Effetti degli agenti aeranti sulle proprietà del calcestruzzo fresco

Gli agenti aeranti possono alterare significativamente le proprietà del calcestruzzo fresco.

Grazie all'introduzione nel calcestruzzo di numerose piccole bolle d'aria indipendenti, queste bolle sferiche migliorano notevolmente la lavorabilità del calcestruzzo, agendo come cuscinetti a sfera. L'aumento del volume della pasta e l'effetto lubrificante sulla miscela, nonché l'aumento della viscosità e del limite di snervamento della pasta, si traducono in una lavorabilità, plasticità e coesione significativamente migliorate del calcestruzzo aerato, rendendolo notevolmente migliore rispetto a quello non calcestruzzo aerato. Le bolle fini introdotte dagli agenti aeranti funzionano come aggregati fini, compensando gli aggregati di scarsa qualità, in particolare quelli privi di particelle fini, facendo apparire il calcestruzzo ricco di malta. Queste minuscole bolle sostengono e legano le particelle di cemento, riempiendo gli spazi tra loro, riducendo o eliminando così il flusso d'acqua attorno alle particelle di cemento e aggregato e diminuendo il sanguinamento, l'assestamento e la segregazione nel calcestruzzo. Inoltre, l'effetto "disperdente" o "separatore" di queste bolle aumenta notevolmente l'area superficiale libera (non coesiva) del cemento o dell'aggregato fine, migliorando la viscosità e la lavorabilità della miscela.

Mantenendo invariate le proporzioni del materiale, il trascinamento dell'aria può migliorare la scorrevolezza del calcestruzzo. Allo stesso crollo, la pasta di calcestruzzo aerato ha lavorabilità, scorrevolezza, plasticità, colabilità e compattabilità senza pari rispetto alla pasta di calcestruzzo non aerata. L'intrappolamento d'aria può anche ridurre il fabbisogno di acqua di impasto e diminuire la perdita di deformabilità nel calcestruzzo fresco.

Con lo sviluppo della tecnologia costruttiva e dei grattacieli, la pompabilità del calcestruzzo è diventata sempre più importante. La pompabilità è una forma specifica di buona lavorabilità. L'intrappolamento dell'aria aumenta la coesione del calcestruzzo e la lubrificazione tra i materiali, riducendo l'espansione del flusso e prevenendo un'eccessiva segregazione e sanguinamento durante il pompaggio. Pertanto, l'ingresso d'aria migliora la pompabilità del calcestruzzo fresco. Tuttavia, il contenuto di aria nel calcestruzzo pompato non dovrebbe essere troppo elevato, poiché un contenuto eccessivo di aria può aumentare la comprimibilità dell’aria, creando condizioni insature, aumentando la perdita di pressione della pompa e riducendo l’efficienza del pompaggio. Si consiglia generalmente che il contenuto di aria in tale calcestruzzo sia inferiore al 6%. Questi motivi portano all'uso diffuso del calcestruzzo aerato nei progetti di pompaggio e di calcestruzzo di massa, nonché in progetti stradali e altri progetti di ingegneria civile, anche in ambienti senza requisiti di gelo-disgelo o sale antighiaccio. Nel calcestruzzo magro, nel calcestruzzo secco o nel calcestruzzo compattato a rulli, nonché nel calcestruzzo aggregato leggero, l'aerazione può migliorare notevolmente le prestazioni e massimizzare i vantaggi degli agenti aeranti.

La pompabilità del calcestruzzo è correlata non solo allo slump ma anche alla velocità di spurgo della pressione. Alle stesse condizioni, un sanguinamento ridotto significa una migliore pompabilità. Pertanto, quasi tutti gli agenti di pompaggio all'estero e a Shanghai contengono componenti che contengono aria.

Problemi e soluzioni nell'applicazione degli agenti aeratori

Il motivo principale che ostacola l’uso diffuso di agenti aeranti è la convinzione obsoleta di molti ingegneri che l’aerazione riduce la resistenza del calcestruzzo e che l’aumento del contenuto d’aria influisce sulla stabilità del volume del calcestruzzo. Questa convinzione è particolarmente diffusa nel calcestruzzo ad alta resistenza, dove spesso si evita l’uso di agenti aeranti. Queste opinioni sono incomplete. Utilizzando riduttori d'acqua ad alta efficienza in combinazione con adeguati agenti aeranti, è del tutto possibile preparare HPC (High Performance Concrete) C70 o anche superiore, superando le prestazioni tecniche del calcestruzzo realizzato con soli riduttori d'acqua ad alta efficienza.

Nel promuovere gli agenti aeranti, è essenziale cambiare queste convinzioni obsolete e sviluppare agenti aeranti di alta qualità. Un eccellente agente aerante deve innanzitutto possedere una buona capacità di formazione di schiuma e stabilità, insieme ad una struttura a bolle fini e un basso tasso di perdita di resistenza. Deve inoltre essere altamente adattabile a diversi tipi di cemento, metodi di miscelazione e condizioni ambientali. Inoltre, dovrebbe avere una forte compatibilità con altri additivi ed essere facile e sicuro da usare a un costo ragionevole.

Pertanto, lo sviluppo di nuovi agenti aeranti ad alte prestazioni è un compito cruciale. Con il continuo progresso e maturazione della tecnologia del calcestruzzo, il calcestruzzo ad alte prestazioni che combina eccellente lavorabilità, proprietà meccaniche e durabilità è diventato l’obiettivo principale. L’espansione dell’applicazione degli agenti aeranti al calcestruzzo ad alte prestazioni, migliorando la durabilità e la lavorabilità senza incidere in modo significativo sulla resistenza, è una questione chiave per lo sviluppo di nuovi agenti aeranti ad alte prestazioni.