RICERCA 2014
RIPRISTINO STRUTTURALE
COMPORTAMENTO DI MATERIALI CEMENTIZI AD ALTISSIME PRESTAZIONI SOGGETTI AD ALTE TEMPERATURE
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
Structural 189 | Luglio  2014
DOI 10.12917/Stru189.21 – http://www.dx.medra.org/10.12917/Stru189.21

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.
 

ARGOMENTO:  COMPOSITES: MATIRIALS, TECHNOLOGIES, ENGINEERED COMPOSITES PRODUCTS - COMPOSITI: MATERIALI, TECNOLOGIE, REALIZZAZIONI,CEMENT AND CONCRETE theory and applied research - CEMENTO E CLS ricerca teorica e applicata,CEMENT AND CONCRETE technology and production - CEMENTO E CLS tecnologia e produzione
PAROLE CHIAVE: Calcestruzzi fibrorinforzati ad altissime prestazioni (UHP-FRC), Riparazione e rinforzo di strutture, Esposizione all’alta temperatura, Compatibilità termo-igrometrica, Polimeri rinforzati con fibre (FRP).
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.
 

KEYWORDS: Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHP - FRC), Repairing and strengthening of structures, Thermo – hygrometric compatibility, Fiber reinforced Polymer (FRP)
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