Capacità di autoriparazione di compositi cementizi fibrorinforzati ad alte prestazioni

In this thesis has been shown the results of the study on the self-healing capacity of autogenous and engineered high performance fiber-reinforced cementitious composites. Will be also evaluated the effects of fiber orientation and of the various openings of the cracks, of the various types and time of exposure and the duration of the maturation before the pre- cracking. It will also be assessed the validity of the procedure of casting flow used to align the fibers along a preferential direction, through the description of the different mechanical behavior of the specimens with parallel fibers respect the direction of bending action applied, characterized by a strain-hardening behavior with multi-cracking openings, compared to specimens with perpendicular fibers, characterized by strain-softering behavior, with a single crack developing. The methodology used to analyze the effects of auto repair cracks is based on the assessment of mechanical properties recovery. The campaign is based on comparison between experimental data obtained by means of ultrasonic tests, bending tests and microscopic investigation. The specimens will be pre-cracked up to different crack opening values and further to the pre-cracking will be exposed to different conditions and, once completed the treatment period, will be repeated the same test performed in pre-cracking, up to specimen’s failure. The HPFRCCs, because of their ability to recover mechanical properties and durability, pave the way for new development opportunities in the context of the building world.

Nella presente tesi saranno mostrati i risultati dello studio sulle capacità di autoriparazione autogene e ingegnerizzate dei compositi cementizi fibrorinforzati ad alte prestazioni. Saranno oggetto di valutazione anche gli effetti dell’orientamento delle fibre e delle diverse aperture di fessura, dei vari tipi e tempi d’esposizione e della durata della maturazione prima della pre-fessurazione. Sarà inoltre confermata la validità della procedura di getto impiegata per allineare le fibre lungo una direzione preferenziale, descrivendo il diverso comportamento meccanico dei provini con fibre parallele alla direzione della azione flettente applicata, caratterizzati da comportamento di tipo incrudente con multi-fessurazione diffusa, rispetto ai provini con fibre perpendicolari, caratterizzati da comportamento di tipo degradante, con formazione di un’unica fessura. La metodologia impiegata per analizzare gli effetti dell’autoriparazione delle fessure sarà basata sulla valutazione del recupero delle proprietà meccaniche del materiale. La campagna sperimentale prevede il confronto dei dati ottenuti da prove ultrasoniche, prove a flessione e indagine al microscopio. I provini saranno pre-fessurati fino a differenti valori di apertura di fessura e in seguito alla pre-fessurazione saranno esposti a diverse condizioni e, una volta terminato il periodo di trattamento, saranno ripetute le medesime prove realizzate in fase di pre-fessurazione, fino alla rottura del provino. Gli HPFRCCs, che per la loro capacità di recupero delle proprietà meccaniche e di durabilità a seguito del danneggiamento sono in grado di estendere la vita utile della struttura, aprono la strada per nuove prospettive di sviluppo nell’ambito dello scenario edilizio mondiale.