This thesis deals with an experimental campaign started in October 2017 with the aim of developing an experimental methodology to evaluate the effects of the self-healing of cracks on the adhesion and corrosion of the bars. The experimental methodology envisaged the creation of concrete specimens, made with three different mix, one for reference, one for reference with bars treated with grout and one with crystalline additive. Through pull-out tests, the specimens were pre-cracked and subjected, with virgin specimens, to dry-wet cycles at different degrees of salinity of the water. To facilitate the evaluation of the self-healing of the specimens, indices relating to the physical-mechanical characteristics have been defined. It has been found that the type of mix and the presence of cracks affects the recovery of the mechanical characteristics: in fact, specimens containing the crystalline additive have higher values of recovery. It occurs because crystalline additive contributes to the reclosure of cracks, and this improve the physical and mechanical characteristics. The presence of cracks, logically, reduces resistance: this aspect has been analyzed by comparing cracked specimens with intact specimens in different conditions. Many aspects have influenced the cracks closure: the width of the crack created, the type of mix and the exposure conditions. Smaller crack widths correspond to greater reclosure. Moreover, the crystalline additive has contributed to this aspect since, when in contact with water, it gives rise to crystalline composites which help to close the crack. Salted water was generally a better condition because salt leads to the creation of precipitates which help the crack closure. Finally, the oxidation of steel bars has been influenced by the presence of cracks and by the type of mix: the precracking has, as expected, helped to increase the phenomenon of oxidation. In fact, water, through the crack, has a preferential way to reach the bar. In addition, the presence of crystalline additive has contributed to reduce corrosion phenomena since the degree of reclosure of the cracks increases.

Il seguente elaborato ha come oggetto una campagna sperimentale iniziata a ottobre 2017 con lo scopo di mettere a punto una metodologia sperimentale per valutare gli effetti della autoriparazione delle fessure sul meccanismo di aderenza e sulla corrosione delle armature. A tal fine la metodologia sperimentale concepita ha previsto la realizzazione di provini in calcestruzzo, realizzati con tre tipologie di mix differenti, uno di riferimento, uno di riferimento con barre trattate con boiacca e uno con additivo cristallino. Attraverso prove di estrazione, i provini sono stati pre-fessurati e sottoposti, insieme a provini vergini, a cicli asciutto-bagnato a diversi gradi di salinità dell'acqua. Per facilitare la valutazione dell’autoriparazione dei provini, sono stati definiti degli indici relativi alle caratteristiche fisico-meccaniche dei provini stessi. Si è constato che la tipologia di mix e la presenza o meno di fessure influisce sul recupero delle caratteristiche meccaniche: infatti, provini realizzati con un mix contenente l’additivo cristallino presentano recuperi elevati dovuti al fatto che la presenza di additivo cristallino contribuisce alla richiusura di fessure, e questo porta ad un miglioramento delle caratteristiche fisico-meccaniche. La presenza di fessure, logicamente, riduce la resistenza: tale aspetto è stato analizzato paragonando, per diverse condizioni, provini fessurati con provini integri. Vari sono stati gli aspetti che hanno contribuito a richiudere le fessure: ampiezza della fessura creatasi, tipologia di mix e condizione di esposizione. Ad ampiezze di fessure minori, corrisponde una richiusura maggiore; inoltre, la presenza dell’additivo cristallino ha contribuito a tale aspetto dal momento che, messo a contatto con l’acqua, dà luogo alla formazione di composti cristallini che contribuiscono, per l’appunto, a richiudere la fessura. La condizione di acqua salata è risultata essere, in generale, migliore poiché la presenza di sale porta alla creazione di ulteriori precipitati che contribuiscono a richiudere la fessura. Infine, l’ossidazione di barre in acciaio è stata influenzata dalla presenza o meno della fessura e dalla tipologia di mix: la pre-fessurazione ha, come previsto, contribuito ad aumentare il fenomeno di ossidazione dovuto al fatto che l’acqua, attraverso la fessura, ha una via preferenziale per raggiungere la barra. Inoltre, la presenza di additivo cristallino nel mix del provino di appartenenza ha contribuito a ridurre fenomeni di corrosione dal momento che quest’ultimo aumenta il grado di richiusura delle fessure.

Una metodologia sperimentale per verificare gli effetti dell'autoriparazione delle fessure sull'aderenza e sulla corrosione delle armature in elementi strutturali in calcestruzzo armato

CASILLO, ANNA CLAUDIA;CASATI, GIACOMO
2017/2018

Abstract

This thesis deals with an experimental campaign started in October 2017 with the aim of developing an experimental methodology to evaluate the effects of the self-healing of cracks on the adhesion and corrosion of the bars. The experimental methodology envisaged the creation of concrete specimens, made with three different mix, one for reference, one for reference with bars treated with grout and one with crystalline additive. Through pull-out tests, the specimens were pre-cracked and subjected, with virgin specimens, to dry-wet cycles at different degrees of salinity of the water. To facilitate the evaluation of the self-healing of the specimens, indices relating to the physical-mechanical characteristics have been defined. It has been found that the type of mix and the presence of cracks affects the recovery of the mechanical characteristics: in fact, specimens containing the crystalline additive have higher values of recovery. It occurs because crystalline additive contributes to the reclosure of cracks, and this improve the physical and mechanical characteristics. The presence of cracks, logically, reduces resistance: this aspect has been analyzed by comparing cracked specimens with intact specimens in different conditions. Many aspects have influenced the cracks closure: the width of the crack created, the type of mix and the exposure conditions. Smaller crack widths correspond to greater reclosure. Moreover, the crystalline additive has contributed to this aspect since, when in contact with water, it gives rise to crystalline composites which help to close the crack. Salted water was generally a better condition because salt leads to the creation of precipitates which help the crack closure. Finally, the oxidation of steel bars has been influenced by the presence of cracks and by the type of mix: the precracking has, as expected, helped to increase the phenomenon of oxidation. In fact, water, through the crack, has a preferential way to reach the bar. In addition, the presence of crystalline additive has contributed to reduce corrosion phenomena since the degree of reclosure of the cracks increases.
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
25-lug-2018
2017/2018
Il seguente elaborato ha come oggetto una campagna sperimentale iniziata a ottobre 2017 con lo scopo di mettere a punto una metodologia sperimentale per valutare gli effetti della autoriparazione delle fessure sul meccanismo di aderenza e sulla corrosione delle armature. A tal fine la metodologia sperimentale concepita ha previsto la realizzazione di provini in calcestruzzo, realizzati con tre tipologie di mix differenti, uno di riferimento, uno di riferimento con barre trattate con boiacca e uno con additivo cristallino. Attraverso prove di estrazione, i provini sono stati pre-fessurati e sottoposti, insieme a provini vergini, a cicli asciutto-bagnato a diversi gradi di salinità dell'acqua. Per facilitare la valutazione dell’autoriparazione dei provini, sono stati definiti degli indici relativi alle caratteristiche fisico-meccaniche dei provini stessi. Si è constato che la tipologia di mix e la presenza o meno di fessure influisce sul recupero delle caratteristiche meccaniche: infatti, provini realizzati con un mix contenente l’additivo cristallino presentano recuperi elevati dovuti al fatto che la presenza di additivo cristallino contribuisce alla richiusura di fessure, e questo porta ad un miglioramento delle caratteristiche fisico-meccaniche. La presenza di fessure, logicamente, riduce la resistenza: tale aspetto è stato analizzato paragonando, per diverse condizioni, provini fessurati con provini integri. Vari sono stati gli aspetti che hanno contribuito a richiudere le fessure: ampiezza della fessura creatasi, tipologia di mix e condizione di esposizione. Ad ampiezze di fessure minori, corrisponde una richiusura maggiore; inoltre, la presenza dell’additivo cristallino ha contribuito a tale aspetto dal momento che, messo a contatto con l’acqua, dà luogo alla formazione di composti cristallini che contribuiscono, per l’appunto, a richiudere la fessura. La condizione di acqua salata è risultata essere, in generale, migliore poiché la presenza di sale porta alla creazione di ulteriori precipitati che contribuiscono a richiudere la fessura. Infine, l’ossidazione di barre in acciaio è stata influenzata dalla presenza o meno della fessura e dalla tipologia di mix: la pre-fessurazione ha, come previsto, contribuito ad aumentare il fenomeno di ossidazione dovuto al fatto che l’acqua, attraverso la fessura, ha una via preferenziale per raggiungere la barra. Inoltre, la presenza di additivo cristallino nel mix del provino di appartenenza ha contribuito a ridurre fenomeni di corrosione dal momento che quest’ultimo aumenta il grado di richiusura delle fessure.
Tesi di laurea Magistrale
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