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

Taeb, Daria

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

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

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M. Collepardi, S. Collepardi, R. Troli, Il nuovo calcestruzzo, Tintoretto, seconda edizione, 2009.

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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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