internal matrix and the environment.

Nella presente tesi sono stati analizzati compositi cementizi ad alte prestazioni fibrorinforzati (HPFRCCs) con fibre naturali. Le fibre naturali utilizzate provengono dal Brasile, grazie al progetto di ricerca internazionale EnCoRe – ENvironmentally-friendly solution for COncrete with REcycled and natural components. Si sono quindi valutate le capacità autoriparanti di tali materiali con un mix design che avesse una percentuale di fibre sul volume pari al 1,28%, con un utilizzo misto di fibre naturali e d’acciaio. La valutazione è stata eseguita tramite prove a flessione su quattro punti eseguite in due momenti, intervellate da un periodo di “terapia” in diverse condizioni di esposizione, di periodo 3 e 6 mesi. Indagini al microscopio ottico sono state eseguite per portare maggiori evidenze dell’avvenuto recupero meccanico. La realizzazione di provini con solo fibre naturali è stata fatta per valutare l’assorbimento relativo della quantità di acqua in cicli di asciutto/ambiente umido. Sono stati oggetto di analisi anche l’effettiva dispersione delle fibre e le procedure di getto. Inoltre si è valutato il ritiro autogeno e igrometrico di composti utilizzando solo una tipologia di fibre e confrontate con un mix privo di fibre allo scopo di valutarne l’effetto: le fibre naturali infatti possono creare un reticolo poroso all’interno della matrice cementizia che può ampliare gli scambi tra interno della matrice e l’ambiente esterno e quindi avere effetti sul fenomeno del ritiro.