Università degli Studi di Cagliari -...

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INERTIINERTI

1. Caratteristiche di forma degli inerti.

2. Peso specifico reale

3. Coefficiente di imbibizione

Leganti organici: bitume, catrame, asfalto.Leganti organici: bitume, catrame, asfalto.

1. Bitumi semisolidi, liquidi ed emulsioni

2. Penetrazione

3. Punto di rammollimento

4. Punto di rottura Frass

Inerti lapidei e leganti stradaliInerti lapidei e leganti stradali

Università degli Studi di CagliariUniversità degli Studi di CagliariSOVRASTRUTTURE SOVRASTRUTTURE DIDI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTISTRADE, FERROVIE ED AEROPORTIProf.ing. Mauro Prof.ing. Mauro ConiConi ((http://web.tiscali.it/mauroconi/)http://web.tiscali.it/mauroconi/)

4. Porosità

5. Coefficiente di qualità (Deval, Los Angeles)

6. Resistenza a compressione

7. Resistenza all’urto

8. Potere legante

9. Frantumazione dinamica

10 Resistenza all’usura

5. Duttilità

6. Solubilità

7. Adesione bitumi-inerti.

8. Suscettività termica e rigidezza dei bitumi

9. Bitumi modificati e per applicazioni speciali

L ti id li i l i iL ti id li i l i i10. Resistenza all’usura

11. Abradibilità (PSV, CLA)

12. Equivalente in sabbia

13. Gelività.

14. Caratteristiche nei diversi strati: fondazione, base, binder, usura.

Leganti idraulici classici:Leganti idraulici classici:

1. cemento Portland

2. scorie d’alto forno

3. pozzolane

4. calce

1.1. Caratteristiche e forma degli inertiCaratteristiche e forma degli inerti

Da frantumazione, poliedrici, spigoli vivi con dimensioni:Pietrisco 25-71 mmPietrischetto 10-25 mmGraniglia 2-10 mm


Sabbia 0.075-2 mmFrazione fine <0.075Limi Limi 0.020.02-- 0.075 mm0.075 mmArgille <0.02 mmArgille <0.02 mm

In genere nei Capitolati è ammessa una tolleranza del ±10% in peso delle diverse frazionidiverse frazioni

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Filler:Filler: materiale molto fine (P0.18 =100% P0.075 >85% , P0.05 >50% ). Si aggiunge a leganti e conglomerati per conseguire maggiori caratteristiche meccaniche e di stabilità termica

AASHTOAASHTO #10#10Dmax = 1 cm

Basso drenaggio

AASHTO #8AASHTO #8Dmax = 1.3 cm

M di d i

MatMat.Granulare.GranulareDmax =3.8 cm

Misti gr. mediocri

Riempimenti

Presenza di fini



Impiegato per letti di appoggio di tombini, Riempimenti, superfici pedonali

Medio drenaggio

Impiegato per letti di appoggio di tombini, superfici pedonali produzione di c.b a caldo e pavimentazioni anti-skid

AASHTOAASHTO #67#67Dmax = 2.5 cm

Alto drenaggio

Produzione di c.b a caldo SUBBASESUBBASE

AASHTOAASHTO #3#3Dmax = 7.1 cm

Stabilizzazione sottofondi

Drenaggi

ANTISKIDANTISKIDDmax = 2.5 cm

Pavimentazioni ad elevata aderenza

Miscele pronto impiego

Drenaggi

AASHTO #57AASHTO #57Dmax = 3.8 cm

Alto drenaggio

Produzione di c.b a caldo

Miscele pronto impiego

Impieghi decorativi per superfici pedonali

Dmax = 5.1 cm

Materiale arido

Misti granulari

Strati di base

Drenaggi

Sottolastre clsPietramePietrameDmax = 25-30 cm

Alto drenaggio

Riempimenti di gabbioni

Scogliere al piede dei rilevati

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2.2. Peso specifico realePeso specifico reale


3.3. Coefficiente di imbibizioneCoefficiente di imbibizione

4.4. Porosità Porosità

Coefficiente di imbibizione

Si definisce coef di imbibizione il

Porosità


Si definisce coef. di imbibizione ilrapporto tra il peso d’acquaassorbita dal campione di rocciaimmerso e quello del materialesecco.

seccocampione

assorbita acqua

P

PCI

Le norme CNR stabiliscono che

La porosità è il rapporto percentuale tra il volume occupato dai vuoti e il volume totale del provino roccioso. Quando sono presenti vuoti non comunicanti in genere si distingue tra porosità e porosità efficace. La porosità efficace è il rapporto tra il volume dei vuoti intercomunicanti e il volume totale.

Le norme CNR stabiliscono cheil provino sia essiccato in stufaa 110°C, pesato, esuccessivamente immerso inacqua distillata a 20°C sino acompleta saturazione. La provasi esegue mediando il risultatiottenuti su 5 provini del peso dicirca 30 gr.

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Prova Los Angeles LA Prova Deval

40

100G

GGf

i

fi

5.5. Coefficiente di qualità (Coefficiente di qualità (DevalDeval, Los Angeles), Los Angeles)


5 kg (10 kg) di materiale con 4 (3)possibili curve granulometriche alquale vengono aggiunte sfered’acciaio (400 gr/cad) in numerovariabile per le diverse curve.

f

40D

Si introducono 50 pezzi (circa 100 gr/cad) percomplessivi 5 kg. Si fanno compiere 10.000 giri(occorrono circa 5h,30). Il materiale vieneraccolto e setacciato al crivello con fori da 1.5mm. Il trattenuto viene lavato ed essiccato. Ladifferenza percentuale tra il peso iniziale equello finale riferita al peso inizialerappresenta il frantumato f.p

Si fanno compiere 500 giri (1000 giri). Al terminedella prova di calcola il passante al setaccio conmaglie di 1.68 mm (12 ASTM). Ciò viene fatto perdifferenza tra il peso iniziale e il peso del trattenuto al12 ASTM dopo lavatura e essicamento.

IlIl coeffcoeff.. LALA èè lala perditaperdita percentualepercentuale inin pesopesoriferitariferita alal pesopeso inizialeiniziale.. PerPer roccerocce resistentiresistentiLALA == 1515--2020%%,, perper quellequelle teneretenere 3030--3535%%

f

Il rapporto tra il numero fisso 40 ed il Il rapporto tra il numero fisso 40 ed il frantumato frantumato ff rappresenta il Coeff. Deval.rappresenta il Coeff. Deval.

6.6. Resistenza a compressioneResistenza a compressione

7.7. Resistenza all’urtoResistenza all’urto

Resistenza a compressione

La resistenzaresistenza aa compressionecompressione è un valoresicuramente significativo per caratterizzare gli inerti.La roccia potrebbe presentare valori ridotti di Rc acausa di fessurazioni e stratificazioni. Tuttavia, in


,seguito a frantumazione tale materiale potrebbeprodurre graniglie e pietrisco di ottima qualità eresistenza. 8 cubetti vengono preparati con facceperfettamente piane di lato compreso tra 7.1 e 10 cm. 4provini vengono caricati in direzione parallela allagiacitura in cava e 4 in direzione ortogonale.

La resistenzaresistenza all’urtoall’urto èrichiesta per i materiali liticiimpiegati in lastre, masselli,cubetti. Si utilizzano provinicubici di 30 mm sottopostiall’azione d’urto di una massache cade da un’altezzaprogressivamente crescente (1cm) con frequenza 10 sec. Laresistenza all’urto è data dalnumero di colpi necessari allarottura del provino, pariall’altezza di caduta.

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8.8. Potere legantePotere legante

9.9. Frantumazione dinamicaFrantumazione dinamica

Entrambe le prove tendono ad essereabbandonate e sempre meno presenti neiCapitolati e nei controlli di cantiere.

Frantumazione dinamicaFrantumazione dinamica

La prova è finalizzata a valutare la qualitàdelle graniglie utilizzati nei trattamentisuperficiali di strade a scarso traffico. Laprova si esegue su 0.5 kg di graniglia dipezzatura 4.7 mm < D < 9.5 mm posta


Potere legantePotere legante

Quando sono sottoposti al compattamentogli elementi di pietrisco tendono a formareuna struttura monolitica anche per l’effettoagglomerante del frantumato prodotto daglielementi stessi. L’attitudine a formare talelegame rappresenta il potere legantedell’inerte.La prova per la sua

pall’interno di una guida d’acciaio (larga 14 cme lunga 50 cm) con due risalti laterali.

Sul materiale, steso conspessore costante, vienefatta passare 12 volte unaruota metallica larga 5 cmdel peso di 400 kg. Ilmateriale viene setacciatoricercando le percentualip p

determinazione si esegue con l’apparecchioPage. Esso è costituito da un martelletto dicirca 0.5 kg che cade da 1 cm di altezza unavolta per secondo su un provinoopportunamente preparato.Si assume comevalore del potere legante il numero di colpiche determina la rottura del provino (valoribuoni sono compresi tra 30 e 50)

15.029.059.017.13.27.4 PPPPPPF

di passanti ai setacci P4.7

P2.3 P1.17 P0.59 P0.29 P0.15

Il coeff. di frantumazione è dato dalla somma:

Basalti, graniti F=70-120

Calcari compatti F= 120 - 140

Calcari teneri F= 140 - 180

10.10. Resistenza all’usuraResistenza all’usura

11.11. AbradibilitàAbradibilità ((PSVPSV, , CLACLA))Resistenza Resistenza

all’usuraall’usura

AbradibilitàAbradibilità ((PSVPSV, , CLACLA))


La prova consiste in un disco rotante (tribometro)con velocità periferica 1m/sec, su cui vengonopremuti (15 kg) due provini (facce quadrate da 50cm2) in posizione diametralmente opposta: ilprimo è quello in esame il secondo è realizzato conViene preparato un provino fissando 35-un materiale campione (granito di San Fedelino).Si sparge dell’abrasivo e si fa compiere un numerodi giri corrispondente ad un percorso di 500 m. Laresistenza all’usura è data dal rapporto tra lariduzione media di spessore di un provinocampione in centesimi di mm e quella riscontratanel materiale in esame. Basalti 0,3-1; Graniti 0,3–1,3; Calcari 0,3–0,8

Viene preparato un provino fissando 3550 inerti di dimensione 10 mm con unaresina, in un unico strato ricurvo. Essoviene sottoposto all’usura di un discorotante che simula l’azione deipneumatici (6 ore con acqua e abrasivo).Dopo un prestabilito tempo vienemisurato il coeff. l’attrito offerto dalprovino. Questo rappresenta il CLA.

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12.12. Equivalente in sabbiaEquivalente in sabbia

13.13. GelivitàGelività..

Equivalente in sabbiaEquivalente in sabbia

La prova tende a valutare la presenza di materiale finoall’interno dell’aggregato. All’interno di una provettaili d i (d 3 2 h 43 ) i f tt di t


cilindrica (d~ 3.2 cm, h=43 cm) viene fatto sedimentareuna miscelata di acqua e interte preparata con sostanzeantiflocculanti e sottoposta a una serie di moti orizzontalicon un’apparecchiatura standardizzata. Posta laprovetta in posizione verticale si lascia sedimentare per20’ al termine dei quali si esegue la lettura all’argilla. Siintroduce un apposito utensile con l’estremità troncoconica che si adagia sulla frazione sabbiosa. Si eseguela lettura alla sabbia.

L’equivalente in sabbia è dato da:

Gelività.Gelività.Rappresenta la sensibilità della roccia all’azione del gelo. Viene determinata su provini cubici (7.1 – 10 cm). Viene eseguita la prova di compressione dopo aver sottoposto il provino a 20 alternanze tra –20 e +35 °C per almeno 3 ore, con passaggi repentini. Un provino viene considerato insensibile se non presenta lesioni e fessure, una perdita di peso inferiore al 2% e di resistenza non maggiore del 25%.

InertiInerti perper stratistrati didi fondazionefondazione ee basebase nonnon legatilegati:: Si tratta di materiali frantumati 0/D dove occorreottenere una buona granulometria assortita. Carenze in alcune pezzature possono creare problemi disegregazione durante la preparazione, trasporto e stesa. Passando dagli strati di fondazione a quelli di

14.14. Caratteristiche nei diversi strati: fondazione, Caratteristiche nei diversi strati: fondazione, base, binder, usura..base, binder, usura..


base si richiedono qualità migliori, assenza di fini plastici e un maggiore coefficiente di qualità dell’inerte.

InertiInerti perper stratistrati didi fondazionefondazione ee basebase legatilegati.. Sono materiali 0/D dove occorre distinguere tra inertiper leganti idraulici o bituminosi. Nei primi l’attenzione viene posta alla pulizia degli inerti e sulla buonapossibilità di costipamento. Nelle miscele legate a bitume nasce il problema della loro stabilità interna; sipreferiscono, pertanto, inerti spigolosi, interamente provenienti da frantumazione. Buona deve essereanche la granulometria affinché si raggiunga un’elevata compattezza.

InertiInerti perper stratistrati didi collegamentocollegamento ee usurausura.. InertiInerti perper trattamentitrattamenti superficialisuperficiali..Pezzatura d/D con particolariPezzatura d/D del quale occorre controllare la

resistenza alla frantumazione, la forma el’inalterabilità. Fondamentale risulta la resistenzaall’abradibilità.

Pezzatura d/D con particolaricaratteristiche di angolarità, forma,pulizia e resistenza all’abradibilità

InertiInerti perper calcestruzzocalcestruzzo.. Pezzaturad/D. In questo caso si sommano tuttele caratteristiche più restrittive.

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Misti granulariMisti granulari


Nuovo Capitolato Nuovo Capitolato prestazionale proposto da prestazionale proposto da Univ. Ancona per il CNRUniv. Ancona per il CNR

Misti granulariMisti granulari



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Conglomerati bituminosi Conglomerati bituminosi tradizionalitradizionali



Conglomerati Conglomerati bituminosi tradizionalibituminosi tradizionali



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Leganti idrocarburici per usi stradaliLeganti idrocarburici per usi stradali

•• BitumiBitumi•• AsfaltiAsfalti•• CatramiCatrami

Secondo il CNR si definiscono bitumibitumi miscele di idrocarburi e loro derivaticompletamente solubili in CS2.


Gli asfaltiasfalti sono ottenuti per frantumazione odistillazione di rocce naturali impregnatenaturalmente di una miscela di idrocarburinaturalmente di una miscela di idrocarburi.Rocce di questo tipo si trovano anche in Italiain Abruzzo, Sicilia e nel Lazio.

Il catramecatrame è il prodotto della distillazione seccadei carboni fossili. È composto da una misceladi composti organici tra i quali numerosiidrocarburi. Vengono sempre meno utilizzatiin campo stradale per la sempre maggiorediffusione del bitume.

1.1. Bitumi semisolidi, liquidi ed emulsioniBitumi semisolidi, liquidi ed emulsioniIl 95% di tutto il bitume prodottoderiva dalla raffinazione del petroliodel quale rappresenta un sottoprodotto.Si hanno giacimenti di bitume naturalein diverse aree del mondo e, in qualchecaso veri e propri laghi

Il bitume in campo stradale viene impiegato in modidiversi:

1.1. DirettamenteDirettamente dalladalla raffineriaraffineria. Si presenta molto viscosoe per miscelarlo con gli inerti occorre scaldarlo atemperatura di circa 160-180°C.


caso veri e propri laghi.2.2. SottoformaSottoforma didi emulsioneemulsione con acqua al 50% con

l’aggiunta di piccole quantità di stabilizzanti

3.3. AlloAllo statostato liquidoliquido. Le operazioni di raffinerie sonocondotte in modo tale che il bitume contenga frazionipiù leggere che lo mantengono fluido a temperaturaambiente.

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1.1. Bitumi semisolidi, liquidi ed emulsioniBitumi semisolidi, liquidi ed emulsioni


Per ottenere i conglomerati bituminosi i bitumi vengonoriscaldati a 150-180°C e quindi miscelati con gli inerti. Acontatto con gli inerti il bitume perde rapidamente la suafluidità e lavorabilità. Il risultato è una miscelazione nonomogenea e una incompleta copertura dell’inerte. Da ciò

l’ i di i i t i t hnasce l’esigenza di ricorrere a sistemi e sostanze chefluidificano il bitume. Per gli usi stradali si usa il bitumeliquido (cut back) e l’emulsione bituminosa. Per particolaristrutture (es. c.b. drenanti) si adottano bitumi modificaticon l’aggiunta di polimeri o plastomeri costituiti dasostanze ad elevato peso molecolare che incrementanonotevolmente le prestazioni del bitume. I bitumi liquidi sidividono in bitumi liquidi a lento indurimento (slowcurring SC), medio (MC) e rapido indurimento (RC).

1.1. Bitumi semisolidi, liquidi ed emulsioniBitumi semisolidi, liquidi ed emulsioniLe emulsioni bituminose sono un sistema bifasico costituitodalla dispersione di due liquidi immiscibili: il primo forma lafase disperdente il secondo la fase dispersa. Le e.b. dirette sonoottenute disperdendo globuli di bitume in acqua. Vengono detteinverse le emulsioni bituminose ottenute disperdendo acqua


ve se e e u s o b u ose o e u e d spe de do cqunella massa di bitume. Entrambi i tipi di e.b., dirette e inverse,non restano stabili per un periodo sufficiente e, pertanto, sirende necessaria l’aggiunta di sostanze tenso-attive (emulsivi)che aumentano il tempo di stabilità della dispersione. Lastabilità deve mantenersi durante il confezionamento etrasporto e dovrà rompersi durante la messa in opera delconglomerato bituminoso.

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A

N

EEl

ll

1

d

dd

l

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Elasticità, plasticità, viscositàElasticità, plasticità, viscosità


dud

t

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dzdty

In un corpo plastico per produrre lo scorrimento occorreapplicare uno sforzo superiore ad un ben determinato valore efinché questo non viene raggiunto le deformazioni prodottecessano al cessare del carico. In un mezzo viscoso le deformazioniirreversibili si produco anche per piccoli valori di sforzo; inoltre,esse progrediscono nel tempo anche mantenendo costante il livellotensionale applicato.

vtvepet

e = def. elastica, recuperabile e indip. dal tempo

p = def. plastica, irrecuperabile e indip. dal tempo

= def e viscoelastica recuperabile e dip dal tempo

Corpi Corpi elastoelasto--plastoplasto--viscosiviscosi


ve = def.e viscoelastica, recuperabile e dip. dal tempo

vp = def. viscoplastica, irrecuperabile e indip. dal tempo

Nel 1964 è stato proposto un modello meccanicocomposto da due parti distinte, più semplici e legatein serie tra loro. La prima è una molla che assolvealla funzione elastica in presenza di deformazioniistantanee e reversibili. Nella seconda è statointrodotto un pattino d’attrito in un corpo di Kelvin.Questa parte di modello consente di rappresentareQuesta parte di modello consente di rappresentaregli stati visco-elastici, visco-plastici e viscosi deimateriali stradali.

1

10

tk

k

ax per

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k

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k

px

k

ax cui per t te

k

p

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px

)()(

)1(

0

12

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1

12

Bitumi duri pen. = 40-50 dmm a 25°C

2.2. PenetrazionePenetrazioneLa prova consiste nel determinare l’affondamento (in dmm) raggiunto in 5 sec da un ago di formastandard caricato con 100 gr all’interno di un provino cilindrico di bitume (d=55 mm, h=35 mm)mantenuto alla temperatura di 25°C.


p

Bitumi semiduri pen. =60-150 dmm “

Bitumi semimolli pen. =180-200 dmm “

Bitumi molli pen.=220-300 dmm “

Bitumi molto molli pen. > 300 dmm “

Sul provino si fanno almeno 3determinazioni spostando l’ago sucirconferenze concentriche. Comevalore di penetrazione si assume lamedia delle tre letture.

3.3. Temperatura di rammollimento (Temperatura di rammollimento (TrTr))

La determinazione della temperatura di rammollimento èfinalizzata a valutare la suscettibilità termica di un bitume. Ilbitume viene colato all’interno di un anello (d=15.9 mm, h=6.4mm) e successivamente immerso in acqua inizialmente a 5°C. Sul


) qbitume viene adagiata una sferetta (d=9.5 mm, 3.5 gr) e si innalzala temperatura con un gradiente di 5°C al minuto. Quando latemperatura cresce, intorno a 45-50°C, il bitume inizia a fluiresotto il peso della sferetta. Si assume come Tr la temperatura incorrispondenza della quale il bitume deformandosi tocca un pianodisposto a 25.4 mm al di sotto del provino.

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4.4.Punto di rottura Punto di rottura FrassFrass5.5.DuttilitàDuttilità6.6.SolubilitàSolubilità7.7.Adesione bitumiAdesione bitumi--inerti. inerti.

In campo stradale non è importante conoscere la forzad’adesione assoluta tra la pellicola di bitume e l’elementol id t l’ d i l ti i il t t


Il puntopunto didi rotturarottura è determinato con l’apparecchio Frass. La prova tende a valutare la fragilità del

lapideo, quanto l’adesione relativa ossia il rapporto trasuddetta forza e il valore di coesione del bitume. Èpreferibile che gli sgranamenti avvengano per rottura dellapellicola piuttosto che per il suo distacco dall’inerte. InItalia (CNR 138/92) viene eseguita la prova dispogliamentospogliamento sottoponendo un provino all’azionedell’acqua per 24 ore e valutando successivamente lapercentuale della superficie complessiva degli inerti privadella pellicola di bitume.

pp pp p gbitume alle basse temperature. All’interno di un vaso si introduce una lamina d’acciaio sulla quale si èstasa a caldo una pellicola di bitume. Si producono una serie di inflessione cadenzate (1 per minuto)abbassando progressivamente la temperatura (1°C/minuto a partire da 10°C). Si chiama puntopunto didirotturarottura FrassFrass la temperaura alla quale la pellicola presenta la prima fessurazione.La duttilitàduttilità di misura stirando il provino sino al punto di rottura. All’interno di una vasca con acqua a25°C un provino viene allungato alla velocità di 5 cm/minuto. L’allungamento del provino prima dirompersi rappresenta la duttilità (valori maggiori di 100 cm si indicano brevemente come sopra cento).SolubilitàSolubilità inin CC22SS viene valutata sciogliendo 1 gr di bitume in 100 cm3 di C2S e filtrando il residuo. Ilfiltro viene essiccato e pesato in stufa a 105°C per ricavare il peso residuo insolubile.

8.8. Suscettività termica e rigidezza del bitumiSuscettività termica e rigidezza del bitumi

Lo studio reologico del bitume, viene condotto studiando per le differenti temperature i valori dipenetrazione. Più recentemente sono stati introdotti nei laboratori stradali i reometri e i viscosimetri.

Tra la penetrazione penpen e lat t T i t l i


temperatura T sussiste una relazionedel tipo: kaTpen log

Se si considerano differenti bitumi caratterizzati da valori diL’inclinazione di questa retta èun indice della suscettivitàtermica del bitume: questa saràtanto minore quanto più bassa èla pendenza della retta. Il valoredella costante a risulta essere:

T

pena

log

Se si considerano differenti bitumi caratterizzati da valori diaa diversi, si osserva che in corrispondenza della temperaturadi rammollimento TrTr il valore della penetrazione è pressochécostante, pari a 800 dmm. Da ciò deriva che:

TT

pena

r

log800log

Noto il valore di penpen e TrTr alla temperatura T è possibiledeterminare il parametro aa e tracciare le rette in figura.

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8.8. Suscettività termica e rigidezza del bitumiSuscettività termica e rigidezza del bitumiLo studio reologico del bitume non può prescindere dalla suanatura viscosa e, dunque, dalla durata e velocità di applicazionedei carichi. Uno studio più approfondito viene sviluppato a

temperatura e a carico costante, studiando la deformazione nel


tempo. La determinazione della funzione (t) avvienesottoponendo i provini a trazione o compressione centrata

mantenendo costante il valore della e di T. Nota (t) si definiscecreep compliance (funzione di scorrimento viscoso)

il rapporto: )(

)(t

tJ

21)( aa tJtJJtJ

La funzione J(t) può essere scomposta nelle sue componenti: elastica istantanea, elastica ritardata, viscosa.

2121)( aa

e tJtJJtJ L’effetto nei conglomerati bituminosi è quello di uncomportamento puramente viscoso per durate di caricomaggiori di 103 secondi a 0°C e 30 sec a 20°C.Una descrizione completa del comportamento del bitumepuò essere fatta ricorrendo al modulomodulo didi rigidezzarigidezza. Esso èdefinito come:

),( TtSb

8.8. Suscettività termica e rigidezza del bitumiSuscettività termica e rigidezza del bitumi



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8.8. Suscettività termica e rigidezza del bitumiSuscettività termica e rigidezza del bitumiL’aggiunta di filler influisce sulle caratteristiche reologiche del bitume. In particolare:- Il bitume assorbito dal filler varia molto con la penetrazione del bitume e con la natura dell’additivo;- il punto di rammollimento aumenta con il crescere del tenore di filler, mentre la penetrazione

decresce all’aumentare del filler;l’adesione a pietre asciutte aumenta con la percentuale di additivo;


- l adesione a pietre asciutte aumenta con la percentuale di additivo;- l’aggiunta di additivo abbassa il punto di rottura- La minore suscettività termica è evidenziata dalla minore pendenza delle rette (log Pen, T);- la qualità del filler può essere valutata attraverso il coefficiente di attività KK del filler. La prova

consiste nel far sedimentare una data quantità di filler in petrolio raffinato e definendo KK comerapporto tra il volume occupato dal filler stesso dopo 24 ore di sedimentazione e il volume chesarebbe occupato da un egual peso di filler. Per filler calcarei KK = 2.5-3.0, per cementi KK = 2.0 percalce idrata KK=5-8Affinché il legante esplichi adeguatamente la suaazione è necessario che la pellicola di bitume siasottile. La resistenza meccanica sarà tanto maggiorequanto minore è lo spessore della pellicola di leganteintorno agli inerti. Si ricava, sulla base diconsiderazioni teorico-sperimentali che:

5% kbb%= percentuale di bitumek = modulo di ricchezza = superficie specifica

Il modulo di ricchezza K dipende strettamente dalla percentuale di filler.

9.9. Bitumi modificati e per applicazioni specialiBitumi modificati e per applicazioni specialiLa recente e sempre maggiore disponibilità di polimeri di sintesi (elastomeri e plastomeri), ha offerto lapossibilità di migliorare notevolmente le caratteristiche dei bitumi tradizionali pervenendo ad una nuova classedi leganti: i bitumi modificati. Gli elementi caratterizzanti la suscettibilità termica di un bitume ideale sono:- Consistenza più bassa possibile alla temperatura di confezionamento, ovvero temperatura di lavorazione piùbassa possibile per aumentare la lavorabilità ed evitare il rischio di degradazioni termiche.-- consistenza elevata alle temperature di esercizio per conseguire maggiori resistenze meccaniche e un migliore


p p g gg gcomportamento elastico (aumento della rigidità).

Ulteriori caratteristiche che vengono perseguite sono una maggioreresistenza allo spogliamento, all’invecchiamento, un incrementodell’adesione e della coesione.

L’avvento dei bitumi modificati ha permesso negli ultimi anni lamessa a punto di materiali con particolari caratteristiche:conglomerati drenanti e fonoassorbenti, trattamenti superficiali instrati sottili, strati impermeabili e particolarmente resistenti perponti e viadotti, pavimentazioni ad alto modulo, etc.

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9.9. Bitumi modificati e per applicazioni specialiBitumi modificati e per applicazioni speciali



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9.9. Bitumi modificati e per applicazioni specialiBitumi modificati e per applicazioni speciali


Leganti idraulici classici:Leganti idraulici classici:1.1.Cemento portlandCemento portland2.2.Scorie d’alto fornoScorie d’alto forno3.3.Pozzolane, ceneri volanti Pozzolane, ceneri volanti 44 C lC l

I cementicementi presenti in commercio si differenziano per classe ecomposizione. La classe è riferita alla resistenza della malta dopo 7o 28 gg di stagionatura ed è grandemente influenzata dalla finezzadi macinazione del materiale. La composizione vari dai cementiunicamente costituiti da clinker a quelli contenenti un tenere piùelevato di allumina, ai cementi d’alto forno in cui al clinker purovengono aggiunte loppe basiche d’altoforno ed, infine, ai cementi

l i i i i l li k i i l


4.4.CalceCalce pozzolanici in cui al clinker viene aggiunta pozzolana.

Il cementocemento tipotipo PortlandPortland normale deriva da una mescolanza di ~80% di calcare (CaCO3) e ~20% di argilla (silicatoidrato di alluminio) che viene progressivamente portata a temperatura di ~1450 °C. A questa temperatura icomponenti si combinano dando luogo a silicati e alluminati di calcio. Il risultato è il clinker Portland che dopomacinazione diviene cemento Portland. Le materie di partenza (calcare, argilla) vengono preventivamente macinatiper via secca o umida. La successiva cottura avviene in un lungo forno cilindrico, inclinato, dove il materialeavanza lentamente verso la fiamma.

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Il clinker in uscita si presenta come un granulato duro che viene macinato infrantoi o molini contenenti sfere d’acciaio, che lo riducono a dimensioni di 80m. In questa fase viene aggiunto 2.5 - 5% di gesso ed eventuali altre sostanze.La presa l’indurimento avvengono in presenza d’acqua: i costituenti anidripassano in soluzione sviluppando cristalli di sali di calcio che incastrandosi traloro conferiscono la resistenza meccanica. L’impiego del cemento in campostradale è estremamente vario: nelle pavimentazioni in calcestruzzo, nei misticementati, nella stabilizzazione dei terreni di fondazione e nei sottofondi, comefiller nei conglomerati bituminosi, etc. In campo stradale usualmente si utilizzacemento Portland 325 puro con presa lenta (1-2 ore).

Le loppeloppe granularigranulari d’altod’alto forno sono un sottoprodotto della fabbricazione della ghisa. Il granulato si ottieneraffreddando repentinamente la scoria di fusione con potenti getti d’acqua. I granulato di presenta di aspettosabbioso (0/2 mm e 0/5 mm) molto angolosi e friabili. Mediamente di producono 500-800 kg di loppa per tonnellatadi ghisa. La presa delle loppe d’altoforno presenta punti in comune con quella del cemento: ad una lentadissoluzione in acqua fa seguito un ricristallizzazione, che necessita di un ambiente basico (pH> 12.5). Pertantoviene aggiunta calce o è presente quella proveniente dal clinker.

Le pozzolanepozzolane sono tufi vulcanici incoerenti. Esse semescolate a calce si comportano in modo analogo allescorie d’alto forno. Ad esse possono essere assimilatele ceneri volanti, ottenute dai depolverizzatoriimpiegati nelle centrali termiche che utilizzanocarbone. Entrambe contengono circa il 50% di silice e


gil 30% di allumina e vengono pertanto utilizzate inaggiunta ai leganti idraulici, come filler neiconglomerati bituminosi, nelle terre di rilevato e neisottofondi.

La calcecalce, sin dall’antichità, viene prodottaattraverso la calcinazione (cottura ad elevatetemperature, 900°C) di rocce calcaree(contenenti carbonato di calce CaCO3).Durante questo processo il calcare sitrasforma in anidride carbonica e ossido dicalcio (CaO) (CO2). La reazione diquest’ultimo con acqua produce l’idrossido dicalce o calce spenta. Oltre alla calce ad elevatocontenuto di calcio viene prodotta anche calceviva e spenta di dolomite che contieneparzialmente magnesio. Il suo impiego incampo stradale è nell’ambito dellestabilizzazione dei terreni di fondazione, neisottofondi e come filler nei conglomeratibituminosi.

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