Fino al 75% di ritiro da essiccamento in meno sui calcestruzzi compresi tra 40 e 60 MPa: è il dato più rilevante emerso dalla campagna sperimentale condotta da Tamim A. Samman, Khatib Zada Farhan e Md Ashraful Hossain su 84 provini ad anello secondo ASTM C1581, pubblicata su Construction Materials (vol. 6, pag. 28, doi: 10.3390/constrmater6030028). In parallelo, le fibre di polipropilene dosate tra lo 0,25 e lo 0,5% hanno raggiunto riduzioni fino al 66%, azzerando la fessurazione in svariati casi.
Perché il ritiro pesa di più sui calcestruzzi ad alta resistenza
Il ritiro da essiccamento resta uno dei fenomeni più delicati per la durabilità delle strutture in calcestruzzo, e lo diventa ancora di più nelle miscele ad alta resistenza. Il basso rapporto acqua/cemento e la microstruttura densa che caratterizza questi leganti idraulici li espongono in misura maggiore alla fessurazione precoce: una matrice compatta, quando perde umidità, tende a sviluppare fessure nelle prime età con maggiore facilità.
Ottantaquattro anelli ASTM C1581 e tre condizioni di esposizione
Il comportamento è stato valutato in condizioni di vincolo, secondo il metodo ad anello previsto dalla norma ASTM C1581, che impedisce la libera deformazione del provino e rende direttamente osservabile l’insorgere delle fessure. I 84 esemplari coprono un ampio spettro di resistenze a compressione, da 23 a 84 MPa, a cavallo tra calcestruzzi ordinari e ad alta resistenza.
Gli ambienti di esposizione sono stati tre: il clima esterno, le condizioni di laboratorio a 25 °C e 50% di umidità relativa e la camera climatica a 50 °C e 30% di umidità relativa, quest’ultima il più spinto dei tre scenari per temperatura elevata e aria secca.
I valori a 90 giorni sulle miscele senza fibre
Sui provini senza fibre il ritiro cresce al crescere della severità dell’ambiente e, secondo l’impostazione generale dello studio, della resistenza della miscela. La serie misurata a 90 giorni in laboratorio non segue però una scala lineare lungo le classi: il massimo si tocca sul calcestruzzo da 60 MPa, mentre le miscele da 40 e da 84 MPa restano più contenute e persino la classe più debole, quella da 23 MPa, le supera.
| Resistenza a compressione (MPa) | Ritiro a 90 giorni, esposizione in laboratorio |
|---|---|
| 23 | circa 660 × 10⁻⁶ |
| 40 | 291 × 10⁻⁶ |
| 60 | 753 × 10⁻⁶ |
| 84 | 338 × 10⁻⁶ |
I valori si riferiscono ai provini privi di fibre, esposti a 25 °C e 50% di umidità relativa. Restano i punti critici per la durabilità: le miscele ad alta resistenza mostrano una suscettibilità alla fessurazione superiore rispetto alle classi ordinarie.
Fibre di acciaio e polipropilene: l’effetto dipende dal dosaggio
Fibre di acciaio tra l’1,0 e l’1,5%: riduzione del ritiro fino al 75% sui calcestruzzi tra 40 e 60 MPa. Fibre di polipropilene tra lo 0,25 e lo 0,5%: riduzioni fino al 66%, con fessure del tutto eliminate in diversi casi.
L’aggiunta delle fibre agisce su entrambi i versanti del fenomeno, entità della deformazione da ritiro e insorgenza delle fessure, e l’intensità del beneficio segue il dosaggio: aumentando la percentuale inserita, aumenta il contenimento. Le due tipologie si distinguono per campo di impiego e modalità di azione. Le fibre metalliche lavorano a dosaggi più alti e registrano la massima efficacia sulle classi intermedie, tra 40 e 60 MPa. Quelle polimeriche operano con percentuali minori e risultano determinanti sul fronte della fessurazione, che in svariati casi scompare completamente.
La sintesi della campagna è chiara: resistenza della miscela, severità dell’ambiente di esposizione, tipo di fibra e dosaggio concorrono congiuntamente a determinare ritiro e resistenza alla fessurazione, e nessuno di questi parametri, preso isolatamente, descrive il comportamento del materiale. Con la copertura delle resistenze da 23 a 84 MPa e di tre climi distinti, il quadro sperimentale offre ai tecnici un riferimento numerico puntuale sui benefici attesi dalle fibre in funzione della classe di resistenza e delle condizioni di essiccamento previste in opera.
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