Concezione e caratterizzazione statica di un composito granulare a matrice cementizia con funzione dissipativa

One of the major needs of our society concerns the development of strategies to provide structures and infrastructures, mainly if highly socially sensitive, adequate protection against accidental events (impacts, blasts etc.), even not necessarily related to terroristic attacks. The goal of this thesis is to characterize various aspects of a granular cementitious composite consisting of cement paste and the lightweight-aggregate expanded clay LECA. The material which is able to dissipate the input energy through a highly nonlinear behaviour, characterized by low “yielding” strength and high degree of deformability thanks to the low strength of the binder and to the meso-structural rearrangement. This study will detail the optimization of the material composition, in terms of w/c ratio, content of air entraining agent, mixing protocol, paste volume fraction, grain size distribution of the LWA, and the static characterization under an experimental set-up which resembles the intended application, with reference to specimen and application to an existing concrete subgrade.

Lo sviluppo di nuove strategie per la protezione di strutture e infrastrutture contro eventi accidentali (impatti, esplosioni etc.), costituisce una delle prerogative future più importanti della nostra società. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di caratterizzare sotto vari aspetti un materiale composito granulare a matrice cementizia costituito da pasta di cemento e dall’aggregato leggero argilla espansa LECA. Il materiale deve essere in grado di dissipare l’energia di impatto attraverso un comportamento non lineare, caratterizzato da una bassa resistenza a “snervamento” e da un elevato grado di deformabilità grazie ad una bassa resistenza dello scheletro e al riarrangiamento mesostrutturale. Nel suo insieme le attività del progetto sono focalizzate sull’ottimizzazione della composizione del materiale, in termini di rapporto w/c, contenuto di aerante, protocollo di miscelazione, volume di pasta, distribuzione granulometrica dell’aggregato leggero, caratterizzazione statica del materiale attraverso prove sperimentali su provini che ripropongono, grazie al set-up utilizzato, le condizioni di probabile impiego.