La pozzolana Hess elimina la reazione alcali-silice (ASR) con costi irrisori

Questo titolo è impressionante. Ma è confermato dalle ricerche basate sugli standard ASTM, i cui dati confermano definitivamente che la pozzolana standard Hess (pozzolana di pomice naturale raffinata) mitiga o elimina del tutto la reazione alcali-silice (ASR) nel calcestruzzo in fase di maturazione, anche in presenza degli aggregati maggiormente reattivi. I costi sono davvero irrisori? Si, se si considera la differenza tra il risparmio ottenuto dal minore uso di cemento Portland e il costo della pozzolana HessPozz sostitutiva.

Perché la pozzolana di pomice elimina le reazione ASR

La spiegazione scientifica della stupefacente reazione indotta dalla pozzolana di pomice è la seguente: il risultato dell'idratazione del cemento Portland è la creazione di una massa gelatinosa, costituita principalmente da silicati idrati di calcio quasi amorfo (CSH), che lega gli aggregati. Tuttavia la stessa reazione di idratazione produce anche idrossido di calcio (CH) in percentuali che possono raggiungere anche il 25% del cemento Portland idratato; questo sottoprodotto non solo non contribuisce alla densità e alla resistenza del calcestruzzo, ma anzi ne danneggia queste caratteristiche, introducendo problemi come la reazione alcali-silice, particolarmente dannosa per l'integrità e altri possibili danni a lungo termine collegati alla porosità indotta dall'idrossido di calcio.

Sostituire una parte del cemento Portland con la pozzolana di pomice naturale, fa sì che avvenga una reazione, nella pasta di calcestruzzo idratato, che consuma il problematico idrossido di calcio e lo converte in silicato idrato (CSH). La pozzolana riduce inoltre il contenuto di alcali della miscela di calcestruzzo, nonché il pH della soluzione porosa del calcestruzzo.

Immaginate un processo di bonifica a livello molecolare: il calcestruzzo si addensa e si rinforza mentre l'idrossido di calcio viene consumato e riutilizzato. La reazione ASR viene azzerata.

Inoltre, una significativa riduzione della permeabilità (porosità) del calcestruzzo comporta anche una mitigazione degli attacchi da solfati e cloruri. Anche l'acciaio di armatura è maggiormente protetto senza bisogno di aumentare lo spessore della copertura di calcestruzzo. Viene impedito il ciclo congelamento-scongelamento delle infiltrazioni d'acqua. L'efflorescenza è praticamente eliminata. La resistenza alla compressione migliora in modo sostanziale.

Vantaggi su vantaggi. Struttura dopo struttura. Chilometro dopo chilometro.

La reazione alcali-silice in breve

Non c'è nulla di semplice in una reazione alcali-silice. Nonostante i gravi danni che comporta per le infrastrutture del pianeta, gli anni di studi, gli standard di collaudo e le raccomandazioni preventive, il meccanismo alla base della creazione del silicato gelatinoso capace di rigonfiarsi e creare problemi continua a sottrarsi a una chiara comprensione.

In linea di massima, i danni da ASR sono riconducibili a tre componenti fondamentali: silice reattiva (presente negli aggregati), alcali (in gran parte provenienti dal cemento Portland) e umidità. Quando i tre elementi sono presenti in quantità sufficiente, formano una sostanza gelatinosa che si imbeve di acqua e aumenta progressivamente di volume, entro e attorno agli aggregati, frantumando il calcestruzzo dall'interno. Ben prima che le fratture sintomatiche diventino visibili nella struttura di calcestruzzo, l'integrità della stessa a livello di microparticelle è già stata rovinata.

La reazione ASR si può prevenire eliminando uno dei tre elementi che la provocano e la cosa da fare sarebbe evitare l'uso di aggregati reattivi. Purtroppo questo non è semplice come sembrerebbe. Anche se gli aggregati possono essere classificati in genere come reattivi o non reattivi, non tutti gli aggregati silicei sono soggetti alla reazione ASR e non tutti quelli descritti o classificati come non reattivi sono del tutto immuni dalla reazione ASR. Sono troppi i fattori in gioco: mineralogia degli aggregati, grado di cristallinità, solubilità.

Invece di affrontare tutta una serie di dubbi irrisolti, un progettista potrebbe scegliere di utilizzare un materiale cementizio supplementare (SCM), come la pozzolana di pomice Hess. Le ceneri volanti sono meno costose, certo, ma la loro reale efficacia è un terno al lotto (si veda Pozzolana di pomice invece delle ceneri volanti più sotto). Le prove di laboratorio eseguite utilizzando rottami di vetro altamente reattivi hanno dimostrato che la scelta della pozzolana HessPozz come materiale SCM mitigante, arresta la reazione alcali-silice, anche quando utilizzata in dosi ridotte, sostituendo anche solo il 20% del cemento Portland.

Pozzolana di pomice come alternativa alle ceneri volanti

Sebbene le ceneri volanti possano avere un effetto mitigante sulla reazione alcali-silice, è critico utilizzare le ceneri volanti giuste. Poiché le ceneri volanti sono un sottoprodotto della combustione del carbone, la reale qualità del materiale varia notevolmente.

Da un rapporto della U. S. Federal Highway Adminstration (FHWA-RD-03-047): "Probabilmente il parametro più importante che influisce sulla capacità delle ceneri volanti di controllare lo sviluppo della reazione alcali-silice è il contenuto percentuale di ossido di calcio (CaO) delle ceneri. Più precisamente, ceneri volanti a basso tenore di ossido di calcio producono una struttura di silicato idrato (C-S-H) con un rapporto calcio-silicio più basso, che influisce sulla superficie negativa e quindi sull'assorbimento dei cationi, in particolare degli alcali. Inoltre, le ceneri a basso contenuto di calcio sono più efficaci nel controllare la reazione ASR perché gli alcali contenuti nella cenere in genere non sono disponibili per la soluzione porosa, mentre le ceneri ad alto contenuto di calcio tendono a rendere i propri alcali più facilmente disponibili. Anche se le ceneri maggiormente calcaree possono comunque essere utilizzate per contrastare la reazione ASR, può essere necessario utilizzarne dosaggi molto elevati, in particolare in presenza di aggregati altamente reattivi".

La pozzolana Hess Pozz/ASR Miti•Gator™ non ha questa varianza delle prestazioni. Lavora sempre in modo costante e prevedibile. Non richiede prove particolari per determinare il risultato che si otterrà o la quantità da utilizzare.

Granulometrie della pozzolana Hess

Hess offre pozzolana in due granulometrie. Hess StandardPozz (DS-325) e Hess UltraPozz (NCS-3). La pozzolana con granulometria DS-325 viene venduta anche con etichetta ASR Miti•Gator™.

Come scegliere l'una o l'altra? Per applicazioni di fascia alta (solitamente prefabbricati) UltraPozz garantisce i risultati migliori sotto ogni aspetto delle prestazioni del calcestruzzo. La pozzolana Standard è la soluzione più adatta ad applicazioni su larga scala: infrastrutture, strade, edifici.

Hess Standard Pozz DS-325 Hess UltraPozz NCS-3
Dx Dimensioni micron Dx Dimensioni micron
D50 14-16 D50 2-4
logo hess pozz Logo ASR MitiGatorTM

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La nostra vasta competenza logistica ci permette di spedire la pozzolana di pomice in qualunque parte del pianeta: imballata in sacchi da 44 libbre/20kg o in sacconi da 1 tonnellata, o sfusa in vetture ferroviarie o camion.

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Conosciamo bene la pozzolana di pomice. Saremo lieti di poter rispondere alle vostre domande, fornirvi dati tecnici sulle prove condotte oppure un campione prova. Qualsiasi cosa di cui abbiate bisogno.

•VENDITE: Per informazioni su disponibilità, granulometria, logistica, prezzi... contattare Mike Hess Jr., Sales Manager, interno 147 o all'indirizzo e-mail salesmgr@hesspumice.com

•RICERCA: Forse state valutando le possibilità e pensate che la pozzolana di pomice possa fare al caso vostro, ma vorreste visionare i dati della ricerca esistente, magari per fare direttamente qualche prova; in tal caso, vi invitiamo a contattare Brian Jeppsen, Vice Presidente Ricerca e Sviluppo, al (208) 766-4777 x111 o all'indirizzo e-mail: rd@hesspumice.com

ELENCO PAGINA

Azzera la reazione ASR anche in presenza degli aggregati più reattivi.

Hess UltraPozz BiancaPolvere Hess UltraPozz

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Fratturazione ASR in pilastri di calcestruzzoCalcestruzzo frantumato dall'interno dalla reazione ASR

I tipici danni da reazione ASR nel calcestruzzo non vincolato producono la classica fessurazione a carta geografica.
[Foto di danni da ASR tratte da www.fhwa.dot.gov]

Microfotografia di frattura ASR nel calcestruzzo.

Microfotografia di una sezione di un blocco di calcestruzzo in cui sono evidenti le fratture e i segni scuri delle linee di reazione attorno alla particelle di aggregati reattivi.
[Microfotografia di danni da ASR tratta da www.fhwa.dot.gov]

Controllare la reazione alcali-silice con ASR MitiGator - sito Web
Moltissime informazioni sulla reazione alcali-silice e su come il cemento mescolato con pomice può mitigare gli effetti della reazione ASR sono disponibili nel sito WebASRmitigator.com.
Sito web Hess Pozz
Informazioni dettagliate su HessPozz sono disponibili sul sito web HessPozz.com.208.766-4777  •  Malad City, Idaho 83252
sales@hesspumice.com
HESS POZZ e HESS ULTRAPOZZ
ASR MITI•GATOR™ (AZZERA LA REAZIONE ALCALI_SILICE NEL CALCESTRUZZO)
MALTA CEMENTIZIA POZZOLANICA FINISSIMA
HESS PERLITE
HESS ’PONICS (SUBSTRATI IN POMICE)
LIMESTRONG (MALTE & INTONACI)
COS'È LA POMICE