L'uso degli agenti di espansione UEA è obbligatorio nel calcestruzzo antipermeabile?

Il calcestruzzo antipermeabile è ampiamente utilizzato in scantinati, serbatoi d'acqua, dighe, getti di calcestruzzo di grandi volumi e strutture simili. Per evitare la formazione di numerose fessurazioni durante la messa in opera del calcestruzzo e per raggiungere i livelli di impermeabilità richiesti dalle specifiche di progettazione, spesso al calcestruzzo vengono aggiunti degli agenti dilatanti. Ciò solleva la domanda:Nel calcestruzzo antipermeabile è obbligatorio l’uso di agenti di espansione?

Dopo aver esaminato la letteratura pertinente e aver combinato la mia esperienza pratica di ingegneria, credo che sia consigliabile utilizzare agenti di espansione nel calcestruzzo antipermeabile. Presento i seguenti cinque punti di vista come riferimento per i miei colleghi:

Dipendenza dal grado di impermeabilità:

La necessità di aggiungere agenti di espansione dipende dal grado di impermeabilità del calcestruzzo. Per alcuni gradi come P6 e P8 è possibile ottenere l'impermeabilità richiesta senza l'aggiunta di agenti espandenti ottimizzando l'impasto. Ciò può includere l’aumento della quantità di leganti o additivi specifici, l’alterazione del rapporto della sabbia, la modifica della granulometria degli aggregati o l’utilizzo di riduttori d’acqua ad alta efficienza.

Le crepe nel calcestruzzo di grandi volumi, a lungo considerate un “cancro” inevitabile, sono state affrontate dal gruppo di ricerca guidato dal professor Miao Changwen presso la Scuola di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Southeast University.

Per gradi di impermeabilità più elevati come P10 e P12, ottenere l'impermeabilità richiesta è più semplice con l'aggiunta di agenti espandenti.

Miglioramento della durabilità:

L'aggiunta di agenti di espansione migliora esternamente l'impermeabilità del calcestruzzo, la resistenza al gelo, la resistenza alla corrosione e la durabilità complessiva. L’impermeabilità funge da prima linea di difesa per la durabilità del calcestruzzo.

L'accademico Wu Zhongwei e altri hanno sottolineato che migliorare l'impermeabilità del calcestruzzo è fondamentale per aumentarne la durabilità.

Nell’attuale contesto di deterioramento della qualità delle materie prime, scarsità di risorse naturali di sabbia e pietra, aumento dei costi di estrazione e pratiche di gestione rudimentali, gli agenti di espansione nel calcestruzzo antipermeabile sono ideali per prevenire fessurazioni e infiltrazioni negli edifici.

Determinazione del grado di impermeabilità:

Il grado di impermeabilità del calcestruzzo antipermeabile può essere valutato utilizzando il metodo di pressurizzazione graduale per misurare la permeabilità all'acqua.

Fattori come la presenza di agenti di espansione, il tipo e la quantità di agenti di espansione utilizzati e la loro qualità influenzano in modo significativo il costo e il prezzo del calcestruzzo con diversi gradi di impermeabilità.

La composizione del calcestruzzo per diversi gradi di impermeabilità varia in termini di ettringite di calcio, idrossido di calcio, idrossido di magnesio, ecc., che possono essere analizzati utilizzando la microscopia elettronica a scansione, tecniche di spettroscopia microscopica e analisi chimiche.

Non è corretto sostituire agenti di espansione di qualità inferiore disponibili sul mercato o aggiungere quantità insufficienti di agenti di espansione in base ai requisiti di progettazione della miscela. Tali pratiche possono essere rilevate attraverso test appropriati.

Selezione degli agenti di espansione appropriati:

La scelta degli agenti di espansione dovrebbe essere basata sul valore progettuale del tasso di espansione limite, sulle caratteristiche della struttura ingegneristica e sull'ambiente di utilizzo.

Gli agenti di espansione che utilizzano ettringite di calcio come fonte di espansione non devono essere utilizzati in strutture di calcestruzzo esposte a temperature ambiente costantemente superiori a 80 gradi. A circa 70 gradi, l'ettringite di calcio si decompone per formare solfato di calcio di alluminio idrato di tipo monosolfato e, una volta raffreddato, si riforma, causando un'espansione ritardata che può danneggiare la struttura.

La formazione dell'ettringite di calcio è una reazione cristallina di dissoluzione-precipitazione che richiede una notevole quantità di acqua. Senza stagionatura esterna con acqua, il calcestruzzo miscelato con agenti espandenti a base di calcio solfato-alluminato non presenta quasi alcuna espansione.

Gli agenti di espansione che utilizzano l'ossido di calcio come fonte di espansione si basano principalmente sulla generazione di idrossido di calcio nell'acqua di miscelazione per formare la fase di espansione. Possono partecipare ulteriormente all'idratazione per produrre più gel idrato di silicato di calcio, migliorando la densità e l'impermeabilità del calcestruzzo.

Gli agenti di espansione a base di ossido di calcio sono consigliati per condizioni senza reticolazione esterna dell'acqua e durante la costruzione invernale.

Dosaggio degli agenti di espansione:

All'aumentare del grado di impermeabilità del calcestruzzo antipermeabile dovrà aumentare anche il dosaggio degli agenti di espansione senza però superare il 12%.

Gli agenti di espansione richiedono tipicamente più acqua rispetto al cemento normale e hanno una velocità di reazione di idratazione precoce più rapida. Di conseguenza la scorrevolezza dei calcestruzzi antipermeabili contenenti agenti espansivi è inferiore a quella dei calcestruzzi comuni a parità di contenuto d'acqua e dosaggio di riduttore d'acqua. Inoltre, la perdita di deformabilità nel tempo è maggiore rispetto al calcestruzzo ordinario. Questi fattori dovrebbero essere considerati durante la progettazione e la costruzione della miscela.

Tuttavia, il calcestruzzo miscelato con agenti di espansione presenta generalmente una migliore coesione e tassi di sanguinamento inferiori.

Conclusione:Sebbene non sia assolutamente obbligatorio l'uso di agenti di espansione in tutti i tipi di calcestruzzo antipermeabile, il loro utilizzo è altamente raccomandato, soprattutto per gradi di impermeabilità più elevati (P10, P12) e in condizioni in cui una maggiore durabilità e impermeabilità sono critiche. La corretta selezione e dosaggio degli agenti di espansione possono migliorare significativamente le prestazioni e la longevità delle strutture in calcestruzzo.