La cristalizzazione e il self-healing per la durabilità del calcestruzzo nel tempo

L'additivo in polvere PENETRON® ADMIX, grazie all’esclusiva formulazione di componenti reattivi, riduce drasticamente la permeabilità del calcestruzzo e le fessurazioni per eccessivo gradiente termico, o per ritiro igrometrico contrastato, aumentando le caratteristiche prestazionali della matrice e la durabilità dell’opera “fin dal principio”. A dimostrazione delle proprietà uniche di PENETRON® ADMIX, ecco tutti i dati ricavati da test di laboratorio.

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Cristallizzazione del calcestruzzo

Drastica riduzione della permeabilità del calcestruzzo e delle fessurazioni grazie a PENETRON® ADMIX

PENETRON® ADMIX è un additivo in polvere da aggiungere al mix design del calcestruzzo in fase di confezionamento dalle numerosissime proprietà.

Grazie alla formulazione con componenti reattivi proprietari, riduce drasticamente la permeabilità del calcestruzzo e le fessurazioni durante le fasi di maturazione del manufatto ed attivano un comportamento esclusivo di auto-cicatrizzazione (self-healing) della matrice nel tempo grazie all’umidità-acqua presente nelle strutture interrate, nelle opere idrauliche, nelle opere sommerse, anche marine, garantendo la durabilità del manufatto nella vita utile di esercizio.

Si differenzia dai tradizionali additivi “idrofobizzanti” o aggiunte di composti “fini idraulicizzanti” in mix design caratterizzati da bassi rapporti acqua/cemento (< 0,50), in quanto presenta una natura “idrofillica”: reagendo con l’acqua, da’ luogo a cristalli C-S-H (Silicato di Calcio Idrato) che si depositano nella porosità residua del calcestruzzo e resistono alla penetrazione dell’acqua a forti pressioni idrostatiche (anche in mix design caratterizzati da alti rapporti acqua cemento 0,60-0,50).

Ricerca e sperimentazione sulle proprietà di Penetron® Admix

PENETRON® ADMIX è stato testato in numerosi laboratori indipendenti in tutto il mondo, in accordo con gli standard internazionali (UNI EN 12390-8, SIA 262, DIN 1048, BS 8500, ASTM C39, CRC C48-92) ed analizzato sul campo in diverse realizzazioni prestigiose, evidenziando le seguenti caratteristiche prestazionali:

  • Test di opposizione alla pressione idrostatica negativa (ISO/DIS 7031): 20 bar
  • Certificazione svizzera per “Sistema Vasca Bianca” (Norma SIA 262/1 – prove di penetrazione di acqua in pressione secondo UNI EN 12390-8 analoga alla DIN 1045)
  • CPN B classe di resistenza C 25/30 penetrazione media dell’acqua < 15 mm
  • CPN C classe di resistenza C 30/37 penetrazione media dell’acqua < 10 mm
  • Test di permeabilità all’acqua dopo 56 giorni (DIN 1048) < 5,35x10-13 m/s
  • Riduzione del ritiro igrometrico (UNI 6555) rispetto al campione non trattato 25%
  • Test di aumento della resistenza a compressione dopo 28 gg. (ASTM C39): > 6%
  • Autoriparazione di fessurazioni (Index of Crack Self Healing): ≤ 0,4 mm
  • Resistenza alla carbonatazione (BS8500,BS EN 206:2013): + 50%
  • Autoriparazione di fessurazioni in ambiente ricco di cloruri: < 0,3 mm
  • Coefficiente ALFA di incremento alla resistenza dei cloruri (FIB 34, BS8500): 0,75

Allungare la vita di esercizio di una struttura in calcestruzzo

Qualunque sia l’ambiente in cui una data struttura in calcestruzzo sia posta in esercizio, sarà soggetta ad un certo grado di deterioramento, che può essere di tipo meccanico (abrasione,  impatto, gelo-disgelo, ...) e/o chimico. Quest'ultimo può coinvolgere la matrice cementizia che, reagendo con alcune sostanze aggressive, può perdere la propria integrità, come nel caso di attacco di solfati, alcali-silicati, o reazioni di alcali-carbonati, ecc. Nei casi più gravi, si assiste all’espulsione del copriferro, che espone i ferri d’armatura a fenomeni di corrosione.

Resistenza alla carbonatazione del calcestruzzo: i test di laboratorio

Per carbonatazione del calcestruzzo s’intende la formazione di carbonato di calcio all’interno della sua matrice, a causa delle reazioni chimiche che avvengono tra anidride carbonica, ossigeno ed acqua presenti nell’aria ed il calcestruzzo stesso.

La conseguenza è l’abbassamento del pH del calcestruzzo, condizione favorevole alla corrosione dei ferri d’armatura. 

Per valutare il contributo di PENETRON® ADMIX all'estensione della vita utile del cemento armato esposto alla carbonatazione o, in alternativa, per valutare il suo contributo all'aumento dell'affidabilità del calcestruzzo strutturale, è necessario confrontare le prestazioni di una miscela di calcestruzzo contenente PENETRON® ADMIX con un calcestruzzo di riferimento senza additivo per la classe XC3 / XC4, come indicato dalla normativa BS 8500-1 (BS EN 206:2013).

Nell’agosto 2019 sono state prodotte, campionate e testate due miscele di calcestruzzo (A, B) nel laboratorio accreditato ISO/CEI 17025 IMM (Istituto Meccanica dei Materiali) di Grancia, Svizzera, con i dosaggi riportati in tabella.

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La maturazione è avvenuta in una camera ad una temperatura di 20 °C ± 2 °C con 70% ± 5% di umidità relativa per 28 giorni con bagnatura periodica ogni 7 giorni per 6 ore, seguendo il metodo CEN. Dal 28esimo giorno al 90esimo la CO2 è stata portata al 4%, mantenendo il ciclo di bagnatura di 6 ore ogni 7 giorni.

I risultati, mostrati nel grafico, evidenziano che additivando con PENETRON® ADMIX all’1% un calcestruzzo povero di cemento e con un più elevato rapporto a/c, si ottiene un incremento della resistenza alla carbonatazione (espressa mediante il coefficiente K) di quasi il 50%.

Resistenza all’attacco dei cloruri del calcestruzzo

Nel caso di strutture marine o opere stradali su cui si spargono sali disgelanti, gli ioni cloruro possono penetrare nel calcestruzzo fino a raggiungere le armature. Se sulla superficie delle armature si supera un certo tenore critico di cloruri (indicativamente dell’ordine di 0,4-1% del contenuto in peso di cemento), il ferro si depassiva, attivando la corrosione delle armature stesse. [...]

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