Additivi Chimici specifici per la Produzione di Solai Alveolari

Nella produzione di solai estrusi precompressi, oltre alla natura delle materie prime e alla composizione della miscela, è fondamentale il ruolo esercitato dal macchinario, sia esso un estrusore o una vibrofinitrice.

La difficoltà di simulare in laboratorio la modalità con cui il calcestruzzo viene compattato da questi macchinari, quindi la mancanza di metodi specifici per lo sviluppo e la valutazione dei prodotti chimici, contribuiscono a spiegare la scarsa diffusione di additivi chimici ad alte prestazioni tra i produttori di solai. Il presente lavoro evidenzia come la stretta collaborazione tra i costruttori di macchine e i produttori di additivi, aiuti a sviluppare prodotti chimici specifici per questa applicazione.

Tali prodotti, testati in laboratorio con i metodi presentati, quindi introdotti in impianto, portano a migliorare sia l’efficienza produttiva che le caratteristiche prestazionali, non solo meccaniche, dei solai.


Chemical Admixtures for the production of hollow-core Slabs

Additivi Chimici specifici per la Produzione di Solai Alveolari

N. Zeminian1, G.P. Gagliardi2, G. Guarino3, S. Chiurco4

1 BASF Construction Chemicals Italia S.p.A., Treviso, Italy

2 Nordimpianti S.R.L., Chieti, Italy

3 BASF Construction Chemicals Italia S.p.A., Treviso, Italy

4 Nordimpianti S.R.L., Chieti, Italy


1 INTRODUZIONE

I solai alveolari precompressi sono elementi prefabbricati caratterizzati da elevata versatilità, che possono rispondere alle esigenze di imprese e progettisti per la realizzazione di edifici commerciali e residenziali, nonché infrastrutturali (Elliott, 2017).

La loro produzione si realizza in stabilimento su lunghe piste (120-150m), normalmente in acciaio, sulle quali vengono predisposti i cavi di precompressione, opportunamente distribuiti e tesati. II getto del calcestruzzo e la formatura degli elementi viene effettuato in continuo con l'impiego di apposite macchine. Due sono le tipologie di macchine più frequentemente usate, diverse per la modalità di funzionamento e quindi per le forze impresse al calcestruzzo: gli estrusori e le vibrofinitrici. Essi verranno descritti successivamente.

La gestione profittevole di un impianto implica una combinazione virtuosa di efficienza produttiva, qualità di prodotto ed economia, soprattutto in mercati competitivi. Questi tre fattori sono strettamente correlati.

L’economia si può ottenere non solo agendo sul prezzo delle materie prime disponibili a breve distanza dall’impianto, ma anche facendo funzionare nel modo più efficiente possibile le macchine, aumentandone velocità di avanzamento e getto, limitandone l’usura e quindi la necessità di manutenzione e sostituzione delle parti di ricambio, ed infine minimizzando gli scarti di produzione. Tutto questo garantisce contemporaneamente economia ed efficienza produttiva.

L’ottimale funzionamento della macchina dipende in larga misura dalla qualità della miscela del calcestruzzo; in particolare, alcuni fattori importanti sono:

  • la natura degli aggregati: per esempio, gli aggregati frantumanti creano maggiore attrito in fase di compattazione rispetto ad aggregati rotondi;
  • il controllo del contenuto di umidità dell’impasto: un calcestruzzo troppo bagnato, quale si verifica nel caso di aggregati gelati o troppo bagnati, è difficile da gestire e conduce di norma ad elementi con superficie non perfettamente piana;
  • la reologia del calcestruzzo: la miscela deve scorrere facilmente attraverso le tramogge, andare a riempire efficacemente gli spazi e quindi risultare di facile compattazione sotto l’azione della macchina. Un calcestruzzo troppo viscoso risulta difficilmente lavorabile.

Complessivamente, la scelta delle materie prime appare strategica, ma questioni di natura economica, quali i costi di trasporto, limitano la scelta a quelle disponibili entro un limitato raggio d’azione rispetto all’impianto. In simili situazioni, può essere una sfida riuscire a produrre il calcestruzzo che permetta un funzionamento ottimale della macchina, e quindi raggiungere la massima efficienza produttiva. La chimica, grazie alle innovazioni introdotte negli ultimi decenni nell’ambito degli additivi per il calcestruzzo, può intervenire a correggere le criticità della miscela, in modo da renderla più adatta alla macchina e quindi a realizzare una produzione che soddisfi tutti i criteri sopramenzionati.

L’impiego di additivi chimici (Spiratos, 2006) rappresenta una prassi consolidata nella produzione di calcestruzzo prefabbricato ad elevata consistenza, mentre è ancora molto limitato tra i produttori di solai alveolari. Questo è in parte dovuto alla difficoltà di simulare in laboratorio la compattazione del calcestruzzo semi-asciutto come realizzata da estrusori e vibrofinitrici, e alla conseguente mancanza di metodi per lo sviluppo e la valutazione di nuovi additivi chimici.

Il presente lavoro è frutto della collaborazione tra Nordimpianti S.R.L., produttore di macchine per solai alveolari precompressi, e BASF Construction Chemicals Italia S.p.A., attiva nel settore degli additivi per il calcestruzzo.

Nei laboratori R&S BASF sono stati sviluppati dei metodi di prova che permettono di simulare in una certa misura la produzione di solai alveolari; questo ha permesso lo sviluppo di additivi che rispondono alle esigenze specifiche di questo tipo di produzione. Verranno qui presentati i metodi di indagine ed alcuni risultati ottenuti in laboratorio, seguiti da validazione in impianto. Saranno infine presentati due casi applicativi in cui l’uso di tali additivi è stato avviato con successo in impianti per la produzione dei solai alveolari, in combinazione con macchine diverse.

 

2 MACCHINE PER LA PRODUZIONE DI SOLAI

2.1 Estrusore

La macchina Extruder produce il pannello alveolare secondo il principio ad estrusione che le ha dato il nome: il calcestruzzo, scaricato nella tramoggia, cade direttamente sulle coclee di alimentazione, che ruotando ed oscillando avanti e indietro spingono il calcestruzzo nella camera di compattazione, dove viene formato e compattato attraverso le sponde laterali, la pista, il lisciatore e i tubi formatori, che danno la sagoma agli alveoli del manufatto.

L’avanzamento della macchina sulla pista avviene per la reazione che le coclee esercitano sul calcestruzzo, pertanto la macchina Extruder avanza sulla pista quando tutta la sagoma del pannello alveolare è stata formata completamente.

La velocità di avanzamento della macchina varia tra 1÷2,5 m/min, a seconda dell’altezza del pannello alveolare da produrre.

... 

 

L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: hollow-core slabs; chemical admixtures; estruder; slipformer / solai alveolari; additivi chimici; estrusore; vibrofinitrice


Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE

italian-concrete-days-napoli-700-01.jpg

Dal 14 aprile al 17 aprile 2021 si terrà la terza edizione degli Italian Concrete Days. Ulteriore informazione sull'evento a questo LINK.