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Formulazioni di calcestruzzo a base di cemento solfoalluminato per l’industria della pre-fabbricazione

Manuela Bianchi Buzzi Unicem S.p.A., Trino Vercellese (AL)

Fulvio Canonico Buzzi Unicem S.p.A., Trino Vercellese (AL)

Alberto Arena M.C.M. Manufatti Cementizi Monticone S.p.A.

SUMMARY The productive sector of cement and concrete is got through a technological innovation process aimed at improving the performances of products and addressing issues related to rising energy costs and environmental impact assessment of the productive process itself. The boost for innovation appears to be an important driving force for research and development of new building materials.

This paper has the purpose to illustrate the progress of the Ma2Re project (Manufacture and Materials

with Reduced Energy embedded), in which cementitious formulations based on innovative cements characterized by a reduced energy production cycle are developed for the construction of concrete with low embodied energy, high life time, ease of reuse.

The sulfoaluminate cements, unlike the more traditional Portland cements, allow the achievement of very high physical-mechanical performances at short aging time. This aspect is important for the industry of pre-fabrication, which can optimize and rationalize its ownproduction process with a more effective shift of the formworks, an increasing of the production and a different management of logistic and store, avoiding the use of surface treatments with epoxy resins or the use of accelerated aging cycles of concrete, having a negative impact on costs and on the environmental sustainability.

The main purpose of this research is the development and the use of formulations based on sulfoaluminate cement in comparison with the more traditional Portland cements for the mix design of dry concrete and Self-Compacting Concrete (SCC) for pre-manufacturing industry. In order to present the experimental data, we use the following physical mechanical tests on different formulations: slump, setting time, compressive strength development and shrinkage, highlighting the different performances among the more traditional Portland cements and the sulfoaluminate cements.

Keywords: cemento solfoalluminato, self-compacting concrete (SCC), calcestruzzo Terra umida,

prefabbricazione, ridotto impatto ambientale.

1. INTRODUZIONE Il progetto Ma

2Re nasce con l’obiettivo di far incontrare e dialogare, con un approccio fortemente orientato

a ricerca e sviluppo, imprese e centri universitari impegnati in studio, produzione e utilizzo di cementi e calcestruzzi. Uno degli obiettivi del progetto consiste nella valutazione degli impatti di una tecnologia innovativa come quella dei cementi solfoalluminati (CSA), nell’industria della produzione di manufatti in calcestruzzo. Il progetto intende sviluppare anche una filiera di studio inerente alla valorizzazione e all’utilizzo all’interno di miscele cementizie e di calcestruzzo di scorie e scarti provenienti da altri processi industriali, nonché alla valutazione degli aspetti relativi alla gestione del riciclo dei manufatti a fine vita, il tutto analizzato in modo “quali – quantitativo” mediante lo studio delle variabili descritte con strumenti di Life Cycle Assessment (LCA).

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Loghi dei partecipanti al progetto Ma

2Re

POLIGHT – partner del progetto Ma2Re POLIGHT è il Cluster di ricerca e sviluppo della Regione Piemonte dedicato alle tecnologie dell’edilizia sostenibile. POLIGHT nasce all’interno di un programma regionale che finanzia progetti di ricerca e innovazione (processo e prodotto), studi di fattibilità e servizi con una dotazione finanziaria iniziale di 60 milioni di euro a valere sul POR-FESR 2007-2013. La sede di POLIGH è a Torino, in un contesto industriale e tecnologico tra i più importanti a livello Europeo, il cluster è coordinato da Environment Park, Parco scientifico e tecnologico per l’ambiente, ed è stato costituito nel 2009 a partire da una iniziativa della Regione sostenuta dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale - FESR . I membri di POLIGHT sono imprese impegnate nello sviluppo di tecnologie, prodotti e conoscenze innovative nei campi dell’Edilizia sostenibile, insieme ai principali centri di ricerca regionali e nazionali (Politecnico di Torino, Università di Torino, Università del Piemonte Orientale, CNR, Buzzi Unicem ed altri). Per maggiori informazioni su POLIGHT e sulle sue attività e servizi è possibile visitare il sito www.envipark.com

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Il cemento solfoalluminato nasce intorno agli anni ‘30, ma solo negli anni ’70 - ’80 la sua produzione

diventa rilevante. A differenza dei più comuni e conosciuti cementi Portland la fase mineralogica attiva dal punto di vista idraulico non è un silicato di calcio, bensì una fase costituita da solfoalluminato di calcio sintetizzata a partire da materie prime quali bauxite, calcare e gesso. La produzione del clinker CSA avviene in forni rotanti alla temperatura di 1300°C, con potenziali vantaggi ambientali rispetto alla produzione di un clinker Portland, dovuti non solo ad una temperatura inferiore di cottura della materia prima (1300°C rispetto a 1500°C del clinker Portland), ma anche alla minor produzione di CO2 legata al fatto che il contenuto di calcare nella farina è decisamente inferiore rispetto al clinker Portland.

I principali costituenti mineralogici del CSA sono: la yeelimite (C4A3$), il silicato bicalcico o belite (C2S) e il solfato di calcio o anidrite (C$).

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L’idratazione di queste fasi cristalline ha come conseguenza la rapida formazione di ettringite (C6A$3H32) secondo le seguenti reazioni:

(1) C4A3$ + 2C$ + 38H → C6A$3H32 + 2AH3

(2) C4A3$ + 2C$H2 + 34H → C6A$3H32 + 2AH3 Il presente lavoro illustra la messa a punto di calcestruzzi realizzati con cemento solfoalluminato da

impiegare per la produzione di manufatti in Terra umida quali cordoli, autobloccanti, tubi di grossa dimensione e grandi scatolari e canalette in SCC (Self Compacting Concrete).

Le caratteristiche principali ricercate nella messa a punto delle formulazioni sono le seguenti: (a) la rapidità di scassero; (b) lo sviluppo di elevate resistenze meccaniche a breve termine. Grazie a tali caratteristiche è possibile, infatti, velocizzare la turnazione dei casseri, favorendo di conseguenza un aumento di produzione per turno di lavoro e un rapido sgombero dei magazzini.

Un ulteriore vantaggio dell’utilizzo di un legante a base CSA, rispetto ad un cemento Portland, consiste nel raggiungimento delle caratteristiche prestazionali necessarie per il trasporto e la messa in opera già dopo 7 giorni di maturazione rispetto ai 28 giorni di un cemento Portland, permettendo così tempestività di consegna nel caso di ordini urgenti.

Il confronto tra i leganti CSA e Portland è stato condotto attraverso una caratterizzazione chimico-fisica di due differenti tipologie di calcestruzzo: un calcestruzzo Terra umida ed un calcestruzzo SCC. In questo modo è stato possibile valutare il comportamento dei due cementi in calcestruzzi che possiedono caratteristiche e finalità di utilizzo completamente diverse.

2. PARTE SPERIMENTALE 2.1. MATERIALI E COMPOSIZIONE CALCESTRUZZI 2.1.1. Leganti

Dopo un lungo studio preliminare volto alla messa a punto delle formulazioni cementizie a base di cemento CSA, sono state scelte due miscele per sostituire il CEM II/A-LL 42.5R le cui composizioni mineralogiche e chimiche sono riportate in tabella 1 e tabella 2: - CSA SA02: miscela composta esclusivamente da clinker CSA e Anidrite;

- CSA SL05: miscela composta da legante CSA SA02 (40%) e cemento CEM II/A-LL 42.5R (60%).

1 NOTA: le reazioni chimiche sono descritte in base alla nomenclatura standard del cemento:

C = CaO; S = SiO2; A = Al2O3; F = Fe2O3; $ = SO3; H = H2O

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composizione mineralogica (%)

CSA SA02

CEM II/A-LL 42.5R

CSA SL05

C3S ---- 66.6 40

C4A3$ 40 ---- 16

C$ 30 3 13.8

C2S 18 5 10.2

CĈ ---- 7.1 4.3

C3A 5.9 6.4 6.2

C4AF 1 9.4 6

Altre fasi (*) 5.1 2.6 3.5

(*) C, M, KS

Tabella 1. Composizione mineralogica determinata mediante analisi XRD (metodo Rietveld)

Composizione chimica (%)

CSA SA02

CEM II/A-LL 42.5R

CSA SL05

MgO 1.14 2.17 1.76

Al2O3 19.58 4.79 10.71

SiO2 7.23 19.71 14.72

P2O5 0.08 0.10 0.09

SO3 22.01 2.95 10.57

K2O 0.31 1.03 0.74

CaO 42.84 65.46 56.41

TiO2 1.01 0.21 0.53

Fe2O3 2.11 3.28 2.81

Altri ossidi (**) 3.69 0.3 1.65

(**) SrO,P2O5, Mn2O3, Tabella 2. Composizione chimica determinata mediante analisi XRF su perla di fusione (Panalitycal – AXIOS) 2.1.2. Calcestruzzi Terra umida

I calcestruzzi Terra umida sono stati confezionati e studiati utilizzando la miscela denominata CSA SA02 a confronto con il riferimento CEM II/A-LL 42.5 R. L’aggregato utilizzato per questi tipi di impasti è di tipo naturale costituito da una sabbia 0/4 (45%), una sabbia grossa 0/5 (40%) e un pietrischetto 5/8 (15%).

In tabella 3 sono riportati i trattenuti parziali ai vari setacci espressi in grammi. La curva risultante a confronto con la curva di Fuller è riportata in figura 1.

Figura 1. Curva granulometrica Terra umida.

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Sabbia 0/5 (g)

Sabbia 0/4 (g)

Pietrisco (g)

Pisello tondo (g)

16 mm 7.2

12.5 mm 256.9

10 mm 479.5

8 mm 56 427

4 mm 205 55 1260 329.1

2 mm 207.5 224 172

1 mm 140.8 230.4

0.5 mm 396 212.4

0.25 mm 360 126

0.125 mm 158 104

0.063 mm 30.5 35

Fondo 2.2 5.2 12 0.3

M.V. 2.657 2.737 2.783 2.650

Assorbimento (%)

0.64 0.45 0.77 0.75

Passante a 63 µm (%)

1.6 2.7 0.3 0.06

Umidità (%) 4.64 3.9 1.1 0.7

Tabella 3. Setacciature aggregati per SCC e Terra umida

Questo tipo di formulazione ha permesso di ottenere dei manufatti con un aspetto superficiale faccia a

vista. L’additivo utilizzato per gli impasti Terra umida è un plastificante di natura acrilica. Il mix design del calcestruzzo utilizzato è riportato in tabella 4.

Componenti CSA SA02

CEM II/A-LL 42.5R

Cemento (Kg/m3) 290 290

Sabbia grossa 0/4 (Kg/m

3)

920 920

Sabbia 0/5 (Kg/m3) 840 840

Pietrischetto 5/8 (Kg/m3) 320 320

Additivo Plastificante (%) 1.5 1.5

Acqua (l/m3) 110 110

Tabella 4. Mix design Terra umida

2.1.3. Calcestruzzi SCC

Per quanto riguarda gli impasti in calcestruzzo SCC il confronto prestazionale è stato effettuato tra la miscela CSA SL05 e il CEM II/A-LL 42.5R. L’aggregato utilizzato per gli impasti SCC è di tipo naturale costituito da una sabbia grossa 0/5 (52.5%) e un pisello tondo 4/16 (47.5%), in tabella 3 sono riportati i trattenuti parziali ai vari setacci espressi in grammi composti secondo la proporzione riportata in figura 2.

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Figura 2. Curva granulometrica SCC

Un filler calcareo, la cui curva granulometrica è riportata in figura 3 è stato introdotto per stabilizzare l’impasto SCC.

Figura 3. Granulometria laser filler calcareo

Sono stati utilizzati due additivi superfluidificanti diversi, uno per il cemento solfoalluminato, l’altro per il CEM II/A-LL 42.5R, entrambi policarbossilati eteri di ultima generazione che si differenziano per le caratteristiche strutturali dei polimeri.

Il mix design così ottenuto è riportato nella tabella seguente (tabella 5)

Componenti CSA SL05 CEM II/A-LL 42.5R

Cemento (Kg/m

3)

310 310

Sabbia 0/5 (Kg/m

3)

910 910

Pisello tondo (Kg/m

3)

820 820

Calcare microfine (Kg/m

3)

215 215

Additivo fluidificante (%)

2.1% (sul legante)

1% (sul legante)

Acqua (l/m3) 176 176

Tabella 5. Mix design SCC

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2.2. METODI E PROCEDURE DI LABORATORIO

I leganti presi in esame sono stati testati in malta per valutare le resistenze meccaniche a compressione (in accordo con la norma UNI EN 196/1) e mediante l’utilizzo di un penetrometro per malte cementizie in grado di fornire informazioni relative al tempo di lavorabilità, di inizio presa e di fine presa. Lo strumento utilizzato consiste in un alloggiamento portacampione conico del diametro 70/80 mm di altezza 40 mm. La malta fresca è inserita nel portacampione e un ago è montato sulla superficie del provino. L’azione di spinta del materiale fresco sull’ago di penetrazione è gradualmente bilanciata da un meccanismo interno allo strumento durante la fase di presa. Un sistema di registrazione dati è in grado di fornire un diagramma che definisce l’aumento progressivo della consistenza del campione in funzione del tempo. L’indurimento del campione è misurato in condizioni statiche e registrato automaticamente.

I provini realizzati in Terra umida sono stati preparati con un compattatore (Controls, ICT-100TE) secondo la norma NT Build 427 (metodo scandinavo NORDTEST) che produce provini di 10 cm di altezza e 10 cm di diametro con una pressione costante (figura 4). L’utilizzo di questo strumento permette di ottenere una buona riproducibilità nella preparazione dei campioni, difficilmente ottenibile in laboratorio, facilitando il confronto dei risultati sperimentali. Sono stati così prodotti 9 provini per ogni tipologia di cemento; su 8 di questi si è proceduto a determinare la resistenza a trazione indiretta (figura 5) a 6, 24, 48 ore, e 7, 28 giorni, mentre su un provino è stato determinato l’assorbimento in acqua a 7 giorni secondo UNI EN 1338 relativa ai masselli autobloccanti

Figura 4. Compattatore

L’impostazione utilizzata durante la preparazione dei provini è riportata in tabella 6:

Numero di cicli di compattazione 256

Angolo di incidenza compattazione 4 gradi

Pressione di compattazione 4.5 bar

Peso del campione introdotto 1900 g

Tabella 6. Impostazione compattatore

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Figura 5. Castello per la determinazione della resistenza a trazione indiretta

I calcestruzzi SCC sono stati confezionati in laboratorio con una mescolatrice planetaria forzata ad asse verticale (Zyklos modello ZK75 HE) e per ogni miscela sono stati confezionati provini 15x15x15 cm per valutare le resistenze a compressione a 24 ore, 7 e 28 giorni. I provini sono stati conservati in camera di maturazione mantenuta 20°C e al 95% di umidità relativa. La miscela di calcestruzzo SCC è stata utilizzata anche per la misura della perdita di lavorabilità tramite slump flow nel tempo.

Sulla miscela SCC sono state condotte anche misure di carbonatazione del calcestruzzo (metodo RILEM CPC-18) e determinazione della diffusione accelerata dei cloruri (metodo NT BUILD 492).

3. RISULTATI E DISCUSSIONE

In tabella 7 sono riportati i risultati delle prove a compressione fisico-meccaniche ottenuti dalle prove in malta normale delle tre miscele utilizzate.

CSA SA02

CEM II/A-LL 42,5R

CSA SL05

CSA SA02 (%) 100 ----- 40

CEM II/A-LL 42,5R (%) ----- 100 60

Flow (%) 105 95 125

Lavorabilità (minuti)* 40 90 70

Inizio Presa (minuti)* 60 170 105

Fine Presa (minuti)* 80 240 135

Resistenza a compressione (MPa)

3 ore 26.3 ---- 1.1

5 ore 42.2 ---- 11.8

8 ore 47.1 ---- 18.3

24 ore 53.6 15.8 26.3

7 giorni 76.6 43.6 40.8

28 giorni 89.5 49.5 57.1 (*) valutate con penetrometro

Tabella 7. Dati ottenuti in malta normale

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I risultati delle prove condotte sui provini di calcestruzzo Terra umida sono riportati nella tabella 8: sono specificati sia i dati di resistenza a trazione indiretta che di assorbimento d’acqua a 7 giorni sui provini ottenuti con il compattatore (secondo la UNI EN 1338). La scelta del test a trazione indiretta è stata effettuata per rendere paragonabile i risultati di laboratorio con la produzione industriale di autobloccanti.

CSA SA02

CEM II/A-LL 42.5R

Massa Volumica (Kg/m

3)

2355 2359

Determinazione della resistenza a trazione indiretta (MPa)

6 ore 2.9 ----

24 ore 3.3 2.3

48 ore 3.7 3.0

7 giorni 4.4 3.5

28 giorni 4.3 4.0

Assorbimento acqua (%)

3.89 4.08

Tabella 8. Dati calcestruzzo Terra umida

Nella tabella 9 sono mostrati i risultati delle prove di slump flow e resistenza meccanica a diverse

scadenze per gli impasti SCC.

CSA SL05

CEM II/A-LL 42.5R

Massa Volumica calcestruzzo fresco (Kg/m

3)

2413 2390

Slump flow (mm)

Slump 0’ 750 800

Slump a 15’ 740 800

Slump a 30’ 720 780

Slump a 45’ 700 770

Slump a 60’ 660 750

Resistenze a compressione (MPa)

5 ore 5.0 ----

24 ore 20.0 15.3

7 giorni 31.3 29.5

28 giorni 42.4 39.5

Tabella 9. Dati calcestruzzo SCC

3.1. DISCUSSIONE DEI RISULTATI

La miscela CSA SA02, scelta per gli impasti Terra umida, mostra già dopo 3 ore dall’impasto,

resistenze meccaniche a compressione molto elevate e superiori a quelle ottenute nel provino realizzato con CEM II/A-LL 42.5R a 24 ore dal getto.

Le prove di resistenza a trazione indiretta eseguite sui provini Terra umida confermano i risultati ottenuti in malta.

Gli assorbimenti di acqua su campioni prodotti con cemento CSA SA02 sono inferiori a quelli ottenuti con CEM II/A-LL 42.5R.

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Gli impasti SCC hanno permesso di ottenere resistenze fisico-meccaniche elevate già a brevi scadenze, pur presentando tempi di lavorabilità superiori ai 60 minuti. Non è stata osservata nessuna segregazione e le resistenze fisico- meccaniche a breve termine sono risultate superiori a un cemento Portland di riferimento mentre le resistenze a lungo termine risultano essere paragonabili tra di loro.

4. PROVA INDUSTRIALE

Visti i brillanti risultati ottenuti nelle prove di laboratorio, si è provveduto ad un test su scala industriale. Durante la prova sono stati realizzati numerosi manufatti anche di grosse dimensioni, in particolare:

canalette (figura 6) e grandi scatolari (figura 7) in calcestruzzo SCC.

Figura 6. Canaletta in SCC

Figura 7. Scatolari in SCC

cordoli (figura 8) e tubi armati di grossa dimensione (figura 9) in Terra umida.

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Figura 8. Cordoli in Terra umida

Figura 9. Prolunghe e tubi in Terra umida

Nel corso dei test sono state valutate le seguenti caratteristiche: (a) la perfetta compatibilità con gli impianti automatici esistenti (dalla compressione radiale alla vibro compressione) (b) l’efficienza dell’additivo fluidificante; (c) la lavorabilità equivalente ai cementi Portland (non è stata necessaria nessuna modifica dei parametri macchina) (d) la finitura superficiale; (e) la rapidità di scassero dei manufatti.

La maturazione di tutti i manufatti prodotti è stata effettuata naturalmente a temperatura ambiente all’interno dei capannoni di produzione.

Il test industriale ha reso possibile anche la valutazione delle resistenze a compressione e a flessione a breve e lungo termine direttamente sui manufatti in Terra umida (tubi e cordoli). Per le miscele SCC le resistenze a compressione sono state valutate tramite rottura di cubetti 15x15x15 cm prelevati direttamente in cantiere.

Per quanto riguarda, invece, le prove di durabilità, sono stati effettuati i seguenti test (a) misura della

profondità di carbonatazione (RILEM CPC-18); (b) misura del coefficiente di diffusione dei cloruri (NT BUILD 492).

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4.1. RISULTATI OTTENUTI

4.1.1. Resistenze fisico meccaniche

I provini prelevati in cantiere durante la produzione di SCC della dimensione 15x15x15 cm sono stati rotti a compressione a diverse scadenze. In tabella 10 sono riassunti i risultati ottenuti.

CSA SL05

CEM II/A-LL 42.5R

Resistenze a compressione (MPa)

6h 9.1

24h 12.3 9.5

7gg 34.4 29.3

28 gg 47.0 46.1

Tabella 10. Resistenze a compressione prelievo in cantiere

La tabella 11 riporta i dati di resistenza a flessione dei cordoli prodotti in Terra umida in CSA SA02 a confronto con CEM II/A-LL 42.5R (secondo la norma UNI EN 1340 appendice F) e la resistenza a compressione dei tubi armati valutata secondo la norma UNI EN 1916.

CSA SA02 CEM II/A-LL 42.5R

Resistenze a flessione dei cordoli (MPa)

5h 2.76

24h 3.35

7gg 4.19 2.96

28 gg 4.77 3.55

Requisito minimo di norma a 28 giorni: 3,5 MPa

Carico a rottura dei tubi armati (KN)

7gg 195 179

28 gg 212 208

Requisito minimo di norma a 28 giorni: 195 kN

Tabella 11. Resistenze a flessione di cordoli e carico a rottura dei tubi armati in Terra umida 4.1.2. Prove di durabilità

Le prove di durabilità sono state condotte sulle miscele realizzate con calcestruzzo SCC e sono state le seguenti: la misura della migrazione accelerata dei cloruri (metodo NT Build 492) a 60 e 90 gg e la profondità di carbonatazione dopo un tempo di 60 e 90 gg in ambiente di laboratorio a 20°C. Di seguito in tabella 12 i risultati:

CSA SL05

CEM II/A-LL 42.5R

Coefficiente di migrazione cloruri (x10

-12 m

2/s)

60 giorni 16.7 21.5

90 giorni 12.4 15.8

Profondità di Carbonatazione (mm)

60 giorni 2.0 1.0

90 giorni 4.0 3.0

Tabella 12. Risultati test di durabilità

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In tali condizioni si registra un coefficiente di migrazione dei cloruri sul provino CSA SL05 inferiore a

quello del riferimento, mentre la profondità di carbonatazione è leggermente superiore a causa di un pH della fase idrata del cemento solfoalluminato inferiore rispetto ad un cemento Portland.

Tali dati mettono in luce un comportamento sostanzialmente simile dei due cementi. 4.2. DISCUSSIONE RISULTATI

La prova industriale ha messo in evidenza che un legante a rapido sviluppo di resistenza meccanica può modificare sostanzialmente il processo produttivo di manufatti in Terra umida. I manufatti Terra umida realizzati durante la prova industriale con cemento solfoalluminato CSA SA02 sono stati movimentati, pinzati dalla macchina e imballati a distanza di 3 ore dall’impasto; per quelli prodotti con la formulazione CSA SL05 questa operazione è stata possibile già a 5 ore, A differenza di quanto avviene comunemente con i manufatti prodotti con CEM II/A-LL42.5R, ove si deve attendere il giorno seguente per la movimentazione.

Questa rapidità di scassero si è notata anche per i tubi prodotti con le stesse formulazioni: quelli con CSA SA02 sono stati movimentati e ribaltati a 3 ore con la conseguenza di poter recuperare in questo breve tempo gli anelli di base utili a rincominciare il ciclo di produzione.

Le resistenze a flessione dei cordoli in cemento solfoalluminato mostrano un aumento significativo dei valori di resistenza meccanica già a 5 ore dall’impasto, tempo durante il quale il più tradizionale cemento Portland non è ancora sformabile dai casseri. A 24 ore dall’impasto si ha un valore di resistenza meccanica confrontabile con quello ottenuto con CEM II/A-LL 42.5R a 7gg.

I tubi armati prodotti e sottoposti a carico a compressione mostrano a 7 giorni le resistenze che la normativa prevede per la movimentazione e la vendita del manufatto, valori normalmente raggiunti dalle miscele con CEM II/A-LL 42.5R solo dopo 28 gg dall’impasto.

Per quando riguarda le prove effettuate in calcestruzzo SCC si è ottenuta una buona fluidificazione del calcestruzzo con un aspetto un po’ colloso, ma che ha permesso l’aumento del rapporto acqua-cemento senza causare segregazione alcuna del calcestruzzo.

Anche per quanto riguarda la miscela SCC CSA SL05, le resistenze ottenute sono risultate superiori a quelle ottenute con il CEM II/A-LL 42.5R, permettendo ai manufatti di essere scasserati a distanza di 5 ore dall’impasto. La finitura superficiale è simile a quella ottenuta con l’impasto di riferimento.

5. CONCLUSIONI

I brillanti risultati ottenuti durante la prova industriale, hanno reso evidente come i cementi CSA possano cambiare radicalmente l’industria della prefabbricazione nei mercati maturi come quello europeo.

Per le imprese già avviate, in possesso di un’attrezzatura utile a grandi produzioni, il vantaggio principale sarebbe quello di creare un ciclo produttivo più efficiente in grado di ridurre al minimo gli sprechi; lo sviluppo a brevissimo e a breve termine di alte resistenze può essere sfruttato per minimizzare le immobilizzazioni di magazzino e semplificare l’introduzione di nuovi prodotti. Inoltre nel caso di prefabbricazione a scasseratura differita, la possibilità di gettare più volte al giorno, utilizzando lo stesso cassero, renderebbe possibile la produzione dei soli prodotti effettivamente necessari alla commessa, mentre oggi, per “riempire” la giornata lavorativa, a volte, può essere necessario produrre manufatti a magazzino solo per impegnare la manodopera e gli impianti.

Con questa velocità di scassero e consegna dei manufatti, è infatti immaginabile servire il cliente ad hoc, sulla base di particolari richieste ed elevati quantitativi, senza dover avere a piazzale una scorta sufficiente a soddisfare le esigenze di mercato.

La possibilità di rispondere alle richieste del cliente in tempi brevissimi, con piccolissimi lotti di produzione e con la soluzione più adatta alle sue esigenze, diventa un vantaggio competitivo irrinunciabile.

Per un’azienda emergente, l’utilizzo di questi cementi innovativi, permetterebbe di ridurre i costi per l’approntamento di nuove attrezzature utili alla produzione, riducendole all’osso e permettendo al prefabbricatore di produrre esclusivamente solo ciò che è effettivamente necessario, eliminando tutto il superfluo.

Sarebbe possibile anche ridurre i tempi di prototipazione/validazione dei prodotti, la validazione del ciclo produttivo, la modifica dei prodotti e dei parametri produttivi immediati. Questo cambio di approccio produttivo porta con se non solo dei vantaggi per il rapporto cliente/prefabbricatore, ma soprattutto uno

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sfruttamento delle risorse energetiche più efficiente ed allineato con le effettive esigenze del mercato, eliminando di fatto movimentazioni di materie prime, di personale e di energia che vengono normalmente impiegate a soddisfare le esigenze di magazzino e stoccaggio e non quelle del mercato. Non bisogna, oltremodo, dimenticare come il ciclo di produzione dello stesso clinker solfoalluminato, sia un processo a più basso impatto ambientale, partendo dalla più bassa temperatura di cottura del forno (1300°C) rispetto a quella per produrre un clinker di cemento Portland (1500°C), per arrivare alla diminuzione della quantità di CO2 emessa durante la produzione stessa grazie proprio ad un minor quantitativo di calcare utilizzato per la produzione del clinker.

6. BIBLIOGRAFIA

01 sito internet: www.ma2re.it

02 P.K. MEHTA, “Mechanism of expansion associated with ettringite formation”, Cement Concrete Res, 3 (1973) 1-6.

03 J.H. SHARP, C.D. LAWRENCE, R. YANG, (1999), “Calcium sulfoaluminate cement-low energy cements, special or what?”, Adv.cem.res., 11,3-13.

04 J. PERA, J. AMBROISE, 2004. “New applications of calcium sulfoaluminate cement”. Cement and concrete research 34, 671–676.

05 E. GARTNER, K. QUILLIN, 2007. “Low-CO2 cements based on calcium sulfoaluminates”. Sustainability in the Cement and Concrete Industry, Norwegian Cement Association, September 16, 95–105.

06 D. GASTALDI, F. CANONICO, L. CAPELLI, M. BIANCHI, M.L. PACE, A. TELESCA, G.L. VALENTI, Hydraulic behavior of Calcium Sulfoaluminate Cement alone and in mixture with Portland Cement, XIII International Congress on the Chemistry of Cement, Madrid , 2011.

7. RINGRAZIAMENTI

Progetto Ma2Re finanziamenti POR FESR 07/13 Misura I.1.3 “poli d’innovazione” II programma

annuale. Dott. Cristiano Cereda (Addiment Italia) per il confezionamento dei provini realizzati con il compattatore.

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Manuela Bianchi: mabianchi@buzziunicem.it Fulvio Canonico: fcanonico@buzziunicem.it Alberto Arena: alberto.arena@gruppo-mcm.it