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IL BLEEDING NEL CALCESTRUZZO

Il bleeding (dall'inglese to bleed - essudare) o essudazione del calcestruzzo è un aspetto particolare della segregazione del calcestruzzo.

7.4.1 IL BLEEDING NEI PAVIMENTI IN CALCESTRUZZO


La raccolta d’acqua sulla superficie a vista di un pavimento comporta l’instaurarsi di un rapporto acqua/cemento eccessivo – e quindi di una bassa prestazione meccanica – proprio sulla parte del manufatto maggiormente esposta alle sollecitazioni meccaniche, fisiche e chimiche in servizio: abrasioni, urti, esposizione agli agenti atmosferici (pioggia, aria, ghiaccio, ecc.) Questa considerazione ha portato in passato all’impiego di calcestruzzi asciutti per la produzione dei pavimenti proprio per prevenire alla radice il fenomeno del bleeding. Successivamente, a metà degli anni ‘50 si è sviluppata la tecnologia dei getti in calcestruzzo fluido (molto più semplice da mettere in opera) rinforzati superficialmente con uno “spolvero” contenente cemento e quarzo (o anche corindone o limatura di ferro) asciutti. L’applicazione dello “spolvero”, ed in particolare del cemento, sulla superficie del calcestruzzo in fase di presa ma non ancora indurito, ha proprio la funzione di rimediare agli inconvenienti provocati dal bleeding. L’apporto di cemento ristabilisce (proprio sulla superficie del pavimento) un rapporto acqua/cemento più basso ed elimina, quindi, gli inconvenienti connessi con le scarse prestazioni meccaniche e di inadeguata durabilità provocate dal bleeding sulla superficie del pavimento. D’altra parte, la presenza di un inerte rigido (come il quarzo ed il corindone) o duttile (come il ferro) rende lo strato corticale resistente rispettivamente all’abrasione o all’urto. La corretta applicazione dello “spolvero” richiede, però, che esso venga incorporato monoliticamente al sottostante getto in calcestruzzo. Questo risultato viene conseguito mediante frattazzatura meccanica dello strato superficiale dopo l’applicazione dello “spolvero” entro un intervallo di tempo critico: infatti, se la frattazzatura viene eseguita tardivamente, quando il substrato in calcestruzzo è ormai indurito, si rischia di non poter incorporare monoliticamente lo “spolvero” superficiale al calcestruzzo; se, d’altra parte, lo “spolvero” viene applicato e frattazzato prematuramente, quando il bleeding non si è ancora esaurito, la risalita d’acqua viene bloccata al di sotto dello strato corticale densificato per effetto della frattazzatura. Ciò provoca la formazione di una sorta di lente d’acqua – più o meno diffusa – al di sotto dello strato di “spolvero” indurito (Fig. 7.5). Con il tempo, a seguito dell’evaporazione o dell’assorbimento dell’acqua da parte del circostante materiale, si viene a creare un vuoto proprio al di sotto dello strato densificato superficiale che risulta così destinato al distacco (“scartellamento” dello spolvero), come è mostrato in Fig. 7.6.

Fig. 7.5 – Risalita di acqua che rimane intrappolata al di sotto dello strato corticale per l’applicazione prematura dello “spolvero”


Fig. 7.6 – Scartellamento dello strato corticale di un pavimento (a sinistra) a causa di una prematura applicazione dello spolvero su un calcestruzzo ancora in fase di bleeding. In caso di gelate immediatamente successive all’applicazione dello “spolvero”, l’acqua di bleeding bloccata sotto lo strato corticale densificato può ghiacciare ed espandere provocando la distruzione del pavimento in superficie.


7.4.2 IL BLEEDING E L’ADESIONE FERRO-CLS


L’acqua che risale per effetto del bleeding può trovare lungo il suo cammino verticale una serie di ostacoli: i ferri di armatura e gli aggregati lapidei. In particolare, se parte dell’acqua di bleeding rimane intrappolata al di sotto dei ferri di armatura disposti ortogonalmente rispetto alla direzione di risalita, si riduce la superficie di contatto tra ferri di armatura e calcestruzzo (Fig. 7.7). In seguito, per l’evaporazione e la migrazione di quest’acqua, si crea di fatto un vuoto che corre lungo i ferri disposti orizzontalmente. Conseguentemente, sia l’aderenza tra ferro e calcestruzzo può essere ridotta, sia la protezione dalla corrosione delle armature metalliche (§ 10.2) può essere compromessa per il facile accesso degli agenti aggressivi (aria e umidità).

Fig. 7.7 – L’acqua di bleeding che, nella sua risalita, rimane intrappolata sotto le barre di armatura riduce l’area di adesione tra ferro e calcestruzzo


7.4.3 LA RIPRESA DI GETTO


Se il volume di calcestruzzo da gettare è considerevole, si ricorre alla stesura di più strati di calcestruzzo. In questo caso, se il bleeding è eccessivo esiste il rischio di penalizzare il giunto adesivo in corrispondenza della ripresa di getto (Fig. 7.8). Per evitare questo inconveniente è necessario vibrare il calcestruzzo subito dopo l’applicazione del secondo strato in corrispondenza della ripresa di getto per fornire una più omogenea distribuzione dell’acqua.

Fig. 7.8 – Ripresa di getto (“fresco su fresco”) con acqua di bleeding proveniente dal primo strato di calcestruzzo


7.4.4 IL BLEEDING E LA ZONA DI TRANSIZIONE


La zona di transizione (§ 17.3) è quella parte della pasta cementizia (spessa qualche ?m o decina di ?m) che si trova a diretto contatto con l’aggregato lapideo. La zona di transizione è più porosa della matrice cementizia adiacente. Il principale contributo alla porosità della zona di transizione proviene dall’acqua di bleeding che, durante la risalita, rimane parzialmente intrappolata sottogli aggregati lapidei più grossi.L’indebolimento della zona di transizione assume una particolare importanza pratica nella produzione di calcestruzzi ad alta ed altissima resistenza meccanica(§ 17.4). Infatti, in questi casi si riduce il rapporto acqua-cemento a valori bassissimi (0,30-0,40) per conseguire una microstruttura della matrice cementizia paragonabile a quella dell’aggregato lapideo. Se, però, la zona di transizione rimane porosa per effetto del bleeding, essa diventa l’anello debole della catena: la rottura del calcestruzzo avviene, localizzata nella zona di transizione,senza che si possa trarre completo giovamento da una diminuzione nel rapporto acqua-cemento.


7.5 COME RIDURRE IL BLEEDING E LA SEGREGAZIONE NEL CALCESTRUZZO


Solo una parte dei fattori già menzionati per governare il bleeding delle paste cementizie, può essere presa in considerazione per tenere sotto controllo l’insorgere del bleeding nel calcestruzzo e le conseguenze negative sopra riportate. In particolare non può essere utilizzato un miscelatore ad alto sforzo di taglio, che è invece impiegabile per le boiacche cementizie. Nè è possibile utilizzare la bentonite (che ridurrebbe l’aderenza tra matrice cementizia ed aggregati grossi) e gli additivi acceleranti di presa per le difficoltà che si introdurrebbero in fase di trasporto e di getto. Sono invece largamente utilizzati, per produrre calcestruzzi con bleeding ridotto, il fumo di silice, i fluidificanti ed i superfluidificanti per ridurre l’acqua di impasto, e gli aeranti laddove si richiede anche un calcestruzzo resistente al ghiaccio. Ma i fattori predominanti per controllare il bleeding del calcestruzzo sono il dosaggio di cemento e la combinazione degli aggregati per realizzare un assortimento granulometrico ottimale secondo Fuller o Bolomey (§ 4.3.1.3). Occorre ricordare un altro aspetto complementare al bleeding che assume un’importanza rilevante nel calcestruzzo, mentre è nulla nelle paste e trascurabile nelle malte: la sedimentazione sul fondo degli aggregati lapidei più grossi. L’insieme dei due fenomeni – sedimentazione degli aggregati lapidei ed il bleeding dell’acqua – prende il nome di segregazione del calcestruzzo (Fig. 7.9). La segregazione è accentuata da una carenza di cemento e da un mancato assortimento granulometrico, in particolare da una carenza di parti fini nell’aggregato (Fig. 7.10). Laddove si manifesta la segregazione occorre intervenire nell’aumentare il dosaggio di cemento e la frazione di sabbia fi ne. Molto spesso, si ricorre alla utilizzazione di cenere volante (Fig. 2.3) o di calcare macinato (che posseggono una funzione paragonabile a quella del cemento, cioè l’aumento di parti fini) proprio per correggere i difetti della segregazione senza necessariamente impiegare più cemento (che farebbe aumentare il calore di idratazione: § 14.5) o sabbie fini non sempre disponibili.

Fig. 7.9 – Schematizzazione della segregazione nella sezione di un calcestruzzo: bleeding sulla sommità e sedimentazione degli inerti grossi sul fondo (M. Collepardi, “Scienza e tecnologia del calcestruzzo”, 3ª Ed., Hoepli, Milano, 1991).


Fig. 7.10 – Calcestruzzo fresco segregato con acqua di bleeding sulla periferia Quest’approccio alla soluzione del problema segregazione-bleeding viene spesso adottato soprattutto per poter pompare calcestruzzi magri (“magroni”), cioè poveri in cemento in quanto destinati a strutture per le quali non sono richieste resistenze meccaniche elevate.Nei calcestruzzi autocompattanti (Capitolo XVIII) l’assenza di bleeding (Fig. 18.4) è di primaria importanza. Oltre alla cenere volante ed al calcare macinato, utilizzati anche in quantità rilevanti (>100 kg/m3), si possono impiegare fumo di silice (Fig. 2.5) in quantità minori (10-30 kg/m3), o anche la silice colloidale (Fig. 7.4) in quantità molto minore. Bibliografi a consigliata:• Mario Collepardi; “Scienza e Tecnologia del Calcestruzzo”; Terza Edizione; Hoepli; Milano; 1991• P.K. Metha and P. Monteiro; “Concrete Structure, Properties, and Materials”; Second Edition; Prentice-Hall; Englewood Cliffs; New Jersey; USA; 1993• Adam Neville; “Properties of Concrete”; Fourth Edition; Longman Group Limited; Harlow Essex; England; 1995.

Fonte: Encosrl.it




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