ITMI20101950A1 - Additivo attivatore di cemento e accelerante per calcestruzzi proiettati - Google Patents
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Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“ADDITIVO ATTIVATORE DI CEMENTO E ACCELERANTE PER CALCESTRUZZI PROIETTATI”
La presente invenzione riguarda la preparazione e l’uso di additivi liquidi o in polvere in grado di ridurre il consumo di cemento e di additivo accelerante per la produzione di calcestruzzi proiettati più economici e a ridotte emissioni di diossido di carbonio.
Stato della tecnica
La realizzazione di gallerie richiede l’impiego di notevoli quantità di materiali cementizi necessari alla messa in opera del rivestimento temporaneo o permanente. L’esigenza di procedere speditamente con i lavori impone che il materiale cementizio venga applicato congiuntamente alle operazioni di scavo e indurisca rapidamente, anche al fine di salvaguardare la sicurezza degli operatori. È stata pertanto sviluppata una tecnologia che consente la proiezione dell’impasto fresco direttamente sulla roccia, senza l’impiego di casseforme di contenimento. Affinché il materiale possa aderire adeguatamente sulle pareti della roccia, evitando di ricadere a terra per effetto del proprio peso o del rimbalzo dovuto all’intensità dello spruzzo, esso deve indurire e sviluppare le resistenze meccaniche rapidamente, appena giunto a contatto con il supporto. Solo in tali condizioni è possibile realizzare un supporto strutturale della volta in grado di consentire la prosecuzione dei lavori di scavo. Tali risultati possono essere ottenuti utilizzando:
1) Calcestruzzi a basso rapporto Acqua/Cemento (0.47/0.53) e contenenti almeno 380-450 kg/m<'>di cemento tipo 42,5 o 52,5;
2) Additivi acceleranti che inducono un rapido indurimento (in termini di presa e sviluppo delle resistenze meccaniche iniziali) del legante cementizio.
Il calcestruzzo, in combinazione con tali additivi, dovrebbe aderire perfettamente al supporto roccioso senza collassare, sviluppando elevate resistenze meccaniche iniziali: il primo parametro si valuta in base alla capacità che ha l’accelerante di ridurre i tempi di presa di una pasta cementizia; il secondo misurando lo sviluppo delle resistenze meccaniche durante le prime ore di idratazione.
I primi acceleranti sviluppati per questo scopo sono stati additivi alcalini quali soda, potassa, silicati o alluminati di metalli alcalini. Tali acceleranti, pur consentendo una presa e un indurimento iniziali soddisfacenti, inibiscono, nel tempo, un adeguato sviluppo delle resistenze meccaniche del materiale cementizio posto in opera, compromettendone la durabilità. Inoltre, essi sono fortemente irritanti per la pelle e il loro utilizzo rende altamente insalubre Γ ambiente di lavoro. La loro manipolazione necessita l’adozione di particolari misure di protezione per i lavoratori. Infine, il rilascio degli alcali nelle falde acquifere attigue al cantiere di lavoro, può causare danni irreparabili all’ambiente acquatico in quanto tali sostanze alterano i naturali valori di pH dell’ecosistema.
Per superare tali inconvenienti, è stata sviluppata una nuova categoria di additivi definiti “alkali-free” o privi di alcali. In accordo ad alcune norme europee (ad esempio Òsterreichischer Betonverein Guideline Sprayed Concrete, Richtlinie Spritzbeton “Anwendung und Priifung”, Wien, October 1998 e EN 934-5 “Admixtures for Sprayed Concrete-Definitions, Requirements and Conformity”), un additivo accelerante è classificabile come “alkali-free” quando la concentrazione di sodio e potassio, espressa in equivalenti di Na20, è inferiore o uguale all’1%.
Tra questi nuovi additivi privi di alcali o “alkali-free”, EP 1167317 descrive un accelerante privo di alcali, costituito fondamentalmente da fluoro alluminati e solfato d’alluminio. Questa tipologia di additivi permette una rapida presa del calcestruzzo, consentendo quindi notevoli velocità di posa in opera. E’ stato tuttavia osservato che il loro utilizzo ritarda, soprattutto durante le prime ore di idratazione, un adeguato sviluppo delle resistenze meccaniche del calcestruzzo o della malta, con conseguente rallentamento dei lavori di scavo.
US 6302954 e EP 1114004 descrivono additivi acceleranti “alkali-free” a base di carbossilati di alluminio e solfato d’alluminio. Questi acceleranti, sebbene consentano un adeguato sviluppo delle resistenze meccaniche rispetto a quelli rivendicati in EP 1167317, non sono tuttavia sufficientemente efficaci nella fase iniziale di presa. Tale ritardo nella presa si può ripercuotere negativamente sulla stabilità in opera del materiale.
WO 2005040059 descrive additivi acceleranti a base di fluoro-carbossilati di alluminio, sodio alluminato e manganese solfato che consentono un’efficace riduzione dei tempi di presa e un adeguato sviluppo delle resistenze meccaniche.
Per migliorare le prestazioni del calcestruzzo proiettato, si tende a massimizzare la concentrazione di cemento e di accelerante, con il conseguente incremento dei costi di produzione. Inoltre, elevati dosaggi del legante idraulico aumentano il ritiro igrometrico del calcestruzzo e il rischio di fessurazioni, le quali influiscono negativamente sulla durabilità. Il cemento è anche una risorsa ad elevato impatto ambientale. Per esempio, la realizzazione di un piccolo tunnel (diametro pari a 7 metri e lunghezza di 1 km) rivestito con 0.3 m di calcestruzzo proiettato ad umido, richiede fino a 1630 tonnellate di cemento che equivalgono a circa 1076 ton di C02(non considerando le emissioni di CO, NOx, SOx, CH4, HC1 e metalli pesanti).
Descrizione della invenzione
È particolarmente sentita l’esigenza di additivi in grado di ridurre il quantitativo di cemento e di accelerante, a parità di prestazioni del calcestruzzo proiettato.
La presente invenzione è relativa ad un prodotto, liquido o in polvere, che, sostituito parzialmente al cemento o in aggiunta ad esso, è in grado di migliorare l’efficacia dell’accelerante di presa e del cemento a tal punto da poterne ridurre il dosaggio mantenendo inalterato lo sviluppo delle resistenze meccaniche del calcestruzzo proiettato.
Si è infatti sorprendentemente trovato che un additivo costituito da almeno un silicato, alluminato, solfato, nitrato, alogenuro, carbossilato, idrossido, ossido di alluminio, calcio, magnesio, sodio, potassio, litio o loro miscele in eventuale combinazione con carbonati di metalli alcalini, alcalinoterrosi o loro miscele, consente di migliorare l’efficacia dell’accelerante di presa e di ottenere calcestruzzi ad elevate prestazioni, utilizzando dosaggi inferiori di accelerante e cemento. Ciò porta a benefici in termini di riduzione di costi, maggiore durabilità del manufatto e minore impatto ambientale rispetto ad un calcestruzzo ordinario.
Le caratteristiche dell’additivo sono ulteriormente migliorate per effetto dell’aggiunta di sostanze inorganiche ad effetto pozzolanico, calce idraulica, calce aerea o leganti idraulici latenti.
Le sostanze inorganiche ad effetto pozzolanico possono comprendere fumo di silice o cenere volante. Il fumo di silice è una polvere di scarto ottenuta dai processi di produzione del silicio e delle leghe ferro-silicio nei forni di riduzione della quarzite. Le caratteristiche del fumo di silice, non limitanti, sono riportate nel seguito:
Contenuto Si02: > 70%
Peso Specifico: 2, 0-2, 5 kg/1;
Peso specifico in mucchio: 100-800 kg/nr;
Superficie specifica: 10-50 m<2>/g;
Particelle >45 pm: massimo 2%.
La cenere volante è un sottoprodotto della combustione del carbone polverizzato nelle centrali termoelettriche ed è costituita dal solido particellare che viene separato dai fumi di combustione per mezzo di filtri elettrostatici o meccanici. A causa delle elevate temperature a cui si forma, fonde e poi, trascinata dai fumi, subisce un brusco raffreddamento per cui presenta una struttura prevalentemente vetrosa (silice amorfa) e quindi reattiva. Le caratteristiche chimico-fisiche non limitanti del materiale sono di seguito riportate:
Perdita al fuoco < = 10%;
Cloruri < = 0,1%;
Solfati (S03) < = 3%;
Silice (Si02)> = 25%;
Silice, allumina e ossido di ferro > = 70%;
Contenuto totale di alcali < = 5%;
Fosfati solubili (P205) < = 100 mg/kg;
Diametro particelle < 100 pm
Superficie specifica < 60 m<2>/g.
Per leganti idraulici latenti si intendono loppe (o scorie) d’ altoforno, ovvero sottoprodotti del processo di produzione della ghisa dal quale si formano grosse quantità di scoria liquida. Essa acquista proprietà idrauliche quando viene raffreddata bruscamente e trasformata in granuli porosi a struttura amorfa, che vengono macinati in modo da ottenere una polvere di finezza paragonabile a quella del cemento. Le caratteristiche non limitanti del materiale sono di seguito riportate:
Contenuto CaO: > 30%;
Contenuto Si02: 25-50%;
Contenuto A1203: 2-20%;
Peso Specifico: 1,0- 1,3 kg/1;
Peso specifico in mucchio: 2, 0-3,0 kg/m<3>;
Superficie specifica: 0,2- 1,0 m<2>/g.
La calce idraulica è un legante idraulico che si ottiene da calcare impuro per la presenza di argille, che viene frantumato e cotto ad una temperatura di 1000-1 100°C. Intorno ai 900°C, avviene la decomposizione termica del calcare in ossido di calcio e anidride carbonica e dei silicati idrati di alluminio costituenti l’argilla. Intorno ai 1000-1 100°C, i prodotti della decomposizione dell’argilla si legano all’ossido di calcio formando alluminato monocalcico e silicato bicalcico che hanno proprietà idrauliche. Le caratteristiche non limitanti del materiale sono di seguito riportate:
CaO MgO > 45%;
Calce libera > 3%;
C02< 12%;
S03< 3%;
Peso specifico in mucchio: 0,5-1 kg/1;
Trattenuto a 0,09 mm < 15%;
Trattenuto a 0,2 mm < 5%.
L’eventuale combinazione di carbonato di metalli alcalini e/o alcalino terrosi (denominati MC03) con almeno un silicato, un alluminato, un solfato, un nitrato, un alogenuro, un carbossilato, un idrossido, un ossido dell’ alluminio, del calcio, del magnesio, del sodio, del potassio, del litio o loro miscele, può variare secondo le seguenti proporzioni:
MC03: 0-99% (in peso nella formulazione finale);
somma di A12(S04)3e/o Ca(OH)2: 1-100% (in peso nella formulazione finale).
Nel caso in cui venissero utilizzate sostanze diverse da quelle riportate nella formulazione (ad esempio idrossi-solfato d’alluminio o alluminio solfato idrato o alluminio idrossido o nitrato di calcio o magnesio idrossido o idromagnesite), il calcolo per la determinazione della formulazione risultante si esegue come nel seguito:
A: percentuale in peso di MC03;
B: percentuale in peso sostanza a base di alluminio (componente B); C: percentuale in peso sostanza a base di calcio o magnesio o sodio o litio o potassio (componente C);
D: percentuale in peso somma di eventuali altri componenti (componente D);
PMb= peso molecolare del componente B;
n = numero moli di Al nel componente B;
PMC= peso molecolare del componente C;
n = numero moli totali di calcio o magnesio o sodio o litio o potassio nel componente C;
(B/PMb)*n = moli di alluminio nel componente B = Mb
(C/PMc)*n = moli di calcio o magnesio o sodio o litio o potassio nel componente C = Mc
(Mbx342,14)/2 = peso equivalente di A12(S04)3= PEqB
Mcx74,10 = peso equivalente di Ca(OH)2= PEqC
A+PEqB+PEqC+D = Tot
Quindi
%Ra= (A*100)/Tot = percentuale reale in peso di MC03;
%Rb= (PEqB*100)/Tot = percentuale reale in peso della sostanza a base di alluminio;
%RC= (PEqC*100)/Tot = percentuale reale in peso della sostanza a base di calcio o magnesio o sodio o litio o potassio;
%Rd= (D*100)/Tot = percentuale reale in peso della somma degli altri componenti.
Nel caso in cui fosse presente più di una sostanza a base di alluminio (ad esempio componente Bl, componente B2, componente B3), o più di una sostanza a base di calcio o magnesio o sodio o litio o potassio (eccetto carbonati che sono inclusi in MC03; ad esempio componente Cl, componente C2, componente C3) si calcolano, ai fini della determinazione dell’ alluminio solfato equivalente, le moli totali di alluminio (Mbl+ Mb2+ Mb3) e, ai fini della determinazione dell’idrossido di calcio equivalente, le moli totali di calcio, magnesio, sodio, litio, potassio (Mcl+Mc2+Mc3).
L’aggiunta di sostanze inorganiche ad effetto pozzolanico, calce idraulica, calce aerea o leganti idraulici latenti può variare da 0 fino al 40% in peso.
Esso può presentarsi sotto forma di sospensione in acqua utilizzando opportuni stabilizzanti e viscosizzanti per evitare la sedimentazione dell’additivo liquido.
L’additivo oggetto dell’invenzione può essere facilmente preparato mescolando i vari componenti a temperatura ambiente in modo da ottenere una miscela omogenea.
Le caratteristiche e i vantaggi dell’additivo oggetto dell’invenzione sono meglio descritti negli esempi seguenti. Le percentuali dei componenti sono sempre espresse in peso.
Esempio 1
Utilizzando un cemento II/A-S 42, 5R, sono state preparate due paste cementizie contenenti un accelerante commerciale denominato Mapequick AF 1000, con e senza un additivo attivatore di cemento oggetto della presente invenzione (Formulazione 1; Tabella 1). Le composizioni cementizie sono state preparate impiegando il medesimo rapporto acqua/cemento, espresso dal rapporto A/C di 0,35 e il dosaggio di accelerante necessario ad ottenere un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti. Tale concentrazione di accelerante normalmente coincide con quella minima necessaria in cantiere. Inoltre, ai campioni è stato aggiunto un superfluidificante acrilico di terza generazione in ragione dello 0,7% e 1% rispetto al peso di cemento per ottenere due impasti di pari fluidità. Sulle paste cementizie è stata effettuata la misura dei tempi di presa con presometro manuale di Vicat in accordo alla norma EN 196/3. L’additivo in polvere è stato preparato in accordo alla seguente procedura: a 70 g di carbonato di calcio (la cui distribuzione granulometrica è riportata in Tab. 2) contenuti in un barattolo di plastica da 350 mi sono stati aggiunti 30 g di idrossido di calcio; la miscela risultante è stata mescolata manualmente per circa 2 minuti. I risultati dei tempi di fine presa per le diverse composizioni cementizie sono riportati in Tabella 3.
Tabella 1. Composizione
Tabella 2. Distribuzione Granulometrica del Carbonato di Calcio 1
Tabella 3. Tempi di presa su Cem.II/A-S 42,5 R
Miscela 1 Miscela 2 Ingredienti
(g) (g) Cemento 100 87,5 Attivatore di cemento 0 12,5 Superfluidificante 0,70 0,87 Acqua 35 30,6
Dosaggio accelerante di presa (% sul peso di
9 7 cemento)
1 min 30 1 min 58 Tempo di fine presa
sec sec
Dosaggio accelerante di presa (% sul peso di
6 cemento)
3 min 30 Tempo di fine presa 3 min
sec Come si può notare dai tempi di fine presa riportati in Tabella 3, la Miscela cementizia 2, pur contenendo meno cemento della Miscela 1, mostra un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti con un dosaggio di accelerante pari al 7% (in peso sul cemento) invece del 9% della Miscela 1. Quindi, l’additivo attivatore di cemento consente di operare a dosaggi inferiori di cemento e accelerante di presa, con notevoli benefici economici e ambientali.
Esempio 2
Utilizzando un cemento II/A-S 42, 5R, sono state preparate due paste cementizie contenenti un accelerante commerciale denominato Mapequick AF 1000, con e senza un additivo riduttore di cemento oggetto della presente invenzione (Formulazione 2; Tabella 4). Le composizioni cementizie sono state preparate impiegando il medesimo rapporto acqua/cemento, espresso dal rapporto A/C di 0,35 e il dosaggio di accelerante necessario ad ottenere un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti. Tale concentrazione di accelerante normalmente coincide con quella minima necessaria in cantiere. Inoltre, ai campioni è stato aggiunto un superfluidificante acrilico di terza generazione in ragione dello 0,7% rispetto al peso di cemento. Sulle paste cementizie è stata effettuata la misura dei tempi di presa con presometro manuale di Vicat in accordo alla norma EN 196/3. L’additivo in polvere è stato preparato secondo la seguente procedura: a 90 g di carbonato di calcio (la cui distribuzione granulometrica è riportata in Tab. 2) contenuti in un barattolo di plastica da 350 mi sono stati aggiunti 30 g di ossido di calcio; la miscela risultante è stata mescolata manualmente per circa 2 minuti. I risultati dei tempi di fine presa per le diverse composizioni cementizie sono riportati in Tabella 5.
Tabella 4. Composizione
Tabella 5. Tempi di presa su Cem.II/A-S 42,5 R
Come si può notare dai tempi di fine presa riportati in Tabella 5, la Miscela cementizia 4, pur contenendo meno cemento della Miscela 3, mostra un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti con un dosaggio di accelerante pari al 8% (in peso sul cemento) invece del 9% della Miscela 3. Quindi, l’additivo attivatore di cemento consente di operare a dosaggi inferiori di cemento e accelerante di presa.
Esempio 3
In questo esempio vengono confrontati i risultati delle prove di resistenza meccanica di malte cementizie contenenti Mapequick AF 1000 e un additivo riduttore di cemento (Formula 3; Tabella 6; Distribuzione granulometrica del carbonato di calcio riportata in Tab. 1) secondo la presente invenzione ed una di riferimento priva di additivo. Le prove sono state
eseguite su provini aventi composizione riportata in Tabella 7.
La malta è stata miscelata in accordo alla norma EN 196/1. L’additivo attivatore di cemento è stato premiscelato nel cemento mentre l’accelerante di presa Mapequick AF 1000 è stato aggiunto al termine del ciclo standard, seguito da un’ulteriore miscelazione di 10”. L’impasto è stato trasferito nel cassero ed è stato compattato utilizzando solo 60 colpi (rispetto ai 120 previsti dalla norma EN). Dato che la malta perde molto rapidamente lavorabilità, è stata impiegata una spatola metallica per compattare più efficacemente l’impasto. Inizialmente le resistenze meccaniche sono state misurate con un penetrometro digitale (norma Òsterreichischer Betonverein Guideline Sprayed Concrete, Richtlinie Spritzbeton “Anwendung und Priifung”, Wien, October 1998) esprimendo i dati in Newton (sforzo necessario per riuscire a forare un provino con un ago avente lunghezza 15 mm e diametro 3mm). Nel momento in cui lo sforzo alla penetrazione supera 300 N, le prestazioni meccaniche sono state valutate con pressa Controls modello 50 e sono state indicate in MPa.
Tabella 6. Composizione
Tabella . Composizione miscele per determinazione delle resistenze meccaniche
I dati evidenziano che la miscela contenente l’additivo oggetto dell’ invenzione e un dosaggio inferiore di cemento e di accelerante (Miscela 6), supera decisamente, in particolare alle brevi stagionature, lo sviluppo delle resistenze meccaniche della miscela di riferimento (Miscela 5).
Esempio 4
Utilizzando un cemento I 52,5R, sono state preparate due paste cementizie contenenti un accelerante commerciale denominato Mapequick AF 1000, con e senza un additivo attivatore di cemento oggetto della presente invenzione (Formulazione 4; Tabella 9). Le composizioni cementizie sono state preparate impiegando il medesimo rapporto acqua/cemento, espresso dal rapporto A/C di 0,45 e il dosaggio di accelerante necessario ad ottenere un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti. Tale concentrazione di accelerante normalmente coincide con quella minima necessaria in cantiere. Inoltre, ai campioni è stato aggiunto un superfluidificante acrilico di terza generazione in ragione dello 0,9% e 1,5% rispetto al peso di cemento per ottenere due impasti di pari fluidità. Sulle paste cementizie è stata effettuata la misura dei tempi di presa con presometro manuale di Vicat in accordo alla norma EN 196/3. L’additivo in polvere è stato preparato in accordo alla seguente procedura: a 90 g di carbonato di calcio (la cui distribuzione granulometrica è riportata in Tab. 10) contenuti in un barattolo di plastica da 350 mi sono stati aggiunti 15 g di idrossido di calcio e 15 g di cenere volante; la miscela risultante è stata mescolata manualmente per circa 2 minuti. I risultati dei tempi di fine presa per le diverse composizioni cementizie sono riportati in Tabella 11.
Tabella 9. Composizione
Tabella 10. Distribuzione Granulometrica del Carbonato di Calcio 2
Come si può notare dai tempi di fine presa riportati in Tabella 11, la Miscela cementizia 8, pur contenendo meno cemento della Miscela 7, mostra
un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti con un dosaggio di accelerante pari al 3% (in peso sul cemento) invece del 6% della Miscela 7. Quindi, l’additivo attivatore di cemento consente di operare a dosaggi inferiori di cemento e accelerante di presa, con notevoli benefici economici e ambientali.
Esempio 5
In questo esempio vengono confrontati i risultati delle prove di fluidità e resistenza meccanica di calcestruzzi accelerati con un accelerante commerciale denominato Mapequick AF 2000 e un additivo attivatore di cemento (Formula 6; Tabella 12) secondo la presente invenzione ed una di riferimento priva di additivo. Le prove sono state eseguite su calcestruzzi aventi composizione riportata in Tabella 13.
Il calcestruzzo è stato miscelato in accordo alla norma EN 480/1. L’additivo attivatore di cemento è stato premiscelato nel cemento. Il peso specifico e la lavorabilità sono stati determinati in accordo rispettivamente alle norme EN 12350/6 e 12350/2 (Tabella 14). I dati evidenziano che l’impiego dell’additivo attivatore di cemento non altera in maniera determinante la lavorabilità del calcestruzzo.
La verifica delle resistenze meccaniche è stata effettuata sulle stesse miscele alle quali è stato aggiunto, al termine del ciclo standard di miscelazione, l’accelerante Mapequick AF 2000 in ragione del 3% in peso di cemento. Gli impasti sono stati ulteriormente miscelati per 30 secondi e trasferiti in un cassero (10x10x10 cm). Dato che il calcestruzzo accelerato perde molto rapidamente lavorabilità, è stata impiegata una spatola metallica per costiparlo più efficacemente. Inizialmente le resistenze meccaniche sono state misurate con un penetrometro digitale (norma Òsterreichischer Betonverein Guideline Spray ed Concrete, Richtlinie Spritzbeton “Anwendung
und Priifung”, Wien, October 1998) esprimendo i dati in Newton (sforzo
necessario per riuscire a forare un provino con un ago avente lunghezza 15
mm e diametro 3mm). Nel momento in cui lo sforzo alla penetrazione supera
300 N, le prestazioni meccaniche sono state valutate con pressa Controls
modello 50 e sono state indicate in MPa (EN 12390/3).
Tabella 12. Composizione
Tabella 13. Composizione miscele di calcestruzzo
Miscela Miscela Miscela Ingredienti 9 10 11
(kg/mc) (kg/mc) (kg/mc) Cemento II/A-S 42.5 R_ 425 400 375 Attivatore di cemento (Formula 6) 0 25 50 Superfluidificante (Dynamon SX) 2,5 2,5 5,0 Aggregato Siliceo (0-8 mm) 1716 1716 1716
Acqua 200 188 176 Rapporto Acqua/Cemento 0,47 0,47 0,47 Tabella 14. Peso specifico e fluidità delle miscele di calcestruzzo
Nella tabella seguente (Tabella 15) vengono confrontate le resistenze meccaniche di malte contenenti il prodotto commerciale con quelle ottenute secondo la presente invenzione.
Tabella 15. Sviluppo delle resistenze meccaniche su Cemento II/A-S 42,5 R
I dati evidenziano che le miscele contenenti l’additivo oggetto dell’ invenzione e un dosaggio inferiore di cemento (Miscele 10 e 11), superano decisamente, in particolare alle brevi stagionature, lo sviluppo delle resistenze meccaniche della miscela di riferimento (Miscela 9).
Esempio 6
Utilizzando un cemento I 52,5R, sono state preparate due paste cementizie contenenti un accelerante commerciale denominato Mapequick AF 1000, con e senza un additivo attivatore di cemento oggetto della presente invenzione (Formulazione 7; Tabella 16). Le composizioni cementizie sono state preparate impiegando il medesimo rapporto acqua/cemento, espresso dal rapporto A/C di 0,47 e il dosaggio di accelerante necessario ad ottenere un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti. Tale concentrazione di accelerante normalmente coincide con quella minima necessaria in cantiere. Inoltre, ai campioni è stato aggiunto un superfluidificante acrilico di terza generazione in ragione dello 0,5% e 1,6% rispetto al peso di cemento per ottenere due impasti di pari fluidità. Sulle paste cementizie è stata effettuata la misura dei tempi di presa con presometro manuale di Vicat in accordo alla norma EN 196/3. L’additivo in polvere è stato preparato in accordo alla seguente procedura: a 90 g di dolomite contenuti in un barattolo di plastica da 350 mi sono stati aggiunti 10 g di alluminio solfato; la miscela risultante è stata mescolata manualmente per circa 2 minuti. I risultati dei tempi di fine presa per le diverse composizioni cementizie sono riportati in Tabella 17.
Tabella 16. Composizione
Tabella 17. Tempi di presa su Cem.I 52,5 R
Come si può notare dai tempi di fine presa riportati in Tabella 17, la Miscela cementizia 13, pur contenendo meno cemento della Miscela 12, mostra un tempo di fine presa inferiore a 2 minuti con un dosaggio di accelerante pari al 7% (in peso sul cemento) invece del 9% della Miscela 12. Quindi, l’additivo attivatore di cemento consente di operare a dosaggi inferiori di cemento e accelerante di presa, con notevoli benefici economici e ambientali.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Un additivo per calcestruzzo proiettato in combinazione con un accelerante di presa in forma liquida, in grado di migliorare le caratteristiche di indurimento a breve del sistema cementizio, comprendente almeno un silicato, alluminato, solfato, nitrato, alogenuro, carbossilato, idrossido o ossido di alluminio, calcio, magnesio, sodio, potassio o litio o loro miscele in eventuale combinazione con carbonati di metalli alcalini, alcalino terrosi o loro miscele.
- 2. Un additivo secondo la rivendicazione 1 in cui vengono utilizzate sostanze inorganiche ad effetto pozzolanico, calce idraulica, calce aerea o leganti idraulici latenti.
- 3. Un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 2 in cui i carbonati di metalli alcalini e/o alcalino terrosi vengono utilizzati fino al 99% in peso nella formulazione finale.
- 4. Un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 3 in cui le sostanze inorganiche ad effetto pozzolanico, calce idraulica, calce aerea o leganti idraulici latenti vengono utilizzate fino al 40% in peso nella formulazione finale.
- 5. Un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui il silicato, alluminato, solfato, nitrato, alogenuro, carbossilato, idrossido, ossido di alluminio, calcio, magnesio, sodio, potassio o litio o loro miscele vengono utilizzati fino al 100% in peso nella formulazione finale.
- 6. Un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5 comprendente almeno uno fra calcio idrossido, alluminio solfato, calcio solfato, idromagnesite, calcio nitrato, alluminio idrossido, alluminio idrossi-solfato, alluminio idrossi-carbonato.
- 7. Un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui i carbonati di metalli alcalini, alcalino terrosi sono scelti fra carbonato di calcio e carbonato di calcio e magnesio.
- 8. Uso di un additivo delle rivendicazioni da 1 a 7 per ridurre il dosaggio di cemento e/o accelerante mantenendo inalterate le prestazioni meccaniche del calcestruzzo proiettato.
- 9. Uso di un additivo secondo la rivendicazione 7 in combinazione con un superfluidificante acrilico.
- 10. Un calcestruzzo proiettato con un accelerante di presa in forma liquida usato in combinazione con un additivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9.
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- 2011-10-05 WO PCT/EP2011/067394 patent/WO2012052294A1/en active Application Filing
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