OHMcrete. Development of a new cementitious product for implementation of electro-thermal building components

Object of the thesis is electro-thermal concrete, a particular type of concrete able to generate heat if supplied by electrical power. In this work, the potential and the application limits of this technology are established, and new product concepts and components in electro-thermal concrete are defined. The preliminary study starting from the State of the Art allowed to define the main distinctive features of conductive concrete, and, consequently, has allowed us to make a choice for the definition and development of our product proposal. Electro-thermal concrete can be realized with different types of conductive additions, in the form of fibres, powders or particles. In this thesis work Marconite® was used, a particular kind of conductive aggregate. Substituting the fine aggregate with Marconite®, an electrically conductive mortar was obtained, OHMcrete, whose electrical and electro-thermal properties have been evaluated through a parametric analysis. OHMcrete was subsequently compared with other similar technologies and with other electro-thermal cementitious materials described in the literature. The work ends with the definition of possible application scenarios, both indoors and outdoors, in the construction field.

La tesi ha come oggetto il calcestruzzo elettrotermico, una particolare tipologia di calcestruzzo in grado di generare calore se alimentato da corrente elettrica. Vengono stabiliti, in questo elaborato, le potenzialità e i limiti applicativi di questa tecnologia, e definiti nuovi concept di prodotto e componenti in calcestruzzo elettrotermico. Lo studio preliminare a partire dallo Stato dell’Arte ha permesso di definire le principali caratteristiche distintive del cemento conduttivo, e, di conseguenza, ci ha consentito di operare una scelta per lo sviluppo e la messa a punto della nostra proposta di prodotto. Il calcestruzzo elettrotermico può essere realizzato con diverse tipologie di aggiunte conduttive, in forma di fibre, polveri o particelle. In questo lavoro di tesi è stata utilizzata la Marconite®, un particolare aggregato conduttivo. Sonstituendo l’aggregato fine con la Marconite® si è ottenuta una malta conduttiva, OHMcrete, di cui è stata svolta un’analisi parametrica sia delle proprietà elettriche, che delle proprietà elettrotermiche. OHMcrete è stato successivamente comparato con altre tecnologie assimilabili, e con altri materiali cementizi elettrotermici descritti in letteratura. Il lavoro si conclude con la definizione di possibili scenari applicativi, sia in ambienti interni che esterni, nel campo delle costruzioni.