Valutazione delle capacità di autoriparazione nei materiali cementizi attraverso prove meccaniche e permeabilità all'acqua

Daria Taeb

Valutazione delle capacità di autoriparazione nei materiali cementizi attraverso prove meccaniche e permeabilità all'acqua.

Rel. Jean Marc Christian Tulliani. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Restauro E Valorizzazione Del Patrimonio, 2016

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Abstract:	Programma e svolgimento della tesi Le motivazioni che hanno portato allo svolgimento di una tesi su il “self-healing” del cemento, riguardano le problematiche che intercorrono sui costi diretti e indiretti per le infrastrutture, per i beni appartenenti al patrimonio architettonico e per le opere d’arte, realizzati dal XX sec. in avanti dai maggiori esponenti dell’architettura e dell’arte. La possibilità di poter costruire o intervenire con opere di ripristino con un materiale autoriparante è uno dei traguardi futuri nel campo della sperimentazione dei materiali da costruzione. In questa tesi verrà analizzato il materiale da costruzione più utilizzato nell'ultimo secolo: una breve narrazione della sua storia, le cause di degrado, gli interventi di ripristino più comuni e una fase di sperimentazione per cercare di migliorare il materiale dal punto di vista meccanico e di prevenzione dai danni causati da agenti esterni. La fase sperimentale si suddivide in due parti: la prima ha previsto la realizzazione di provini in matrice cementizia con e senza capsule al loro interno, sui quali è stato osservato il comportamento meccanico; la seconda, invece, si sviluppa in due diverse procedure e ha lo scopo di osservare il comportamento dell’agente “healing” sia in situazione ottimale, inserito manualmente, che in situazione reale, all’interno delle capsule, a seguito di fessurazione. Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più usato al mondo per le sue caratteristiche, infatti, esso è forte, durevole, versatile e localmente disponibile, riciclabile e poco costoso in termini economi. La sua produzione è poco dispendiosa solo se ci si riferisce al settore economico, ma a livello ambientale è un processo che richiede un’alta quantità di energia considerando l’estrazione mineraria, il trasporto e la lavorazione. Il suo livello di produzione mondiale è di circa 2350 milioni di tonnellate metriche all’anno e contribuisce con un sorprendente 10% delle emissioni di CO2 in atmosfera. Produrre il calcestruzzo sembra una cosa molto semplice. Infatti, a differenza di altri materiali da costruzione esso può essere prodotto direttamente in cantiere o può essere prefabbricato. Tuttavia il calcestruzzo è un materiale suscettibile a molte fonti di danno, infatti, la convinzione che questo sia un “materiale generoso, capace di perdonare errori” è stata sfatata da anni; con il passare del tempo tutte le opere cementizie necessitano, dopo l’intervento di ispezione, di attività manutentive per riparare i danni.
Relatori:	Jean Marc Christian Tulliani
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TC Protezione degli edifici T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea:	Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Restauro E Valorizzazione Del Patrimonio
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4620
Capitoli:	SEZIONE I 1. INTRODUZIONE 1.1 Generalità 1.2 Programma e svolgimento della tesi SEZIONE II 2. CALCESTRUZZO 2.1 Brevi cenni storici 2.2 Proprietà dei calcestruzzi cementizi 2.2.1 materie prime 2.2.2 fase di realizzazione 2.2.3 proprietà meccaniche 2.3 Normativa 2.4 Degradi del calcestruzzo 2.4.1 corrosione delle armature metalliche 2.4.2 degrado a causa dei cicli di gelo e disgelo 2.4.3 attacchi chimici 2.4.4 reazione alcali-aggregato 2.5 Protezione del calcestruzzo 2.5.1 conservazione SEZIONE III 3. CEMENTO: “SELF-HEALING” 3.1 “Self-healing” 3.2 Materiali cementizi “self-healing” 3.2.1 vantaggi 3.2.2 classificazione 3.3 Metodologie “self-healing” nei materiali cementizi 3.3.1 guarigione autogena 3.3.2 batteri sporigeni 3.3.3 vari additivi minerali (geo-materiali) 3.3.4 polimeri 3.3.5 agente incapsulato SEZIONE IV 4. INDAGINE SPERIMENTALE 4.1 Obiettivo 4.2 Preparazione impasto maccheroni 4.3 Coating: silicato di sodio, resina bicomponente e alluminio 4.4 Agente riparante 4.4.1 resina monocomponente e bicomponente 4.5 Prove in laboratorio 4.5.1 preparazione dei provini in malta cementizia 4.5.2 intaglio e dimensionamento dei provini 4.5.3 prove di carico a tre punti 4.5.4 “reloading” 4.6 Esiti dei test meccanici 4.7 Agenti “healing” e l’impermeabilità 4.7.1 prove sulla permeabilità all’acqua 4.8 Esiti delle prove di permeabilità SEZIONE V 5. CONCLUSIONI 5.1 Risultati delle prove 5.1.1 prove di carico a tre punti 5.1.2 prove sulla permeabilità all’acqua 5.2 Proposte future 101 SEZIONE VI 6. BIBLIOGRAFIA 6.1 Monografia 6.2 Articoli 6.3 Tesi 6.4
Bibliografia:	Monografie A. Negro, J. M. Tulliani e L. Montanaro, Scienza e tecnologia dei materiali, Celid, Beinasco 2007. M. Collepardi, S. Collepardi, R. Troli, Il nuovo calcestruzzo, Tintoretto, seconda edizione, 2009. M. Collepardi, J.J. Ogoumah Olagot, F. Simonelli, R. Troli, Il calcestruzzo vulnerabile: prevenzione, diagnosi del degrado e del restauro, Tintoretto, 2005. C. Joseph, D. Gardner, T. Jefferson, B. Isaacs e B. Lark, Self-healing cementitious materials: a review of recent work, Construction Materials, 2010, Volume 164. Il degrado del calcestruzzo, Mapei, Milano. E. Siviera, Durabilità delle strutture in calcestruzzo, Centro Editoriale Veneto, Padova 1992. G. Croci, Conservazione e restauro strutturale dei beni architettonici, UTET Libreria, Torino 2001. M. Collepardi, L.Coppola, Additivi per calcestruzzo, Eneo, Spresiano 1994. C. di Biase, Il degrado del calcestruzzo nell’architettura del Novecento, Maggioli edit., Dogana 2009. M. Collepardi, A. Triantafillis, Produzione, Controllo, Durabilità del calcestruzzo, Trento 1991. M.Carrara, C.Dezzi Bardeschi, E.Riboldi, Conservazione del calcestruzzo armato nell’architettura moderna e contemporanea, Alinea editrice, Quaderni di Ananke, vol.2, Perugia 2010. L.Bertolini, Materiali da costruzione: struttura, proprietà e tecnologia di produzione, Citta Studi, Torino 2006. P.Pedeferri, L.Bertolini, La durabilità del calcestruzzo armato, McGraw-Hill Italia 2000. M.C. Torricelli, R.Del Nord, P.Felli, Materiali e tecnologie dell’architettura, Editori Laterza, Bari 2009. Alessandra Formia, Salvatore Terranova, Paola Antonaci, Nicola Maria Pugno, Jean Marc Tulliani, Setup of extruded Cementitious hollow tubes as containing/releasing devices in self-healing systems, Materials, aThijssen, Gerard Muyzer, Oguzhan Copuroglu,ealing agent for the development of sustainable con235. Tae-Ho A of cementitious composites incorporating vcrete Technology vol.8, giugno 2010, pag.171-186. Ki Patrimaterials containing tubular capsules fille97-505. Dimitri Sorokin, Self-healing concrete, EJoseph,Experimental investigation of adhesive-base of Concrete Research, novembre 2010, pag.831-843. Kim Van Tittelboom e Nele De Belie, Self-heentitious Materials - A Review, Materials, febbraio 2013, pag.2182- 2217. Michelle M. Pelletier, Richard Brown, Arun Shukla, Arijit Bose, Self-healing concrete with a microencapsulated healing agent, University of Rhode Island, Kingston, USA. Abd-Elmoaty, A.-E., Self-healing of polymer modified concrete, Alex. Eng. J. 2011, 50,171-178. Katsuhata, T.; Ohama, Y.; Demura, K. Investigation of microcracks self-repair function of polymer-modified mortars using epoxy resins without hardeners. In Proceedings ofioth International Congress on Polymers in Concrete, Honolulu, HI, USA, 23-25 May 2001. A. Kanellopoulos, T.S. Qureshi, A.Al-Tabbaa, Glass encapsulated minerals for self-healing in cement based composites, Elsevier, agosto 2015, pag.780-791. Ana Dolores Carrillo Gonzalez “Flexural strength and elastic modulus recovery in self-healing concrete repaired by inorganic solutions”, relatore Prof. re Jean-Marc Christian Tulliani, correlatore Maria Del Socorro Escalona, dicembre 2014. Elena Tabusso, “Applicazione degli insegnamenti della biomimetica all’architettura: cemento self-healing, stato dell’arte e studio sperimentale”, relatore Prof, re Jean Marc Tulliani, a.a. 2012/2013. Romina Robella, “Produzione di capsule estruse per materiali cementizi autoriparanti”, relatore Prof.re Jean Marc Christian Tulliani, a.a. 2014/2015. Norme di riferimento - EN 196-1 - ISO 679:2009 - UNI EN 197 - UNI EN 13057:2003 - NORMAL 11/85 Sitografia http://www.archiexpo.it/prod/tarmac-building-products/htmlAqueduct_PontDuGard_Nimes.jpg http://romeonsegway.com/io-facts-about-the-pantheon https://it.wikipedia.0rg/wiki/J0seph_M0nier#/media/File:J0seph_M0nom/construccion/concreto-ensayos.html http//www.comune.mottadaffermo.me.it http://www.ingenio-weinedia.org/wiki/Reazione_alcali_aggregati: rea

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