MasterMatrix LF è la soluzione che migliora la stabilità ed omogeneità del calcestruzzo con carenza di fini o di pasta di cemento

MasterMatrix LF è un nuovo additivo modificatore di viscosità che compensa la mancanza di particelle o di pasta di cemento

L’esaurimento delle risorse naturali è attualmente un tema che preoccupa a livello mondiale. Dal momento che la produzione di calcestruzzo continua ad aumentare per rispondere all’incremento della popolazione e alla crescente urbanizzazione, l’industria delle costruzioni è chiamata a garantire un utilizzo sempre più responsabile delle risorse naturali.

La riduzione degli scarti e l’utilizzo di materie prime disponibili nelle vicinanze per ridurre al minimo le distanze di trasporto contribuiranno ad affrontare le sfide globali relative alla compatibilità ambientale e alla sostenibilità. MasterMatrix LF è un nuovo additivo modificatore di viscosità, sviluppato da Master Builders Solutions, nato per migliorare la stabilità ed omogeneità del calcestruzzo. MasterMatrix LF può compensare la mancanza di fini (particelle con un diametro < 250 μm) fino a 50 – 70 kg oppure, in alternativa, la carenza di 30 - 40 litri di pasta di cemento per metro cubo di calcestruzzo. La sigla "LF" sta per "low fines", cioè "povero di fini".

È universalmente riconosciuto il fatto che un “buon” calcestruzzo necessita di una certa percentuale di parti fini per ottenere la qualità auspicata, ossia una consistenza omogenea, grazie alla quale esso possa essere facilmente gettato, pompato e finito. Il calcestruzzo che non contiene abbastanza parti fini tende alla segregazione e a una cattiva pompabilità.

Di conseguenza, in tale caso, la messa in opera diventa più complessa e richiede più tempo e manodopera. Tradizionalmente, il tenore ideale di fini nel calcestruzzo è ottenuto grazie a una combinazione mirata di diverse componenti, tra cui cemento, sabbia, filler calcareo e materiali cementizi supplementari (SCM), come per es. cenere volante e loppa. Al giorno d’oggi, il calcestruzzo presenta spesso un contenuto di parti fini insufficiente, per diverse ragioni:

1. la disponibilità di cenere volante e loppa è in continua diminuzione.
2. Il contenuto di cemento è viene ridotto al minimo per abbassare le emissioni di CO2 correlate alla produzione di calcestruzzo;
3. La disponibilità di sabbia di qualità sta diminuendo, il che costringe i produttori di calcestruzzo a rifornirsi di sabbie di minor pregio, ma facilmente reperibili.

MasterMatrix LF assicura la stabilità ed omogeneità del calcestruzzo, risolvendo le seguenti situazioni:

1. la carenza di cenere volante costringe ad aumentare il contenuto di cemento delle miscele di calcestruzzo, il che comporta un aumento delle emissioni di CO₂ nonché dei costi correlati;
2. se la sabbia disponibile in loco è intrinsecamente povera di fini o ne è stata privata a seguito di un lavaggio pesante; in tal caso, il produttore di calcestruzzo può scegliere se introdurre una sabbia cosiddetta “correttiva”, di solito costosa e trasportata da distanze maggiori oppure, in alternativa, aumentare il contenuto di cemento. Entrambe le soluzioni incidono negativamente sugli obiettivi di sostenibilità ed aumentano i costi;
3. una carenza di aggiunte minerali fini (cenere volante oppure filler calcareo) nel calcestruzzo auto-compattante (SCC) che viene corretta dal sovradosaggio del cemento; in alternativa, il produttore di calcestruzzo sarebbe costretto ad investire in un silo aggiuntivo per il filler calcareo. MasterMatrix LF consente di evitare percentuali maggiori di cemento oppure l’investimento nel silo, il che rappresenta un chiaro vantaggio in termini di costi.;
4. l’impiego di cementi poveri di clinker, spinto dagli obiettivi di sostenibilità. Per raggiungere le resistenze alla compressione predefinite, si riduce maggiormente il contenuto di acqua – una tendenza che si osserva sempre più spesso. In queste circostanze diminuisce il volume della pasta, considerato come quantità totale di acqua e parti fini, il che incide negativamente sulla lavorabilità della miscela di calcestruzzo. MasterMatrix LF è stato sviluppato per garantire la stabilità del calcestruzzo, povero di clinker, in presenza di un tenore ridotto di acqua.

MasterMatrix LF: esempi applicativi

MasterMatrix LF consente di regolare la viscosità e prevenire l’instabilità del calcestruzzo fresco in presenza di un contenuto limitato di parti fini. La modalità d’azione dell’additivo è stata testata sulla base di due esempi pratici: nel primo caso si è eliminato il filler calcareo, mentre nel secondo la sabbia naturale utilizzandone solo una frantumata.

Esempio 1

In questo esempio 30 kg/m³ di filler calcareo sono stati compensati da un pari volume di sabbia. Il calcestruzzo di riferimento conteneva 270 kg/m³ di cemento, 30 kg/m³ di filler calcareo e sabbia con il 16% di passante inferiore a 250 μm; il contenuto totale di parti fini era quindi pari a 448 kg/m³. A confronto, grazie all’utilizzo di MasterMatrix LF, il calcestruzzo “low fines”, cioè a basso tenore di fini” presenta una quantità totale di parti fini di appena 423 kg/m³, il che rappresenta una loro riduzione complessivamente di 25 kg/m³. La Tabella 1 riporta la composizione del calcestruzzo e i risultati delle prove sul fresco.

Nella miscela con ridotta percentuale di parti fini, l’introduzione di MasterMatrix LF garantisce la stabilità desiderata con un leggero aumento della viscosità plastica. Questo parametro reologico è stato misurato con un reometro EBtV della società Schleibinger Geräte, con il quale sono state realizzate letture dello sforzo di taglio (torque) al variare della velocità di rotazione (shear rate). L’elaborazione ed interpolazione dei dati sono state eseguite con il modello di Bingham secondo Reiner-Riwlin, e i risultati sono rappresentati nella Figura 1 e Tabella 2.

Le due miscele di calcestruzzo non mostrano alcuna differenza evidente e presentano una consistenza simile, come si può vedere nelle Figure 2.

I due calcestruzzi sono stati confrontati anche sulle resistenze a compressione. Dopo aver testato la lavorabilità, per ogni miscela di calcestruzzo si è provveduto a confezionare sei cubi da 150x150x150 mm³. Due cubi sono stati testati subito dopo il disarmo a 24 ore, mentre gli altri quattro sono stati stoccati a 20°C e RH > 95%, per poi misurarne le resistenze dopo 7 e 28 giorni.

La Tabella 3 mostra che la resistenza a compressione delle due miscele di calcestruzzo è molto simile, come previsto, dal momento che le due miscele contengono gli stessi dosaggi di cemento ed acqua. Si può concluderne che MasterMatrix LF non incide sulle proprietà meccaniche del calcestruzzo.

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