189   Luglio  2014
ISSN 2282-3794
FOCUS DURABILITA' 10
DURABILITA' E SOSTENIBILITA'
di
Maddalena Carsana
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”
maddalena.carsana@polimi.it

Il progetto di strutture in calcestruzzo armato durevoli è fondamentale per evitare interventi di riparazione inattesi con i relativi costi energetici e ambientali, consentendo quindi di perseguire uno sviluppo sostenibile nel settore delle costruzioni. Questa nota analizza la durabilità delle strutture in relazione ai suoi effetti sull’ambiente. Si descrivono le conseguenze associate alla produzione dei leganti e dei calcestruzzi (in termini di prelievo di risorse e generazione di rifiuti ed emissioni), oltre ai possibili miglioramenti attuabili nelle tecnologie produttive e nella composizione dei cementi (ad esempio, mediante l’uso di leganti alternativi al cemento portland) e dei calcestruzzi (ad esempio, con l’utilizzo di residui industriali come aggiunte minerali o dei rifiuti di costruzione in sostituzione degli aggregati ordinari) per attenuare tali conseguenze. La nota si conclude evidenziando il ruolo dei materiali cementizi in relazione al ciclo di vita delle costruzioni.
 

Abstract
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DURABILITY FOCUS 10
DURABILITY AND SUSTAINABILITY

The designof durable reinforced concrete structures is critical to avoid unexpected repairs and consequent environmental and energetic costs, thereby allowing to achieve a sustainable development in the construction field. This note examines the durability of structures in relation to its effect on the environment. It describes the consequences associated with the production of binders and concretes (in terms of consumption of resources and generation of wastes and emissions), as well as possible improvements to mitigate these consequences achievable in the cement manufacturing technologies and the composition (for instance, through the use of other binders as an alternative to portland cement) and concretes (for instance, with the use of waste materials from industrial processes as mineral additions or demolition wastes replacing ordinary aggregate). The note concludes by highlighting the role of cementitious materials in relation to the life cycle of the structures.
 

PAVIMENTI INDUSTRIALI SU IMPALCATO FLESSIBILE
di
Sergio Tattoni, 
Politecnico di Milano
sergio.tattoni@polimi.it
Mauro Madeddu, 
Politecnico di Milano
madeddu@stru.polimi.it
Mauro Civati
MSC S.r.l., Milano
ing.civati@gmail.com

La presente ricerca si propone di analizzareil comportamento, poco dopo il getto, di un pavimento industriale in calcestruzzo gettato su un impalcato flessibile. Il progetto di questo tipo di pavimento presenta molte differenze rispetto ad una pavimentazione tradizionale su suolo elastico.. Il primo punto di incertezza è il ruolo del contatto tra i due strati (pavimentazione e supporto strutturale), quindi, l’impiego delle teorie normalmente utilizzate per pavimenti in su terreno elastico o le teorie sulle strutture miste con perfetta collaborazione potrebbe portare ad errori. Per conoscere il comportamento della pavimentazione nei primi tempi di vita (i più delicati per quanto riguarda il rischio di fessurazione) è stata effettuata un'analisi non lineare a breve termine su una piastra sottoposta soltanto a peso proprio e ritiro differenziato utilizzando un modello FE. La simulazione è stata effettuata utilizzando elementi 3D mediante un'analisi parametrica. L’analisi del modello si è concentrata sugli stati limite di servizio del pavimento e precisamente quello di formazione di fessure, senza prendere in considerazione il comportamento post-fessurativo.
 

Abstract
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INDUSTRIAL FLOOR ON FLEXIBLE DECKS

In this paper the authors investigate on the behaviour, short after the casting, of an industrial concrete floor cast on a spanning slab. The design of this type of floor presents many differences with regard to a traditional pavement on grade. First of all, it is not much clear the role of the contact between the two layers (pavement and structural support). Therefore to use the same theories for floors on grade and on structure might lead to mistakes. A short term non linear analysis is carried out on a plate subject only to self-weight and differential shrinkage using a FE model. The simulation has been done using 3D elements by a parametric analysis. Consideration has been given in the model only to serviceability limit state of pavement, but not to the post cracking behavior.
 

RIPRISTINO STRUTTURALE
COMPORTAMENTO DI MATERIALI CEMENTIZI AD ALTISSIME PRESTAZIONI SOGGETTI AD ALTE TEMPERATURE
di
Stefano Cangiano, 
CTG Italcementi Group, Bergamo, Italia
s.cangiano@itcgr.net
Chiara Rossino, 
CTG Italcementi Group, Bergamo, Italia
Sara Sgobba
CTG Italcementi Group, Bergamo, Italia

I calcestruzzi UHPC (Ultra-High Performance Concrete) rappresentano una classe innovativa di calcestruzzi che, tra i possibili utilizzi, possono trovare applicazione nella riparazione e rinforzo di strutture esistenti. In caso di esposizione all’alta temperatura, nella zona di interfaccia fra il calcestruzzo di riparazione e quello riparato, possono verificarsi fenomeni di danneggiamento intrinseco del materiale  e di incompatibilitàtermo-igrometrica, i quali possono indurre una riduzione delle prestazioni meccaniche anche dovuta a meccanismi di delaminazione dello strato di rinforzo oppure di distacco esplosivo (spalling). Considerata la rilevanza tecnico-economica di tali criticità, è stato attivato presso il CTG Spa un esteso studio sperimentale mirato a fornire un contributo all’approfondimento delle conoscenze riguardanti alcuni aspetti ancora poco noti di tali fenomeni. Sono stati considerati rinforzi cementizi di due tipi: uno ad elevatissime prestazioni fibrorinforzato (UHP-FRC) ed una malta da ripristino commerciale di classe R4. Per raffronto, è stato analizzato il comportamento di un sistema di rinforzo a base polimerica (FRP) sul medesimo calcestruzzo di supporto. Il confronto prestazionale tra l’UHP-FRC e la malta da ripristino, in termini residuali dopo trattamento termico a 300°C, ha fatto emergere un comportamento diametralmente opposto dei due materiali cementizi e della loro interazione con il substrato di supporto. Sebbene la malta da ripristino abbia rivelato una migliore adesione al supporto, anche dopo trattamento a 300°C, il calcestruzzo UHP-FRC risulta più efficace nel confinamento di elementi sottoposti a compressione centrata,  con prestazioni significativamente aumentate per effetto dell’esposizione termica. Il sistema FRP appare svolgere, al contrario, un’azione di rinforzo in termini di confinamento, meno efficace di quella dei materiali cementizi considerati.
 

Abstract
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ULTRA HIGH PERFORMANCE CEMENTITIOUS MATERIALS PERFORMANCE FOR THE STRUCTURAL REPAIRING, SUBJECTED TO HIGH TEMPERATURE

Ultra-High Performance Concrete (UHPC) are an innovative class of cementitious materials, which can be used for the repairing and strengthening of existing structures. In case of high temperature exposure, in the interface zone between the substrate and the repairing layer, thermo-hygrometric incompatibility phenomena can occur, potentially leading to delamination mechanism as well as spalling. Because of the technical and economical relevance of these critical issues, in CTG Laboratories an extensive experimental study has been carried out in order to contribute to deepen the knowledge on the not well-known aspects related to the mentioned phenomena. Two different types of strengthening cementitious materials have been considered: one consists in Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHP-FRC) and the other regards a commercial repairing mortar (class R4), both compared with FRP (Fiber Reinforce Polimer).  The mechanical performance comparison between UHP-FRC and repairing mortar, in residual conditions after thermal exposure at 300°C, reveals an opposite behaviour also in terms of interaction with the substrate. Even if the repairing mortar exhibits a better adhesion with the substrate, also after heating at 300°C, UHP-FRC shows enhanced confinement effectiveness in case of elements subjected to centered compression, which is improved after thermal exposure. On the other hand, the FRP seems to perform a less effective strengthening action, in terms of confinement, in comparison with the considered cementitious materials.