Additivo MICRO-PROOF come promotore dell’autocicatrizzazione (SELF-HEALING) del calcestruzzo

MICRO-PROOF è un additivo in polvere ad azione cristallizzante che rappresenta un’innovazione fondamentale per chi cerca un calcestruzzo impermeabile di alta qualità. Quando viene introdotto nel calcestruzzo al momento del suo confezionamento, questo additivo cristallizzante è in grado di ridurne significativamente la porosità e di esaltarne la capacità autocicatrizzante (Figura 1). In presenza di acqua, anche in forma di umidità nell’aria, le particelle di MICRO-PROOF si trasformano in cristalli insolubili che, saturando la fessura, la sigillano (Figura 1), garantendo così un’eccezionale durabilità del calcestruzzo.

FIG 1 – Schematizzazione del fenomeno di autoriparazione delle fessure (self-healing) favorito dall’additivo MICRO-PROOF uniformemente distribuito nella matrice cementizia (rappresentato dai piccoli esagoni gialli) che cristallizza all’interno della fessura. 

Test scientifici sull’efficacia dell’additivo per calcestruzzo impermeabile 

General Admixtures ha recentemente condotto una serie di sperimentazioni per evidenziare l’efficacia di MICRO-PROOF come additivo impermeabilizzante per calcestruzzo attraverso la stimolazione e amplificazione dell’effetto di self-healing. A tale proposito, sono stati confezionati calcestruzzi con diverso rapporto acqua/cemento (e quindi con diversa porosità intrinseca) ed additivati con differenti dosaggi (riferiti al peso di cemento) di MICRO-PROOF (Tabella 1).

Tab. 1 – Mix-design dei calcestruzzi confezionati per le prove. 

Per dimostrare l’efficacia di questo additivo nel produrre un calcestruzzo impermeabile di alta qualità, si è volutamente scelto di confezionare un calcestruzzo poco prestazionale e con porosità più elevata (Mix-Design 1), sia uno più prestazionale e con un rapporto acqua/cemento inferiore a 0,5 (Mix-Design 2), consigliato per manifestare un self-healing efficace.

I provini realizzati sono stati stagionati sia all’aria (condizione svantaggiosa per la cristallizzazione dell’additivo, a causa della ridotta umidità) sia in condizioni di cicli asciutto/bagnato (condizione, viceversa, vantaggiosa per la maggiore umidità). 

Processo per la riparazione delle fessure nel calcestruzzo 

La prova di valutazione dell’efficacia dell’additivo è consistita nel misurare, in corrispondenza di diversi tempi di stagionatura, il tempo (di seguito chiamato “di efflusso”) impiegato da una quantità nota di acqua ad attraversare una fessura (controllata) precedentemente indotta in specifici provini. 

Due sono le tipologie di provini preparati allo scopo: uno con forma cubica di lato 150 mm (Figura 2), l’altro con forma prismatica di dimensioni 500 x 100 x 100 mm (Figura 3). 

La preparazione dei provini, come mostrato in Figura 2, si può riassumere nei seguenti punti: 

• Indurre una fessurazione “controllata” sui provini, senza causare il distacco. 
• Sigillare con una resina epossidica i provini fessurati su due lati opposti, lasciando quindi liberi gli altri due lati fessurati, in modo tale da creare un percorso unico per l’acqua. 
• Incollare, sempre con la resina, un tubo in PVC su uno dei due lati liberi, che possa contenere un litro di acqua. 

FIG 2 – Provino cubico sottoposto a fessurazione e preparato prima della prova di efflusso. 

FIG 3 – Esempio di una prova di efflusso su provino prismatico pre-fessurato. 

Risultati sull’additivo per calcestruzzo impermeabile

I test hanno dimostrato l’eccezionale capacità di ottenere un cemento impermeabile efficace. In Figura 4 si può infatti osservare l’effetto dell’additivo MICRO-PROOF, utilizzato a dosaggi differenti, sulla capacità di self-healing di calcestruzzi con rapporto a/c=0,48, maturato con cicli di asciutto/bagnato (condizioni vantaggiose), per 120 giorni: 

• Calcestruzzo ordinario (senza additivo): incremento di 13 minuti 
• Calcestruzzo con 1% di MICRO-PROOF: incremento di 33 minuti (2,5 volte il riferimento) 
• Calcestruzzo con 1,5% di MICRO-PROOF: incremento di 53 minuti (4 volte il riferimento) 

Non solo la presenza dell’additivo MICRO-PROOF “stimola” e favorisce il fenomeno del self-healing, ma è evidente che l’efficacia di tale azione aumenta all’aumentare del dosaggio di additivo.

FIG 4 – risultati self-healing per provini prismatici di calcestruzzo con rapporto a/c = 0,48.

Prestazioni superiori anche in condizioni sfavorevoli 

In Figura 5, sono riportati i risultati delle prove di efflusso condotte su provini di calcestruzzo (rapporto a/c=0.60) maturati all’aria (condizioni sfavorevoli) per 120 giorni: 

• Calcestruzzo ordinario: incremento di 3 minuti 
• Calcestruzzo con 1% di MICRO-PROOF: incremento di 35 minuti 
• Calcestruzzo con 1,5% di MICRO-PROOF: incremento di 45 minuti (in 80 giorni) 

L’introduzione di questo additivo permeabilizzante ha favorito, pur in condizioni non favorevoli di ridotta umidità, il fenomeno di auto-riparazione della fessura. Questi risultati molto soddisfacenti confermano la possibilità di ottenere un cemento impermeabile anche in materiali poco prestazionali e in condizioni di operatività svantaggiose (ridotta umidità). 

FIG 5 – Risultati self-healing per provini cubici di calcestruzzo con rapporto a/c = 0,6.

L’efficacia del calcestruzzo impermeabile con MICRO-PROOF 

La sperimentazione condotta ha confermato che MICRO-PROOF rappresenta una soluzione all’avanguardia per realizzare un calcestruzzo impermeabile dalle prestazioni durature. La riduzione dell’ampiezza delle fessure è stata stimolata in calcestruzzi a diversa porosità intrinseca (a/c =0,48 e a/c=0,6), ed in entrambi i casi i risultati sono stati molto soddisfacenti. Nell’ambito dell’intervallo di dosaggio testato (1 — 1,5% sul peso di cemento), è stato evidenziato come l’effetto benefico dell’additivo aumenti all’aumentare del dosaggio. 

Per approfondire ulteriormente l’argomento, ti invitiamo a leggere l’articolo pubblicato su Ingenio.