Miglioramento della duttilità del calcestruzzo sostenibile fibrorinforzato leggero ad alta resistenza

Di recente è stata pubblicato l'interessante articolo scientifico dal titolo: "Ductility Enhancement of Sustainable Fibrous-Reinforced High-Strength Lightweight Concrete". L'articolo riprende un approccio su cui con Ingenio stiamo puntando moltissimo: valorizzare materiali innovativi ad alte prestazioni per ridurre l'impronta carbonio. Ecco una sintesi della ricerca.

Ductility Enhancement of Sustainable Fibrous-Reinforced High-Strength Lightweight Concrete

L'articolo è a firma di quattro ricercatori provenienti da diverse università mondiali: Md. Akter Hosen 1,* , Mahaad Issa Shammas 1,*, Sukanta Kumer Shill 2 , Safat Al-Deen 3, Mohd Zamin Jumaat 4 and Huzaifa Hashim 4

1. Department of Civil and Environmental Engineering, College of Engineering, Dhofar University, P.O. Box 2509, Salalah PC 211, Oman

2. School of Engineering, Deakin University, Waurn Ponds, VIC 3216, Australia; sukanta.shill@deakin.edu.au

3. School of Engineering and Information Technology, The University of New South Wales, Canberra, ACT 2612, Australia; s.al-deen@adfa.edu.au

4. Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur 50603, Malaysia; zamin@um.edu.my (M.Z.J.); huzaifahashim@um

Migliorare le performance strutturali per puntare a una ingegneria sostenibile, questo è il senso di questo articolo che offre interessanti riflessioni e informazioni tecniche per un settore in grande sviluppo, quello dei calcestruzzi leggeri ad alta resistenza.

Uno degli svantaggi principali di questo materiale leggero ed al alta resistenza è la fragilità: la duttilità di il calcestruzzo è un fattore cruciale, che gioca un ruolo importante soprattutto quando le strutture in calcestruzzo sono soggette a situazioni estreme, come terremoti e vento.

Questo studio mira a migliorare la duttilità di calcestruzzo leggero ad alta resistenza incorporando fibre di acciaio. E dal punto di vista della sostenibilità vi è un altro aspetto che viene trattato in questo articolo: la sperimentazione è stata realizzata su calcestruzzi prodotti con aggregati a base di clinker di olio di palma (POC).

Per saperne di più sui POC consiglio la lettura dell'articolo: "Effect of palm oil clinker (POC) aggregates on fresh and hardened properties of concrete" il cui testo è leggibile a questo LINK

Nel corso della ricerca sono stati preparati provini di calcestruzzo leggero ad alta resistenza rinforzati con fibre di acciaio e loro la duttilità è stata sistematicamente esaminata. Nel calcestruzzo sono state utilizzate fibre di acciaio dallo 0 all'1,50% (in volume), con un incremento dello 0,5%.

Come indicatori delle performance del calcestruzzo sono stati utilizzati la duttilità a compressione, la duttilità a spostamento e la duttilità energetica per valutare il miglioramento della duttilità. Inoltre, la resistenza alla compressione, la resistenza alla flessione, il comportamento deformazione-deformazione, il modulo elastico, le caratteristiche carico-spostamento, l'assorbimento di energia e  sono state studiate la capacità e la deformabilità dei campioni di calcestruzzo.

La duttilità di compressione, gli indici di duttilità di spostamento e di duttilità energetica sono aumentati fino al 472%, 140% e 568% rispetto ai provini di controllo (calcestruzzo con 0% fibre di acciaio), rispettivamente.

Inoltre, la deformabilità e la capacità di assorbimento di energia del calcestruzzo sono state aumentate di oltre rispettivamente al 566% e al 125%.

In conclusione, il calcestruzzo a base di POC, ad alta resistenza, fibroso e leggero potrebbe funzionare meglio del calcestruzzo convenzionale in condizioni di carico estreme, come ha mostrato duttilità significativamente maggiore.

Per saperne di più scarica il PDF o usa il seguente LINK all'articolo integrale