Collocare il calcestruzzo geopolimerico ibrido nella zona tesa di una trave modifica la risposta flessionale dell’elemento in modo misurabile. Nelle prove a quattro punti condotte su dieci travi in calcestruzzo armato, la configurazione funzionalmente graduata con il geopolimero nella zona di trazione ha portato a un aumento della deflessione ultima del 30% e della duttilità del 73%. È migliorata anche la capacità portante, rispetto alle travi realizzate con la corrispondente miscela a base cementizia.
L’impianto sperimentale: dieci travi, un solo impasto geopolimerico
Le travi oggetto delle prove sono state realizzate con calcestruzzo funzionalmente graduato (FGC, functionally graded concrete), impostazione costruttiva che consente a un componente strutturale di soddisfare, porzione per porzione, specifiche meccaniche e di durabilità differenti. Il campione conta dieci travi armate: le sezioni trasversali differiscono da elemento a elemento e, all’interno di ciascuna trave, gli strati di calcestruzzo assumono disposizioni differenti. La risposta strutturale è stata valutata con prove di flessione a quattro punti.
Sul piano dei materiali la ricerca impiega un solo confezionamento di calcestruzzo geopolimerico ibrido (HGC, hybrid geopolymer concrete), posto a confronto con la corrispondente miscela di controllo a base cementizia. Nella formula geopolimerica la funzione legante è affidata a cenere volante (FA, fly ash), scorie d’altoforno (slag) e polvere di dolomite (DP, dolomite powder). L’obiettivo del programma di prova riguarda la risposta a flessione e la sostenibilità delle travi FGC armate.
Duttilità e deflessione ultima: l’effetto dell’HGC in zona tesa
Le travi con l’HGC collocato nella zona di trazione presentano una duttilità più elevata e una capacità portante superiore rispetto a quelle costruite con il calcestruzzo cementizio corrispondente. Il confronto tra le diverse disposizioni degli strati, su un campione con sezioni trasversali variabili, mette in luce il peso della posizione del materiale all’interno dell’elemento.
Quando il geopolimero viene disposto nella zona critica di trazione, la configurazione funzionalmente graduata determina un aumento della deflessione ultima del 30% e della duttilità del 73%. Due indicatori che descrivono una risposta più deformabile dell’elemento fino a rottura.
Cemento, emissioni di carbonio e resilienza strutturale
La lettura di sostenibilità accompagna i risultati strutturali: l’impiego dell’HGC nelle travi in calcestruzzo funzionalmente graduato riduce il fabbisogno di cemento e le emissioni di carbonio associate, esito in linea con la composizione dell’impasto, che ricorre a cenere volante, scorie d’altoforno e polvere di dolomite in luogo del legante cementizio.
Il quadro complessivo comprende anche la resilienza strutturale, sostenuta dal comportamento più duttile e dalla capacità portante accresciuta: condizioni che, per gli autori, disegnano una via verso strutture in calcestruzzo sostenibili e ad alte prestazioni.
Il lavoro, firmato da Ahmed Al-Mowafy, Mohamed E. El-Zoughiby, El-Sayed Abd-Elaal, Mohamed Ghalla, Mohanad Abdulazeez e Osama Youssf, è stato pubblicato sulla rivista Infrastructures (volume 11, articolo 292, doi: 10.3390/infrastructures11080292).
Lascia un commento