Effetto del Nitrato di Calcio sulle prestazioni del cemento miscelato con loppa d’altoforno

Calcestruzzo con loppa d'altoforno: i vantaggi nell'uso di additivi a base di Nitrato di Calcio (CN)

Ecco una sintesi dei principali risultati raccolti all'interno di uno studio condiviso durante la "Non-Traditional Concrete Conference (NTCC) 2023" svoltasi nella Repubblica Ceca ad aprile 2023.

Sviluppo della Resistenza

• Resistenza a 1 giorno: Il Nitrato di Calcio (CN) ha ridotto la resistenza iniziale in entrambe le miscele con loppa d’altoforno a causa di reazioni che non hanno portato a un legame più elevato o a una porosità inferiore.
• Resistenza a lungo termine: da 3 giorni in poi, il Nitrato di Calcio (CN) ha aumentato la resistenza, con il 4% di CN che ha portato a una resistenza uguale in entrambe le miscele con loppa d’altoforno a 7 giorni e una resistenza leggermente superiore per S2 a 28 giorni.

Comportamento dell’Idratazione

Il Nitrato di Calcio (CN) ha aumentato i tassi di idratazione iniziale ma ha anche influenzato il calore cumulativo in modo diverso a varie concentrazioni:

• Con 2% di CN viene accelerata l'idratazione distribuendo la reazione su un tempo più lungo.
• Con il 4% CN si è notato un ritardo iniziale seguito nelle fasi successive da una migliore idratazione.
• A 48 ore, il calore cumulativo, per le miscele contenenti CN, è stato significativamente più alto a 48 ore per le miscele trattate con CN.

Microstruttura

• Ad 1 giorno di maturazione con l’aggiunta di Nitrato di Calcio (CN), si evidenzia una maggiore formazione di fasi di ettringite e AFm (probabili varianti di nitrato).
• Il Nitrato di Calcio (CN) ha ridotto il contenuto di Idrossido di Calcio (CH), probabilmente a causa di interazioni che formano meno CH cristallino o altri composti, come AFm-nitrato.

Differenze tra tipi diversi di loppa d'altoforno granulata macinata (GGBS)

• La S2 (loppa altroforno tipo LKAB) ha mostrato una resistenza inferiore rispetto alla S1 (loppa altoforno tipo O'Brien) senza utilizzo di Nitrato di Calcio (CN) ma ha raggiunto la parità con l’aggiunta di 4% di Nitrato di Calcio dopo 7 giorni.

Implicazioni:

• Il Nitrato di Calcio (CN) accelera l'idratazione del cemento e migliora lo sviluppo della resistenza dopo 1 giorno, rendendolo adatto per applicazioni edilizie di cemento miscelato con loppa d’altoforno. Tuttavia, il suo effetto sulla resistenza iniziale richiede considerazione in fase di progettazione.
• La riduzione dell'Idrossido di Calcio e la formazione di fasi AFm stabili migliorano la durata e le prestazioni a lungo termine.

In conclusione, il Nitrato di Calcio (CN) migliora le prestazioni dei cementi miscelati con loppa di altoforno, bilanciando le problematiche di un’idratazione anticipata con una migliore resistenza a lungo termine.

Il contributo alla sostenibilità del Nitrato di Calcio

Inoltre, il Nitrato di Calcio (CN) favorisce un’edilizia più sostenibile facilitando un maggiore utilizzo di loppa d’altoforno, riducendo la domanda di clinker e quindi abbassando le emissioni di CO₂.

Ulteriori studi sull'uso combinato del Nitrato di Calcio e alcuni acceleratori di indurimento potrebbero ottimizzare la resistenza a 1 giorno migliorando al contempo le prestazioni dei cementi miscelati con GGBS.

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La sintesi dello studio presentato in questo articolo è stata condivisa durante la "Non-Traditional Concrete Conference (NTCC) 2023" tenutasi in Repubblica Ceca. Nella sezione allegati è disponibile il documento in formato PDF con tutti i dettagli dello studio realizzato.