ITTO20130946A1 - C.l.s. leggero strutturale autocompattante prodotto con argilla espansa senza l'impiego di sabbia naturale - Google Patents

Description

Descrizione annessa alla domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"C.L.S. leggero strutturale autocompattante prodotto con argilla espansa senza l’impiego di sabbia naturale”

a nome: OSELE RICCARDO, di nazionalità italiana, residente in Via Innerhofer 6/A - 39055 LAIVES (BZ)

Inventore: Osele Riccardo

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa a C.L.S. leggero strutturale autocompattante prodotto con argilla espansa senza l’impiego di sabbia naturale.

Il campo tecnico dell’invenzione riguarda il settore edilizio della prefabbricazione pesante.

Il documento DE-A1-19854884 descrive una parte che costituisce l’anteriorità più rilevante.

La presente invenzione è frutto della personale operatività, anche se ci sono alcuni riferimenti essenziali da tenere conto in particolare: Insulation Brick for inner and outer walls, il cui nr. di pubblicazione è: DE 19506065, pubblicato in data 1996-08-29, inventore Schiller Marion (DE)

Vantaggi

La tecnologia descritta ha un particolare significato se vista in relazione all’assoluta mancanza di guasti nel montaggio. terminata la durata di vita o utilizzo, un edificio può essere smontato e riutilizzato. In confronto alle tecnologie tradizionali, costruire in questo modo è molto più veloce l’edificio può essere prodotto in tre giorni, il tempo di montaggio in cantiere è di 24 ore; gli impianti sono già montati durante il processo di fabbricazione. I costi vengono abbattuti per la riduzione dei tempi di montaggio ed per la presenza di pochi rifiuti. I componenti, subsistemi e impianti installati direttamente in officina garantiscono la qualità; la produzione industriale garantisce la qualità organizzativa, sale inoltre la qualità nell’impiego nel settore edilizio anche con la limitazione di malattie tipiche del settore. I cantieri sono puliti, la raccolta differenziata dei rifiuti non pone problemi, la preinstallazione degli impianti riduce i rifiuti in cantiere. Inoltre con l’utilizzo di un calcestruzzo leggero in argilla espansa rispetto a un calcestruzzo tradizionale si ottiene una consistente riduzione della massa, un’ottima resistenza termica, pari circa al doppio di quella del calcestruzzo normale, una notevole resistenza ai cicli del gelo e disgelo ed alla permanenza in acque marine con effi cace protezione delle armature, un’ottima resistenza al fuoco, una migliore lavorabilità rispetto al calcestruzzo indurito nel caso di aperture di fori, tracce e passaggi. L’invenzione di questa parete portante con intelaiatura in acciaio con un alto grado di isolazione esterna, adottando le caratteristiche del polistirene espanso, risolve le problematiche che si pone il protocollo KlimaHaus con categoria termica “B” HWB nfg < KWh/ (mq a) e superiore.

Metodologie di realizzazione del prodotto:

- Laboratorio di circa 200 mq contenente:

- due carroponti

- due silos ( che conterranno il cemento e l’argilla espansa che verranno successivamente dosati)

- una betoniera (per mescolare i prodotti con l’acqua necessaria)

- una impastatrice che miscela, trasporta e spruzza perfettamente il materiale grazie alla doppia miscelazione dell' impasto.

Esecuzione:

Bisogna iniziare con una minuziosa progettazione di tutto il complesso in scala 1:20 – 1:25. Questo progetto andrà inserito in uno scanner che invierà i dati ad un laser installato in laboratorio che traccerà all’interno del cassero la forma dell’elemento che si vuole prefabbricare.

Una volta armato il cassero verranno posizionati i profilati metallici, fig b (1), secondo le esigenze statiche, che veranno annnegate nel conglomerato cementizio, fig b (2) che riempirà il cassero. Dopo di che verrà spruzzato un composto di malata cementizia mescolata con polistirene sinterizzato addittivato, fig b (3). Dopo l’essicazione si procederà con una rifinitura di intonaco eseguito con malta premiscelata in polvere 600 BIO, fig b (4), la costruzione dell’elemento prefabbricato è conclusa. Dosi:

Calcestruzzo leggero, parti finite della superficie, conglomerato di argilla espansa cementizia 4/8, sabbia naturale e cemento 0/4 Normativa DIN EN 1520, LAC Stratificazione di una parete esterna – isolazione integrata con EPS-cemento 45 Cm (U=0,15 W/mq K).

La stratificazione di una parete perimetrale dall’interno verso l’esterno come da Disegno in allegato è di 20 cm partendo da sinistra in c.l.s. alleggerito, con EPS-Cementizio sinterizzato di 23 cm, intonaco di 1,00 cm, finitura di 0,30 cm sia all’interno che all’esterno della parete.

Tutte le giunture delle pareti verranno chiuse utilizzando una rete in tessuto di Juta, mantenuta bagnata durante la lavorazione, al fine di proteggerla contro una rapida asciugatura e conseguente riduzione delle fessure.

Intonaco BIO di fondo a base/cemento

Esecuzione:

Un intonaco eseguito con malta premiscelata in polvere 600 BIO, composta da calce idrata,cemento bianco<5% ed aggregati calcarei in curva granulometrica da 0 a 1,4 mm, avente resistenza alla compressione di 1,5 N/mmq a 28 gg. Massa volumica dopo essicazione a 105°C pari a 1400 Kg/mc.

Gruppo malte CSI EN-998-1(PM2 W3 ÖNORM B3340 / PII DIN 18550). Resistenza alla diffusione del vapore µ ca 20. Il prodotto deve essere steso in una o più riprese con spessore massimo di 1,5 cm per strato applicato a mano su un supporto adeguatamente bagnato. Il tempo minimo di maturazione per ogni strato di intonaco è di un giorno. Il tempo minimo di maturazione per l’applicazione della finitura è di 3 settimane. Per esterno ed interno.

Finitura a base di argilla, minerale,naturale a grana fine Esecuzione:

Una finitura eseguita con malta premiscelata in polvere, finitura a base di argilla, minerale,naturale,a grana fine composta da argilla, aggregati silicei in curva granulometrica da 0 a 0,8 mm, senza additivi. Resistenza alla diffusione del vapore µ ca 5. Il prodotto deve essere steso in una o più riprese con spessore massimo di 5 mm per mano applicato a mano su un supporto adeguatamente bagnato. Il tempo minimo di maturazione per l’applicazione della finitura è di 3 settimane.

Verrò ora descritto qui di seguito in dettaglio il C.L.S. leggero strutturale autocompattante prodotto con argilla espansa senza l’impiego di sabbia naturale, secondo la presente invenzione.

Ciò che caratterizza questo materiale, impiegabile come aggregato nei calcestruzzi, è la buona costanza qualitativa frutto dell’attenta selezione delle materie prime e del rigido controllo del processo di produzione.

I vantaggi della produzione di un calcestruzzo leggero strutturale a densità 1600-1900 kg/mc rispetto ad uno ordinario sono numerosi, dal punto di vista sia ingegneristico, sia ambientale (1, 2).

Tale prodotto è caratterizzato da prestazioni, in termini di lavorabilità, eccezionali per non dire assolute poiché non richiede lavoro o energia per la sua messa in opera, ma ha prerogative intrinseche di autocompattazione e capacità di riempimento dei casseri sfruttando il solo peso proprio. La qualità dell’SCC dipende principalmente da un corretto dosaggio delle polveri comprensive di cemento, aggiunte minerali e passante a 0.125 mm proveniente dalle sabbie. Di conseguenza, quando il contributo di queste ultime è quantitativamente rilevante (es. sabbie di frantumazione, ormai sempre più frequenti), una loro variazione granulometrica può compromettere profondamente la robustezza e la stabilità degli impasti allo stato fresco.

L’invenzione è relativa ad un C.L.S. come rivendicato nella Rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali dell’invenzione sono rivendicate nelle Rivendicazioni indipendenti.

Resta inteso che le rivendicazioni costituiscono parte integrante della presente descrizione.

L’invenzione sarà descritta qui di seguito con riferimento a sue forme di realizzazione preferite, ma non limitative, rispetto ai disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 è un grafico che illustra l’analisi granulometrica dell’argilla;

- la Figura 2 è un grafico che illustra il mantenimento della lavorabilità;

- la Figura 3 è un grafico che illustra l’evoluzione del valore H2/H1 alla prova dell’L-Box;

- la Figura 4 è un grafico che illustra il rapporto tra V-funnel e tempo;

- la Figura 5 è un grafico che illustra viste in sezione del manufatto di prova gettato per la valutazione della capacità di riempimento e della stabilità;

- la Figura 6 è un grafico che illustra l’evoluzione termica all’interno del manufatto 20 cm al di sotto della superficie; e

- la Figura 7 è un grafico che illustra le resistenze meccaniche delle varie miscele di SCC a varie stagionature.

Recentemente, il Richiedente ha effettuato diversi studi inerenti la combinazione di queste due tecnologie (6,7). Caratteristica comune di tutte queste sperimentazioni è la presenza nel mix-design di questi calcestruzzi di un quantitativo rilevante di sabbia fine naturale.

La sabbia naturale è tipicamente aggiunta nel calcestruzzo leggero strutturale per controllarne la densità, ottenere elevate resistenze meccaniche e per compensare la scarsità di parti fini che tipicamente caratterizza l’argilla espansa.

Lo scopo della ricerca è analizzare la possibilità di produrre un calcestruzzo leggero strutturale autocompattante caratterizzato dalla totale assenza di aggregati naturali di peso normale.

Una miscela di calcestruzzo autocompattante leggero senza sabbia naturale ha tre vantaggi principali:

1. riduzione della variabilità della lavorabilità dovuta alle inevitabili oscillazioni nel contenuto di finissimi nella sabbia, specialmente se di frantumazione;

2. soluzione al problema della diminuzione di disponibilità di sabbia naturale;

3. incremento del rapporto resistenza/densità.

Il principale problema di questo tipo particolare di miscela, è quello di conferire la giusta coesione e scorrevolezza all’impasto evitando nel contempo il fenomeno della segregazione inversa dell’argilla espansa.

Esiste infatti una intrinseca caratteristica negativa nel concetto di SCC, messa formalmente in evidenza dalla relazione di Stokes (in base alla quale la velocità finale Vs di una particella in un mezzo fluido è direttamente proporzionale alla differenza di densità tra particella e fluido, direttamente proporzionale alla dimensione della particella e inversamente proporzionale alla viscosità del fluido), che riguarda la sensibile differenza di densità tra la pasta (normalmente il suo valore è intorno a 1.90-2.10 kg/l) e gli aggregati grossi (di densità 2.60-2.75 kg/l nel caso questi siano comuni e 1.25-1.67 kg/l nel caso siano argille espanse strutturali). Ciò fa sì che, se la viscosità della pasta legante a basse velocità di deformazione non ha valori ottimali, l’aggregato può sedimentare o galleggiare tanto più velocemente quanto più grandi sono le sue dimensioni (segregazione statica).

Fondamentale per la realizzazione di tale prodotto è quindi l’impiego di una particolare tipologia di argilla strutturale caratterizzata da elevate prestazioni meccaniche e Dmaxdi soli 8 mm, unitamente ad una speciale combinazione di additivi chimici. Quest’ultima è composta da un agente aerante, un viscosizzante e un superfluidificante acrilico in grado di produrre una modificazione delle caratteristiche fisiche della pasta legante consistenti in una riduzione della sua densità, attraverso l’introduzione di un sistema stabilizzato di microbolle d’aria e un aumento della sua viscosità.

Durante la sperimentazione di laboratorio sono state confezionate diverse miscele di prova utilizzando i seguenti materiali:

• Due diversi cementi CEM II/A-LL 42.5R denominati Cem A e Cem B, entrambi con densità di 3.00 kg/l.

• Filler calcareo caratterizzato da un passante del 100% a 0.100 mm e una densità di 2.70 kg/l. Argilla espansa strutturale sinterizzata 0.25/8 mm le cui caratteristiche sono riportate in Tabella 1 e Figura 1.

• Superfluidificante acrilico con una densità di 1.1 kg/l.

• Stabilizzante in polvere composto da una miscela di aerante e viscosizzante.

Al fine di avere un maggior controllo sulle proprietà del calcestruzzo, l’argilla espansa è stata pre-bagnata per 24 ore prima del suo impiego (3).

Per la caratterizzazione delle proprietà allo stato fresco del calcestruzzo si sono utilizzate le prove di Slump flow, V-funnel e L-box. Le ultime due sono state impiegate per la valutazione della tendenza alla segregazione. Tutte queste prove sono state condotte oltre che a tempo 0’ anche dopo 30’ e 60’ per la valutazione del mantenimento della lavorabilità.

Le prove di resistenza meccanica a compressione sono state eseguite su provini cubici lato 150X150X150 mm, stagionati a 20°C e U.R. > 95%, a 1, 7 e 28 giorni.

Le miscele sono state preparate impiegando una comune mescolatrice a bicchiere da laboratorio seguendo la seguente procedura: introduzione dell’argilla espansa saturata insieme al cemento, il filler e al 75% dell’acqua di impasto. Dopo 10 minuti di mescolazione introduzione degli additivi insieme alla restante acqua. Mescolazione finale della durata di 5 minuti.

Al fine di simulare le reali condizioni di trasporto in autobetoniera, dopo la prima valutazione della lavorabilità a tempo 0’, la miscela di calcestruzzo è stata mantenuta in continua agitazione all’interno della mescolatrice a bicchiere, appositamente modificata per tale scopo, ad una velocità di 3 giri al minuto. Appena prima dell’esecuzione delle prove di lavorabilità a 30’ e 60’, la miscela è stata mescolata ad alta velocità per 2 minuti.

Per quanto riguarda i risultati ottenuti, una volta misurata la densità dell’argilla espansa in condizioni di S.S.A. (1.6-1.65 kg/l), la composizione dell’agente stabilizzante (aerante+viscosizzante) è stata ottimizzata al fine di conferire un’adeguata viscosità alla pasta legante e ottenere una densità della stessa il più simile possibile a quella dell’argilla saturata (minimizzazione della velocità terminale Vs). Dopo diverse prove di laboratorio, si è trovato che una densità della pasta legante compresa tra 1.74-1.83 kg/l è in grado di conferire buona stabilità alla miscela allo stato fresco senza causare un eccessivo calo delle resistenze meccaniche allo stato indurito.

In Tabella 2 sono mostrate le composizioni delle diverse miscele di calcestruzzo testate. La quantità di acqua e additivi è rimasta costante in tutte le prove. Dopo aver messo a punto la miscela utilizzando il Cem A (miscele A, B, C), si è proceduto ad una sua verifica utilizzando il Cem B (miscela D). Quest’ultima ricetta è stata infine utilizzata per eseguire una prova di riempimento di una piccola cassaforma di legno in presenza di armatura metallica (miscela E).

Per quanto riguarda la lavorabilità, in Tabella 3 e nelle Figura 2, 3 e 4, sono riportati i risultati delle prove di filling ability (Slump flow, V-funnel), passing ability e resistenza alla segregazione dinamica (L-box).

Come si vede, la miscela A mostra un ottimo comportamento a tempo 0’, come indicato dai valori di Slump flow (780 mm) e V-funnel (6 s) oltre che dalla totale assenza di segregazione, confermata dal valore di L-Box (0.89) e dall’osservazione diretta. Dopo 60’ però, nonostante il buon valore di Slump flow (670 mm), la prova all’L-Box è stata negativa (0.70) indicando un peggioramento del passing ability. L’osservazione visiva ha confermato la comparsa di un fenomeno di segregazione inversa. Al fine di risolvere tale problema, il contenuto di cemento è stato aumentato da 420 kg/m<3>nella miscela A fino a 490 kg/m3 nella miscela C.

A seguito di tale modifica la lavorabilità è migliorata protraendosi per oltre 60’ senza alcun segno di segregazione, come dimostrato dal superamento del test dell’L-Box (H2/H1= 0.8). Tali risultati sono stati infine confermati impiegando un diverso cemento (miscele D e E).

Al fine di simulare il comportamento di questo calcestruzzo in una reale situazione di getto, con la miscela E è stata effettuata una prova di riempimento di una cassaforma in legno di 2.5 m di lunghezza, 1.1 m di altezza, 10 cm di profondità in presenza di una armatura di rinforzo. Come mostrato nella Figura 5, la prova ha avuto esito positivo non essendo visibile alcun segno di segregazione o nidi di ghiaia.

Per quanto riguarda lo sviluppo di calore, a causa dell’elevata quantità di cemento, lo sviluppo di calore all’interno della suddetta cassaforma in legno è stato monitorato con una termocoppia PT100 annegata all’interno del calcestruzzo (miscela E) ad una profondità di 20 cm dalla superficie.

Come si può vedere nel grafico in Figura 6, la massima temperatura interna raggiunta è stata di 44°C dopo 15 ore e 30 minuti dal getto. Il gradiente massimo allo scassero è stato di circa 20°C, nonostante ciò, né al momento dello scassero né successivamente, si sono rilevate fessurazioni di origine termica. Quest’ultimo comportamento è probabilmente dovuto al più basso modulo elastico di questo calcestruzzo rispetto ad un analogo calcestruzzo di peso normale (4, 7).

Per quanto riguarda le resistenze meccaniche, iIn Tabella 4 e Figura 7 sono riassunti i risultati della resistenza meccanica a compressione.

Come previsto, l’impiego dell’argilla espansa e l’introduzione di un elevato volume di microvuoti ha comportato un abbassamento delle resistenze meccaniche rispetto ad un calcestruzzo di peso normale di pari rapporto a/c. E’ noto infatti che la resistenza a compressione di un calcestruzzo normale dipende principalmente dal rapporto a/c, essendo la resistenza a compressione degli aggregati lapidei generalmente superiore a 100 MPa.

Ad ogni modo grazie al basso rapporto a/c (0.38) e alle ottime proprietà meccaniche dell’argilla espansa impiegata, avente Dmax= 8 mm, si sono raggiunte resistenze meccaniche a compressione fino a 55 MPa a 28 gg.

Per quanto riguarda il ritiro igrometrico, esso è stato valutato a 60 giorni su provini 10 cm x 10 cm x 50 cm stagionati alle condizioni di 20°C e U.R. 50%, come indicato dalla normativa italiana UNI 6555. Così come per le resistenze meccaniche, il basso rapporto a/c e le ottime proprietà meccaniche dell’argilla, hanno permesso di ottenere un valore dello stesso di soli 550 µm/m, cioè comparabile al ritiro di un calcestruzzo autocompattante “ordinario” di analogo contenuto di polveri e pari resistenza meccanica.

Per quanto riguarda la prova di pompabilità, al fine di confermare i dati ottenuti nella sperimentazione di laboratorio e verificare la pompabilità di questo calcestruzzo, è stata eseguita una prova industriale presso un impianto di betonaggio. La prova è stata condotta su sei metri cubi di calcestruzzo miscelato a secco in autobetoniera. L’argilla è stata caricata in botte la sera precedente insieme a 1000 lt di acqua per la preventiva saturazione. Il giorno seguente, in fase di carico si è proceduto all’aggiunta del cemento, del filler e infine dell’additivo. La prova in autobetoniera ha rivelato una certa difficoltà nella miscelazione come evidenziato dall’abbondante presenza di agglomerati sferici del diametro di circa 15-20 cm, costituiti in larga misura da materiale fine. Il prolungamento del tempo di miscelazione finale non ha comportato alcun miglioramento.

Il calcestruzzo ha mostrato elevata scorrevolezza (slump flow 760 mm) sebbene rispetto alle precedenti esperienze di laboratorio sia apparso un po’ più “magro” e viscoso. Nonostante tali differenze tra laboratorio e cantiere, la prova di pompabilità è stata positiva; il materiale è stato pompato senza interruzioni all’interno di un ampio scavo evidenziando le sue caratteristiche autolivellanti. Lo sforzo della pompa è stato il medesimo che per un “comune” calcestruzzo autocompattante.

In conclusione, in questo studio è stato dimostrato come sia possibile produrre un calcestruzzo leggero strutturale autocompattante, definito LIAS-SCC (lias structural self-consolidating concrete), altamente performante sia allo stato fresco che a quello indurito, facendo ricorso alla sola argilla espansa come aggregato, senza cioè alcuna aggiunta di sabbia naturale.

Le ottime proprietà meccaniche dell’argilla espansa utilizzata (Dmax= 8 mm), unitamente al basso rapporto a/c, hanno permesso la produzione di miscele di calcestruzzo leggero con resistenze meccaniche fino a 55 MPa a 28 giorni e densità allo scassero di 1700 ± 50 kg/m<3>. Il ritiro igrometrico misurato a 60 giorni è stato modesto, 550 µm/m, cioè del tutto paragonabile al ritiro di un calcestruzzo autocompattante “ordinario” di analogo contenuto di polveri e pari resistenza meccanica. Per assicurare l’ottima lavorabilità sia in termini di filling ability (Slump flow fino a 800 mm), che di passing abiliy (H2/H1 ≈ 1 all’L-Box) è stato necessario l’impiego di un quantitativo di finissimi pari a 730 kg/m<3>unitamente all’aggiunta di un sistema di additivi composto da una superfluidificante acrilico, un agente aerante ed un agente viscosizzante. Il mantenimento della lavorabilità è stato molto buono tanto che le proprietà autocompattanti sono perdurate per oltre 1 ora. Prove industriali hanno indicato una certa difficoltà di omogeneizzazione della miscela allorquando venga utilizzata la procedura di mescolazione a secco dei componenti descritta . A tal proposito si ritiene che tale problematica possa essere agevolmente risolta impiegando una produzione ad umido. “Premescolazione della pasta legante additivata e successiva miscelazione con gli aggregati” (8).

Con i dovuti accorgimenti di cui sopra, è ragionevole pensare che l’assenza della sabbia naturale, inevitabilmente soggetta a variazioni granulometriche specialmente nel suo contenuto di parti finissime, e l’utilizzo di soli prodotti “industriali” soggetti a rigidi controlli di produzione, contribuiscano a rendere la produzione di questo tipo di calcestruzzo più costante ed efficiente (5). Questo nuovo concetto di calcestruzzo leggero strutturale inoltre, seppur nella sua specificità, contribuisce ad uno sviluppo sostenibile in virtù delle sue caratteristiche termoisolanti e del mancato sfruttamento delle sempre meno disponibili cave di sabbia naturale (6).

Rispetto al precedente calcestruzzo, già noto, il c.l.s. LIAS-SCC offre la possibilità di più alte velocità di getto (compatibilmente con il costo dei casseri) e tempi di costruzione più brevi. Le migliori prestazioni e condizioni di lavoro hanno reso il calcestruzzo Lias-SCC un’interessante soluzione per l’industria della prefabbricazione.

A confronto con il c.l.s. già noto i principali vantaggi del calcestruzzo Lias prodotto con argilla espansa senza l’impiego di sabbia naturale possono essere così sintetizzati:

• minor tempo di posa in opera e tempi di costruzione ridotti;

• riduzione della manodopera per le operazioni di compattazione; assenza di vibrazioni;

• posa in opera semplificata;

• riduzione dei livelli di rumore in cantiere per assenza delle operazioni di costipamento;

• ambiente di lavoro più sano;

• completo ed omogeneo riempimento dei casseri anche nel caso di strutture fittamente armate (no blocking), casseforme complesse, sezioni ristrette e ostacoli in generale;

• maggior durabilità;

• assenza di difetti (segregazione e nidi di ghiaia) legati alla non adeguata compattazione;

• miglior finitura superficiale e resa estetica (assenza di pori e difetti superficiali in genere);

• maggiore libertà di progettazione;

• possibilità di realizzare sezioni trasversali ridotte e strutture più snelle;

• maggiore isolamento termico c.l.s. alleggerito con argilla esp. > 1100 kg Lambda(W/mK) 0,7 fino a 1700 Kg/mc, rispettando il protocollo KlimaHaus;

• conducibilità termica migliorata W/mK 0,125 risolve le problematiche che si pone il protocollo KlimaHaus con categoria termica “A+GOLD” e CasaClima Nature HWB nfg < KWh/ (mq a) e superiore;

• migliorato l’intonaco termoisolante con perlite, polistirolo < 250 kg/m3 Lambda(W/mK )0,09 fino a 250Kg/mc. • è incombustibile e non contribuisce alla diffusione del fuoco. Non produce fumi, gas tossici o emissioni se è esposto al fuoco e non contribuisce al carico d’incendio; • ha resistenza al fuoco "Classe A1", secondo le norme Antincendio. Testato a 1200 °C è praticamente indistruttibile anche dagli incendi più disastrosi;

• non marcisce né si degrada nel tempo, neppure in condizioni di temperatura o umidità estreme;

• sottoposto al gelo, non si rompe né si imbibisce;

• non contiene, né emette, silice libera, sostanze fibrose, gas Radon o altri materiali nocivi, nemmeno in caso d’incendio. È un prodotto ecologico e naturale.

Il calcestruzzo dovrà essere prodotto con un Processo Industrializzato in impianti dotati di un sistema di controllo del processo di produzione certificato da un organismo terzo indipendente. All’interno di tale sistema, il produttore dovrà garantire un permanente controllo del processo di produzione che comporta l’utilizzo di personale adeguatamente formato, la redazione di idonea documentazione e l’installazione di un laboratorio dotato delle apparecchiature necessarie ad effettuare i controlli. Il sistema di controllo del processo produttivo deve essere presente anche in quegli impianti che già dispongono di un sistema di gestione della qualità in accordo alle norme ISO 9000.

Altre caratteristiche del C.L.S. inventivo sono:

• Rapporto a/c: 155/400 = 0,38

• Classe di resistenza a compressione : Rck = 55 MPa > 45 MPa; il maggior valore (55 contro 45 MPa) è dovuto all’azione della cenere volante e del fumo di silice noto anche come microsilice

• Controllo di accettazione: tipo A o B

• Dosaggio minimo di cemento: 400 Kg/m³

• Contenuto d’aria, è previsto l’impiego dell’aerante:

6,1%

• Diametro massimo dell’aggregato: 8 mm

• Classe di contenuto di cloruri del calcestruzzo: Cl 0.2 oppure Cl 0.4

• Classe di scorrimento (slump-flow): 800

• Tempo di svuotamento al V-funnel: a 0’ (s) 9; a 60’ 8 • Capacità di scorrimento confinato alla scatola ad L: a 0’ 1,00; a 60’ 0,93

• Resistenza alla segregazione

• Volume di acqua di bleeding (UNI 7122): < 0.1%

Per quanto concerne la durata, al fine di progettare il calcestruzzo che per un tempo (t) di almeno 200 anni impedisca ai cloruri di diffondere attraverso un copriferro (x) di 50 mm, si può adottare la seguente equazione in accordo alla seconda legge di Fick:

x = 4 • (D • t)1/2

dove il coefficiente di diffusione D, per raggiungere l’obiettivo di una durabilità garantita per almeno due secoli, deve essere non superiore al valore calcolato con la formula qua sopra descritta:

D = (x/4)2/t = (50/4)2/200 = 0,8 mm2•anno-1/2 I dati disponibili in letteratura indicano che il valore sperimentale di D per un calcestruzzo equivalente a quello prodotto dal Richiedente, con pari rapporto acqua/legante e in presenza di materiali (loppa d’altoforno, cenere volante e fumo di silice e/o microsilice), é di circa 0,25 mm2 • anno-1/2 ; questo valore sperimentale risulta quindi di gran lungo inferiore al valore di D calcolato nella formula qua sopra già sufficiente per garantire che i cloruri impieghino 200 anni prima di arrivare ai ferri di armatura dopo aver penetrato un copriferro di 50 mm. Pertanto, assumendo per D il valore di 0,25 mm2•anno-1/2, il tempo che impiegherebbe il cloruro per penetrare un copriferro di 50 mm è così calcolabile impiegando l’equazione:

t = (50/4)2 / 0,25 = 625 anni

In altre parole, il valore massimo di D, che garantisca una penetrazione del copriferro (50 mm) da parte dei cloruri in 200 anni, è 0,8 mm2 • anno-1/2; poiché, però, per un calcestruzzo simile a quello progettato è stato misurato un valore sperimentale di D di 0,25 mm2 • anno-1/2, il tempo necessario per la penetrazione di tutto il copriferro diventa 625 anni.

Il basso rapporto acqua/legante, la presenza di materiali (loppa d’altoforno, cenere volante e fumo di silice e/o microsilice) che rallentano la penetrazione dei cloruri attraverso il calcestruzzo, e l’adozione di un copriferro di 50 mm portano il tempo di innesco della corrosione a oltre 600 anni in base al calcolo del tempo richiesto dal cloruro a penetrare tutto il copriferro in accordo alla seconda legge di Fick.

Ai fini della corrosione delle armature metalliche, questo calcolo è prudenziale e a vantaggio della sicurezza perchè la corrosione non potrà iniziare subito dopo che il cloruro avrà penetrato tutto il copriferro; infatti, dopo il tempo impiegato per la penetrazione del cloruro in tutto il copriferro (tempo di “innesco”), altro tempo sarà ancora necessario perché la corrosione raggiunga un valore a rischio per la riduzione della sezione delle armature.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. C.L.S. leggero strutturale autocompattante prodotto con argilla espansa come aggregato, senza l’impiego di sabbia naturale, caratterizzato dal fatto di essere composto da: • almeno un cemento CEM II/A-LL 42.5R • filler calcareo caratterizzato da un passante del 100% a 0,100 mm, oppure cenere volante • argilla espansa strutturale sinterizzata • superfluidificante acrilico • stabilizzante in polvere composto da una miscela di aerante e viscosizzante.
2. 2. C.L.S. secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che: • detto almeno un cemento CEM II/A-LL 42.5R ha una densità di 3,00 kg/l • detto filler calcareo ha una densità di 2,70 kg/l • detta argilla espansa strutturale è sinterizzata 0,25/8 mm • detto superfluidificante acrilico ha una densità di 1,1 kg/l.
3. 3. C.L.S. secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’argilla espansa è pre-bagnata per 24 ore prima del suo impiego.
4. 4. C.L.S. secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre: • acqua di impasto conforme alla UNI-EN 1008 • almeno un additivo aerante conforme al prospetto 5 della norma UNI-EN 934-2 • almeno un gente modificatore di viscosità • aggregati conformi alle norme UNI-EN 12620 e 8520-2.
5. 5. C.L.S. secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti aggregati sono aggregati non gelivi del diametro max di 8mm, con una dlasse di contenuto di solfati AS 0.2 e AS 0.8 rispettivamente per aggregati grossi e fini, ed un contenuto totale di zolfo inferiore allo 0.1%.
6. 6. C.L.S. secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cemento è conforme alla norma UNI-EN 197-1 oppure è cemento resistente ai solfati o al dilavamento conforme alle norme UNI 9156 e 9606.
7. 7. C.L.S. secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre fumo di silice, unitamente ad una delle aggiunte inerti.