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.

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

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