A COMPREHENSIVE EXPERIMENTAL METHODOLOGY TO STUDY THE AUTOGENOUS AND ENGINEERED SELF HEALING OF HPFRCC

In recent years global warming has become an increasingly serious threat affecting our ecosystem. The main cause of this phenomenon is the constant and increasing concentration of CO2 that is released into the environment every year, constantly worsening the situation. Precisely in this context, the construction sector holds an unenviable record in terms of CO2 emissions due to the production of cement, which is around 6-7% of global emissions. These data have been rounded down because they do not consider the further emissions due to the transport of the material and the following recovery interventions of the existing structures. Concerning this problem, an increase in the durability of concrete can be one of many solutions, as a more durable concrete requires less repairs during its service life compared to a higher cost in the initial phase. In this context, the thesis is part of the COST-Action SARCOS (Self-healing As preventive Repair of COncrete Structures) program, funded by the European Commission in the framework of the Horizon 2020 program and aims to deepen the study of the phenomenon of self-healing, that is the ability of a concrete to autonomously repair the cracks formed during its service life. This investigation is carried out on two different mixtures, one containing a crystalline additive that stimulates self-healing (Penetron Admix - P mixture) and one without this additive (NP mixture), as this phenomenon is equally possible even without catalysts. The changes produced by self-healing are analyzed by means of mechanical indices (ISR, IDaR0 and IDaR*), closely related to the variation of the mechanical properties of the material, and indices based on other factors such as the re-closure of the crack (Index of Re-closure - Permeability Index). The experimental results show how the mixture containing the crystalline additive has better performances in the short term from all points of view, starting from the mechanical indices to the permeability and re-closure indices. In the long run instead the differences between the two mixtures are negligible.

Negli ultimi anni il riscaldamento globale è diventato una minaccia sempre più grave che colpisce il nostro ecosistema. La causa principale di questo fenomeno è la concentrazione costante e crescente di CO2 che ogni anno viene rilasciata nell'ambiente, peggiorando costantemente la situazione. Proprio in questo contesto, il settore delle costruzioni detiene un record non invidiabile in termini di emissioni di CO2 dovute alla produzione di cemento, che si aggira intorno al 6-7% delle emissioni globali. Questi dati sono stati arrotondati per difetto perché non tengono conto delle ulteriori emissioni dovute al trasporto del materiale e ai successivi interventi di recupero delle strutture esistenti. Per quanto riguarda questo problema, un aumento della durabilità del calcestruzzo può essere una delle tante soluzioni, poiché un calcestruzzo più durevole richiede meno riparazioni durante la sua vita utile a fronte di un costo più elevato nella fase iniziale. In questo contesto la tesi fa parte del programma COST-Action SARCOS (Self-healing As preventive Repair of COncrete Structures), finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del programma Horizon 2020 e mira ad approfondire lo studio del fenomeno di self-healing, ovvero la capacità di un calcestruzzo di riparare in modo autonomo le fessure formatesi durante la sua vita di servizio. Questa indagine viene condotta su due diverse miscele, una contenente un additivo cristallino che stimola il self-healing (Penetron Admix - miscela P) e una senza questo additivo (miscela NP), in quanto tale fenomeno è ugualmente possibile anche senza catalizzatori. Le variazioni prodotte dal self-healing vengono analizzate mediante indici meccanici (ISR, IDaR0 e IDaR *), strettamente legati alla variazione delle proprietà meccaniche del materiale, e indici basati su altri fattori come la richiusura della fessura(Indice di richiusura - Indice di permeabilità). I risultati sperimentali mostrano come la miscela contenente l'additivo cristallino abbia prestazioni migliori nel breve periodo sotto tutti i punti di vista, a partire dagli indici meccanici fino agli indici di permeabilità e richiusura. Nel lungo periodo invece le differenze tra le due miscele è trascurabile.