Viscosità del calcestruzzo in presenza di essiccamento : l'effetto Pickett. Modellazione numerica e prove sperimentali

This thesis deals with the experimental and numerical analysis of a specific feature of the visco-elastic behaviour of concrete in presence of long-time loads and drying, known as Pickett effect. This effect consists in the discrepancy between the sum of shrinkage plus basic creep and drying creep. After an introduction (chapter 1) about the features of the cement paste, which is the site where creep and shrinkage take place (chapter 2), the description of the Pickett effect is given (chapter 3), together with the conjectures formulated about the mechanisms at its origin. To the question on the origin of the Pickett effect for the high performance concrete considered, one can only answer using a numerical model capable of simulating the mechanical and hygro-thermo-chemical behaviour of concrete (chapter 4). The results of the experimental tests conducted on a high performance concrete used for long span bridges are then illustrated (chapter 5), which show the presence of the Pickett effect. After the calibration of its parameters, the numerical model (chapter 6) is used to quantify the entity of the various possible causes. The finding is that major contribution is given by a different mechanism with respect to ordinary concrete.

Il presente lavoro di tesi riguarda l'analisi sperimentale e numerica di un particolare aspetto del comportamento elasto-viscoso del calcestruzzo in presenza di carichi di lunga durata ed essiccamento, noto come effetto Pickett. Questo effetto consiste nella discrepanza tra la somma della deformazione di ritiro e quella viscosa misurata in assenza di essiccamento e la deformazione viscosa in presenza di essiccamento. Dopo un'introduzione (capitolo 1) sulle caratteristiche della pasta di cemento, che è sede dei fenomeni di viscosità e ritiro (capitolo 2), si procede alla descrizione dell'effetto Pickett (capitolo 3), illustrando i possibili meccanismi alla sua origine. Alla domanda sulla effettiva origine di tale effetto per il tipo di calcestruzzo in questione si può solo rispondere mediante l'utilizzo di un modello numerico capace di simulare il comportamento meccanico e igro-termo-chimico del calcestruzzo (capitolo 4). Vengono poi illustrati (capitolo 5) i risultati della campagna sperimentale condotta su un calcestruzzo ad alta resistenza utilizzato per un ponte di grande luce, che mettono in evidenza la presenza dell'effetto Pickett. Si procede quindi (capitolo 6) alla calibrazione dei parametri del modello e al suo utilizzo al fine di identificare quantitativamente l'entità dei vari contributi. Si scopre così che, per il calcestruzzo in questione, il meccanismo responsabile è radicalmente diverso da quello presente nei calcestruzzi ordinari.