In questo contesto si situa il lavoro qui esposto. E' stato ritenuto utile studiare un composto che potesse aumentare proprio le caratteristiche di resistenza meccanica attraverso un intervento dei rinforzi fibrosi, per superare i limiti oggi raggiunti. In questa direzione sta procedendo il mondo della ricerca, anche se per il momento è tenuto in considerazione la sola tipologia a macro scala. Basti considerare che, dall'inserimento di barre di acciaio dei diametro dell'ordine di centimetri, si è giunti all'utilizzo di fibre, delle quali quelle polimeriche monofibrillate rappresentano quelle dimensionalmente più ridotte. Queste, se presentano un diametro dell'ordine del micron, hanno comunque una lunghezza dell'ordine del centimetro.

L'idea alla base del presente lavoro è quella di creare un rinforzo che possa costituire un ostacolo alla frattura del composto ad una scala micrometrica. Per questo si è pensato di sperimentare diversi tipi di impasti miscelando due tipologie di fibre differenti per caratteristiche costituzionali e morfologiche. Insieme alle fibre di vetro, materiale attualmente già impiegato come rinforzo nei calcestruzzi, si sono scelti i nanotubi di carbonio. Questi, grazie al diametro dell'ordine di qualche nanometro, lunghezza di qualche micron, altissime resistenze meccaniche, possono arrivare a creare i presupposti per un rinforzo alla scala dei processi di idratazione del cemento.

In letteratura, a riguardo, è stata condotta fino ad oggi una sola ricerca da parte di Li e dei suoi collaboratori, con risultati apparentemente più che soddisfacenti. Si è pertanto cercato di riprodurre un materiale che possedesse caratteristiche analoghe a quelle dello studio sopra citato, per poterne valutare le effettive caratteristiche.

Il lavoro si compone di due sezioni principali: una prima che analizza lo stato dell'arte sui calcestruzzi fibrorinforzati, esamina le diverse tipologie di fibre e dei calcestruzzi presenti sul mercato, riassume le potenzialità degli stessi attraverso una rassegna delle ricerche più significative in merito. Nella seconda sezione dei lavoro è descritta la sperimentazione effettuata con i risultati delle prove di resistenza meccanica e con la caratterizzazione chimico-morfologica dei campioni realizzati.

Il presente lavoro è stato oggetto di presentazione presso il XIX Convegno Nazionale del Gruppo Italiano Frattura tenutosi a Milano tra il 2 e il 4 luglio 2007.

2. Le tipologie di fibre

2.1. Fibre di acciaio

2.2. Fibre di vetro

2.3. Fibre polimeriche

2.4. Fibre aramidiche

2.5. Le fibre ceramiche

2.6. Fibre di carbonio

2.7. Nanotubi di carbonio

2.8. Comparazione tra tipologie di materiali differenti

CAPITOLO 3

3. Calcestruzzo classico e autocompattante

3.1. Caratteristiche costitutive del materiale

3.2. Limiti del calcestruzzo tradizionale

3.3. Calcestruzzo autocompattante

CAPITOLO 4

4. Calcestruzzi fibrorinforzati e ricerca

4.1. Fibre di acciaio

4.2. Fibre di vetro

4.3. Fibre polimeriche

4.4. Fibre ceramiche

4.5. Hybrid

4.6. Nanotubi di carbonio

CAPITOLO 5

5. Programma sperimentale

5.1. Premesse di ricerca

5.2. Materiali e variabili sperimentali

5.3. Procedure sperimentali

5.4. Preparazione provini per le prove

5.5. Prove sui prismi

5.6. Prove di compressione sui cubi

CAPITOLO 6

6. Analisi chimica

6.1. Caratterizzazione qualitativa

6.2. Caratterizzazione quantitativa: analisi termica

6.3. Caratterizzazione strutturale: diffrattometria a raggi x

6.4. Caratterizzazione morfologica: SEM

6.5. Discussione risultati delle analisi

CAPITOLO 7

7. Ulteriori sviluppi

7.1. prove sui prismi

CONCLUSIONI

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