Analisi sperimentale sull'affinità tra scorie di acciaieria e bitumi ordinari, additivati e modificati

A large quantity of materials is required for the construction of road paving. One of the most important alternative materials in asphalt mixtures production is steel slag originated by electric arc furnaces (EAF) of the steelworks. To date, the use of steel slags is restricted to road paving and only for the deep layers of the pavement. The aim of this thesis is to carry out an experimentation on the possible use of steel slags in asphalt mixtures for surface layers of paving. In particular the affinity between the slag and the bituminous binders is evaluated, observing how different materials affect the adhesive characteristics. Two types of steel slags were analyzed, compared with natural aggregates. The binders used are an ordinary bitumen and a hard modified bitumen. Ordinary bitumen has also been added with adhesion promoters (two polyphosphates and two amino acids) from two different producers. After characterizing the various materials used (steel slags, natural aggregates and bitumens) the adhesive characteristics were analyzed using slag-bitumen affinity tests, such as boiling water test and rolling bottle test. The results obtained show that steel slags have a good affinity with the binders, not providing relevant problems of adhesion. Therefore their use in asphalt mixtures addressed to surface layers does not involve risks.

La realizzazione delle pavimentazioni stradali richiede l’utilizzo di grandi quantità di materiali. Un importante materiale alternativo per la realizzazione dei conglomerati bituminosi è rappresentato delle scorie derivanti dai forni ad arco elettrico (EAF) delle acciaierie. Ad oggi l’utilizzo delle scorie d’acciaieria nelle infrastrutture è tuttavia ancora molto contenuto, specialmente per quanto riguarda lo strato di usura, ed è rivolto alle sole sovrastrutture stradali. L’obiettivo della presente tesi è quello di condurre una sperimentazione sul possibile utilizzo di scorie d’acciaieria nelle miscele di conglomerato bituminoso destinati a strati di usura. Nello specifico si vuole valutare l’affinità tra le scorie e i leganti bituminosi, valutando come variano le caratteristiche adesive al variare della tipologia di materiali utilizzati. In particolare sono state analizzate due tipologie di scorie confrontate con aggregati naturali. I leganti impiegati sono un bitume ordinario e un bitume modificato hard. Il bitume ordinario è stato inoltre additivato con attivanti di adesione (due polifosfati e due amminici) forniti da due diversi produttori. Le caratteristiche adesive sono state analizzate tramite prove di affinità scoria-bitume (boiling water test e rolling bottle test), previa caratterizzazione dei vari materiali utilizzati: scorie, aggregati naturali e bitumi. Dai risultati pervenuti dalla sperimentazione svolta si può concludere che le scorie d’acciaieria dimostrano di avere una notevole affinità con i leganti, non fornendo rilevanti problemi di adesione. Pertanto il loro utilizzo nei conglomerati bituminosi destinati a strati di usura non comporta rischi.