Calcestruzzo additivato? Si grazie!

Il mercato mette oggi a disposizione una gamma particolarmente ampia di prodotti in grado di potenziare le caratteristiche proprie del cls, aumentandone le singole prestazioni.

Il calcestruzzo è divenuto un materiale ampiamente utilizzato nel mondo dell’edilizia, soprattutto per il basso costo di costruzione e di manutenzione. Questo ha comportato un notevole stimolo nella ricerca di tecnologie che fossero in grado di ridurre ulteriormente i tempi esecutivi, abbassare i costi di costruzione, senza dimenticare il miglioramento della durabilità per il contenimento delle spese manutentive e di restauro.
Nel passato, la forte disponibilità di cemento Portland “puro”, consentiva l’uso di grandi dosi d’acqua d’impasto, che, pur non penalizzando la resistenza meccanica del calcestruzzo, creava un’elevata porosità dello stesso, comportando seri problemi di durabilità delle opere, specie se esposte ad ambienti particolarmente aggressivi.
Oggi oltre alla velocità del costruire e al contenimento dei costi, ci si è rivolti alla ricerca di nuovi ingredienti provenienti da altri processi industriali, che consentono di migliorare anche la durabilità delle opere in calcestruzzo.

Additivi fluidificanti e superfluidificanti, ritardanti, acceleranti, antigelo.

Gli additivi sono appunto insieme al cemento, acqua ed inerti, il quarto importante ingrediente, che nella tecnologia moderna del costruire viene sempre più spesso utilizzato. Questi, impiegati normalmente in piccole percentuali, consentono di ottenere un miglioramento di specifiche prestazioni del calcestruzzo allo stato fresco, quali lavorabilità, coesività, pompabilità, ma anche un miglioramento delle prestazioni di un calcestruzzo indurito, quali resistenza, permeabilità ecc.
Gli additivi presenti oggi sul mercato, sono prodotti caratterizzati da uno o più principi attivi, diluiti in acqua, con l’aggiunta anche di componenti accessori, quali stabilizzanti, antischiuma, antibatterici ecc. e sono classificati in base alla funzione principale che esplicano.

Le tipologie di additivi maggiormente diffuse sono le seguenti:

• fluidificanti;
• superfluidificanti.
• ritardanti;
• acceleranti;
• antigelo.

Oltre a quelli sopra citati ne esistono altri che riuniscono le funzioni sopra descritte, o che influiscono su altre caratteristiche del calcestruzzo, rendendolo idrofugo, colorato ecc.

Le norme UNI riguardanti gli additivi, stabiliscono in modo preciso le modalità esecutive di prova, in pasta, in malta e in calcestruzzo, compresi i limiti prestazionali e le prove da eseguire sul prodotto additivante.
L’impiego degli additivi può essere effettuato nella centrale di betonaggio, all’inizio o alla fine dell’immissione degli altri componenti, in virtù del tipo di additivo, ma anche a piè d’opera prima del getto; l’importante è che il prodotto sia distribuito in modo omogeneo nell’impasto e non concentrato localmente. Inoltre la normativa UNI stabilisce che l’additivo nel calcestruzzo non deve superare il 2% rispetto alla quantità di legante, salvo i superfluidificanti che possono essere presenti in percentuali superiori.

Additivi fluidificanti (NSF) e superfluidificanti (MSF)

Questi prodotti contengono sostanze polimeriche idrosolubili quali principi attivi che aderiscono ai granuli di cemento anidro. Questo comporta che le particelle di cemento, che normalmente a causa di forze elettrostatiche tendono a aderire tra loro, vengono disperse e separate nell’acqua di impasto. Si ottiene così un impasto “lubrificato”, che a parità di composizione è più fluido e quindi più lavorabile.

A pari lavorabilità invece il calcestruzzo con additivo fluidificante, avendo un rapporto acqua/cemento più basso, presenta un ritiro generalmente inferiore.

Additivi superfluidificanti sono invece quei prodotti a base di naftalina solfonata polimerizzata con formaldeide (naftalen solfonati) o melammina solfonata polimerizzata con formaldeide. Rispetto agli additivi fluidificanti, i superfluidificanti presentano generalmente una maggiore riduzione dell’acqua d’impasto; l’effetto però in generale ha una durata inferiore, quidi per casi che lo richiedano è opportuno utilizzare superfluidificanti specifici con effetto ritardante.
I superfluidificanti a base di naftalen solfonati sono i più utilizzati per il loro comportamento pressochè costante nei confronti dei diversi cementi, per il loro costo inferiore e perché danno impasti con caratteristiche reologiche che non comportano problemi di pompabilità o problematiche relative al getto e alle successive lavorazioni.

Additivi ritardanti

Gli additivi ritardanti servono per ritardare la presa del cemento per conservare il più possibile nel tempo la lavorabilità del calcestruzzo. Normalmente sono associati all’utilizzo di additivi fluidificanti e superfluidificanti. La presa ritardata, rallenta l’indurimento del calcestruzzo, anche se dopo i 28 giorni si verifica un aumento delle resistenze rispetto a impasti non additivati, questo perché la bassa velocità di idratazione consente la costruzione di una struttura microcristallina più ordinata, che una volta stagionata, consente di ottenere una maggiore compattezza del materiale.

Additivi acceleranti

Gli additivi acceleranti consentono di aumentare la velocità di indurimento della pasta di cemento e dei conglomerati cementizi. Questo comporta una maggiore velocità di reazione che si traduce in una lavorabilità che diminuisce più rapidamente. L’additivo accelerante più ampiamente utilizzato è stato il cloruro di calcio, che aumenta però, per la presenza dello ione cloruro, il rischio della corrosione dell’armatura. Oggi perciò si tende ad utilizzare prodotti privi di cloruri, come il formiato di calcio, la trietanolammina ecc. L’effetto dell’additivo accelerante consente l’aumento della velocità di idratazione del cemento, che sviluppa nelle brevi stagionature maggiore resistenza rispetto ad un calcestruzzo non additivato.
L’utilizzo di quest’additivo, deve essere però strettamente controllato, infatti, la velocità di reazione aumenta anche la velocità di sviluppo di calore di idratazione. Un riscaldamento eccessivo può portare a problemi di fessurazione della struttura causati da fenomeni di ritiro improvvisi.

Additivi antigelo

Gli additivi antigelo o aeranti, vengono utilizzati per migliorare la resistenza del calcestruzzo ai cicli di gelo e disgelo.

Aggiunti in quantità modeste (da 0.02 a 0.05% sul peso del cemento) all’impasto del calcestruzzo consentono la formazione e l’inglobamento nella pasta cementizia di bollicine d’aria aventi un diametro da 50 a 250 micron. Il numero di queste bollicine ai fini dell’efficacia del prodotto, deve essere grandissimo e la loro distanza dovrebbe variare tra i 100 e i 300 micron. La presenza delle bollicine aeranti, fa si che durante le fasi di gelo e disgelo, le tensioni meccaniche che si sviluppano a seguito dell’aumento di volume, trovino sfogo nelle porosità dell’impasto che fungono da vasi di espansione.
L’aria introdotta influisce però sensibilmente sulla resistenza a compressione del conglomerato (circa 5% di resistenza in meno per ogni % d’aria inglobata), anche se, questo effetto negativo, è attenuato dal miglioramento della lavorabilità degli impasti dovuto alla presenza di una miriade di particelle minute e deformabili, che consentono una riduzione del rapporto acqua/cemento.

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