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The use of additions in concrete may enable the production of more sustainable concrete with reduced clinker content. That is due to the lower CO? emissions associated with cement production. Understanding the effect of additions on the modification of concrete properties is an essential prerequisite for the sustainable use of such materials. The use of additions in concrete—specifically fly ash, ground granulated blast furnace slag and silica fume—complying with the respective European harmonized standards is permitted by the Italian Technical Standards for Construction (NTC 2018) and permitted in both European (EN 206) and national (UNI 11104) concrete standards through the adoption of characteristic values for additions (the “k-value”). Current regulations limit the use of the k-value concept to concretes made with CEM I and CEM II/A cements. A possible extension to CEM II/B requires preliminary experimental testing. The aim of this contribution is to support the development of knowledge useful for defining standardized prescriptive characteristic values for the use of additions in concrete. The present article has been developed based on the activity of the ad-hoc working group “AHG RRT k-value per CEM II/B” (UNI CT009/GL03). The experimental campaign involved four laboratories to produce concretes with compressive strengths ranging from 20 to 70 MPa, using four types of additions: fly ash conforming to EN 450-1 (categories A and B); ground granulated blast furnace slag in accordance with EN 197-1 requirements; silica fume conforming to EN 13263-1. The present contribution specifically deals with the experimental characterization of the performance of fly ash, ground granulated blast furnace slag, and silica fume used as additions in concretes made with limestone Portland cement (CEM II/B-LL). New experimental methodologies have been developed for characterizing the performance of additions, based on performance equivalence with reference concretes. An innovative methodological aspect considered was the evaluation of characteristic values of additions based on technical properties other than mechanical strength, specifically using the accelerated carbonation resistance testing. Finally, a statistical analysis of the experimentally determined characteristic values for additions is presented, serving as a useful reference for defining potential prescriptive values in future standardization activities.
L’uso delle aggiunte in calcestruzzo può consentire la realizzazione di calcestruzzi più sostenibili con ridotto contenuto di clinker in ragione della riduzione delle emissioni di CO2 associate alla produzione di cemento. La comprensione approfondita dell’effetto delle aggiunte sulla modifica delle proprietà del calcestruzzo è prerequisito essenziale ad un uso sostenibile di tali materiali. L’uso di aggiunte in calcestruzzo, specificamente ceneri volanti, loppe d’altoforno e fumi di silice conformi alle rispettive norme europee armonizzate è consentito dalle NTC 2018 (Norme Tecniche per le Costruzioni vigenti in Italia) ed è declinato nella normativa europea (EN 206) e nazionale (UNI 11104) sul calcestruzzo attraverso l’adozione di valori caratteristici per le aggiunte (“valore k”). L’attuale normativa, tuttavia, limita l’uso del concetto di valore k a calcestruzzi costituiti con CEM I e CEM II/A. Una possibile estensione a CEM II/B, utile al fine di ridurre le emissioni di CO2 associate all’utilizzo di tale cemento, necessita di preliminari esperienze di approfondimento sperimentale. Finalità del presente contributo è contribuire allo sviluppo di conoscenze utili alla definizione di valori prescrittivi normati, caratteristici del comportamento delle aggiunte in calcestruzzo. Il presente contributo è stato sviluppato a partire dall’attività svolta dal gruppo di lavoro ad-hoc (Ad Hoc Group Round Robin Test) “AHG RRT k-value per CEM II/B” (UNI CT009/GL03). La sperimentazione ha coinvolto n. 4 laboratori nella produzione di calcestruzzi con resistenza a compressione nell’intervallo 20-70 MPa, utilizzando n. 3 tipologie di aggiunta (ceneri volanti, conformi alla EN 450-1; loppa d’altoforno granulata macinata, in accordo con i requisiti della EN 197-1; fumi di silice, conformi alla EN 13263-1) Le ceneri volanti utilizzate erano di n. 2 categorie di perdita al fuoco (categoria A e B). Il presente contributo è specificamente mirato alla caratterizzazione sperimentale delle prestazioni di ceneri volanti, loppa d’altoforno granulata macinata e fumo di silice, utilizzate come aggiunte in calcestruzzi costituiti con cemento Portland al calcare (CEM II/B-LL). La parte sperimentale è corredata da nuove metodiche di caratterizzazione della prestazione dell’aggiunta basate sull’equivalenza prestazionale con calcestruzzi di riferimento. Un innovativo aspetto metodologico considerato è la valutazione di valori caratteristici delle aggiunte tenendo conto di caratteristiche tecniche ulteriori rispetto alla resistenza meccanica, orientate alla durabilità, aspetto sempre più significativo nel contesto attuale, nello specifico utilizzando la metodica di resistenza alla carbonatazione con metodo accelerato. È infine sviluppata un’analisi statistica sui valori caratteristici sperimentalmente determinati per le aggiunte, come termine di riferimento utile alla definizione di possibili valori prescrittivi in future attività normative.