Studio sperimentale sugli effetti del ritiro in pavimentazioni industriali

Le pavimentazioni in calcestruzzo sono ampiamente utilizzate all’interno di magazzini e edifici industriali. A causa delle grandi quantità calcestruzzo impiegate per la loro realizzazione e dell’ampia superficie esposta all’aria durante la maturazione, tali strutture possono risentire in maniera significativa delle conseguenze del ritiro del calcestruzzo, che spesso portano alla formazione di fessure associate a riduzioni di durabilità e funzionalità.

Inoltre, la presenza di un gradiente di deformazione lungo lo spessore causa fenomeni di sollevamento degli spigoli. Gli effetti del ritiro sono influenzati dalla geometria del pavimento, dall’attrito con sottofondo e dalle condizioni ambientali. La presente memoria mostra i risultati di una campagna sperimentale nel corso della quale sono state misurate le deformazioni prodotte dal ritiro in 2 diverse posizioni di pavimentazioni industriali realizzate con diverse miscele di calcestruzzo.

Deformazioni da ritiro del calcestruzzo: utilizzare specifiche miscele può ridurre o eliminare i giunti di contrazione

Per mitigare le conseguenze delle deformazioni da ritiro è possibile adottare differenti strategie. L’impiego di giunti di contrazione, consente di creare piani di debolezza in posizioni prestabilite nei quali si concentreranno le fessure. In alternativa è possibile agire sui costituenti del calcestruzzo, riducendo il contenuto d’acqua o usando cementi solfo-alluminati o additivi (espansivi o riduttori di ritiro). L’adozione di specifiche miscele per il calcestruzzo, congiuntamente all’adozione di apposite armature o di fibre per il rinforzo, può consente di ridurre la numerosità dei giunti di contrazione anche eliminandoli completamente in alcuni casi.

Alcuni studi in letteratura hanno studiato il problema del curling e di quali fenomeni lo influenzano maggiormente (Suprenant B. A., 2002; Ytterberg R.F., 1992) ed evidenziato l’effetto dell’attrito con il substrato sul quale viene gettata la pavimentazione (Zhang J. et al., 2001). Tali fenomeni sono stati modellati numericamente da Tiberti et al. (2018), studiando anche l’effetto benefico di calcestruzzi fibrorinforzati. Nello studio di Caltran (Heath et al., 1999) e in Lin et al. (2020) sono presentati risultati sperimentali relativi a misure di deformazioni dovute al ritiro, rispettivamente su porzioni stradali e sulla pavimentazione di un tunnel.
Nonostante le notevoli ricadute pratiche ed economiche dei fenomeni sopra descritti, gli studi scientifici che li riguardano sono limitati così i come modelli di calcolo. La presente memoria mostra alcuni risultati di una campagna sperimentale che ha interessato 2 porzioni di pavimentazione industriale per valutare le deformazioni da ritiro. Le due aree sono differenti per numerosità dei giunti di contrazione e per tipologia di calcestruzzo adoperato.

Caso di studio

La campagna sperimentale oggetto della presente memoria ha il principale scopo di indagare lo stato deformativo, nei 95 giorni successivi al getto, indotto dal ritiro del calcestruzzo in due porzioni di pavimentazione industriale realizzate con diverse miscele di calcestruzzo. Le zone oggetto di indagine (indicate nel seguito come P2, P3) hanno forma rettangolare, di dimensioni 21.4m x 9.4m. La Figura 1 mostra la pianta tipo di una delle postazioni investigate.

Le miscele utilizzate nelle due aree hanno caratteristiche simili in termini di resistenza a compressione e di lavorabilità (C28/35, S4 D.31,5 XC2), ma differiscono tra loro per la presenza di additivi per contrastare il ritiro. Come sintetizzato in Tabella 1, in P2 è impiegato un calcestruzzo ordinario mentre P3 è realizzata con calcestruzzo a ritiro compensato, tramite l’impiego degli additivi MLIFE SRA 915 e MLIFE SRA 150.

MasterLife SRA 915 è un additivo liquido per la riduzione del ritiro idraulico di conglomerati a base cementizia mentre MasterLife SRA 150 è un prodotto in polvere composto da ossidi alcalino ter- rosi, che a contatto con l'acqua d'impasto del calcestruzzo, porta alla trasformazione dell'ossido in idrossido di calcio provocando un'azione espansiva. La resistenza cubica media del calcestruzzo dopo 7 giorni dal getto della P2 è pari a 34.7 MPa, mentre è pari a 38 MPa per la P3. Entrambe le pavimentazioni inoltre, presentano una doppia rete elettrosaldata a maglia quadrata 20cm x 20cm, P2 presenta numerosi giunti mentre P3 presenta un solo giunto centrale.

Strumentazione per la misura delle deformazioni indotte dal ritiro

Le deformazioni di ciascuna area sono state misurate tramite 12 estensimetri annegati all’interno del calcestruzzo. Gli strumenti sono stati collocati a coppie sulla stessa verticale, in differenti posizioni in pianta. Per ogni posizione è stato posizionato un estensimetro a 5 cm dall’estradosso e l’altro a 5 cm dall’intradosso. Ogni coppia di strumenti è stata mantenuta in posizione prima e durante il getto tramite 2 supporti metallici a forma di “F” infissi nel sottofondo (Figura 3). Gli estensimetri utilizzati sono della ditta Vishay – Micro-Measurements modello EGP-5-120.

La griglia di misura è annegata in un materiale polimerico che protegge dal danneggiamento meccanico durante la messa in opera, dall'umidità e dalla corrosione. A causa di un malfunzionamento, uno degli estensimetri nella P3 (A-Superiore) è stato sostituito con un KM- 120-120-H2-11W5M3 della ditta Kyowa.

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Conference - Napoli, 12-15 ottobre 2022
Evento organizzato da aicap e CTE