Influenza dei metodi di stagionatura sulle proprietà meccaniche di travi in calcestruzzo prodotte mediante tecniche di costruzione additiva

Le proprietà meccaniche del calcestruzzo stampato in 3D dipendono non solo dalla miscela, ma anche da come il getto indurisce. Su Construction Materials (Vol. 6, pag. 33, doi: 10.3390/constrmater6030033) Eric J. Faierson, Benjamin D. Nelson ed Elizabeth S. Poblete hanno confrontato tre metodi di cura, evidenziando un aspetto che chi lavora sull’Additive Construction conosce bene: la fessurazione da indurimento è il vero punto critico, più che la resistenza a compressione.

Il programma sperimentale

Lo studio ha coinvolto due miscele concrete per stampa tridimensionale, caratterizzate dalla presenza o assenza di fibre di vetro alcaline_resistenti (AR glass fibers). Per la verifica delle prestazioni sono stati stampati travetti destinati alla prova di flessione, mentre da altre deposizioni sono stati estratti carote per determinare la resistenza a compressione e quella a trazione indiretta (split tensile). Le condizioni di indurimento confrontate erano tre: cura all’aria, cura con copertura in plastica e cura mediante spruzzatura d’acqua.

Dopo il ciclo di cura, i travetti sono stati analizzati anche sotto il profilo della fessurazione, con una verifica della dimensione e della posizione delle creste per ciascuna combinazione di miscela e metodo di cura.

Modulo di flessione: risultati differenziati

Sui travetti privi di fibre la copertura in plastica ha prodotto i valori più alti di modulo di flessione, mentre la cura all’aria si è confermata la condizione meno favorevole. Con le fibre AR il quadro resta simile: i travetti curati sotto plastica presentano moduli di flessione superiori a quelli curati all’aria. Fa eccezione la cura a spruzzo, che ha dato risultati anomali su una delle serie: un valore di modulo risulta superiore a quelli ottenuti con la cura in plastica, l’altro inferiore a quelli della cura all’aria. Un dato che invita a prudenza nell’uso di questa tecnica di indurimento in assenza di ulteriori approfondimenti.

Resistenze a compressione e trazione indiretta

Le prestazioni a 28 giorni si sono rivelate relativamente stabili. Le resistenze a compressione ricadono in un intervallo ristretto, tra circa 19,3 e 22,1 MPa (2800 e 3200 psi), mentre quelle a trazione indiretta oscillano tra circa 1,7 e 2,0 MPa (240 e 290 psi). Va segnalato che alcune prove hanno mostrato una dispersione rilevante dei dati.

Conseguenza pratica: né la presenza delle fibre AR né il tipo di cura hanno esercitato un’influenza apprezzabile su compressione e trazione indiretta. In termini di dimensionamento, la scelta della strategia di indurimento non sembra quindi pilotare queste due grandezze.

Il controllo della fessurazione da cura

Dove l’effetto si fa marcato è sulla fessurazione. L’aggiunta di fibre AR e l’uso della copertura plastica durante l’indurimento riducono significativamente numero, larghezza e profondità delle creste derivanti dal processo di cura. La cura sotto plastica si è dimostrata la più efficace: le creste formate in questa condizione risultano estremamente fini, con effetti nulli o trascurabili sulle proprietà meccaniche.

Per chi opera nella stampa tridimensionale di calcestruzzo, il messaggio operativo è chiaro: la gestione dell’indurimento va progettata con attenzione, perché determina la qualità superficiale e l’integrità fessurativa degli elementi depositati, mentre le resistenze di base restano governate dalla miscela.

Commenti

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Altri articoli