La carbonatazione del calcestruzzo

Il calcestruzzo è sicuramente uno dei prodotti più utilizzati quando si parla di cemento armato e in generale prodotti per la realizzazione di strutture portanti per interventi antropici sul territorio.

Che cosa è il calcestruzzo

Esistono molte tipologie di calcestruzzo, con caratteristiche differenti in funzione dell’utilizzo finale ma anche dell’ambiente in cui verrà utilizzato. Questo prodotto infatti è un aggregato di una matrice di origine rocciosa con un legante che può avere una composizione specifica che contiene solitamente CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO e altri composti in percentuali variabili. Il prodotto finale è una miscela di queste sostanze con aggiunta di acqua.

Il processo di carbonatazione

Uno dei “talloni di Achille” di questo prodotto largamente utilizzato nell’edilizia è il processo di carbonatazione, cioè la reazione che avviene tra la CO₂ e i composti di idratazione del cemento. Questa reazione può innescare un processo che porta alla degradazione delle anime di acciaio protette da strati di calcestruzzo, con conseguente indebolimento di tutta la struttura che può portare anche ad un cedimento della stessa.

Sono moltissimi i fattori che possono influenzare il processo di carbonatazione, partendo da quelli ambientali come la temperatura e l’umidità, ma anche la posizione della struttura e molti altri talvolta non prevedibili.

Proprio per queste motivazioni è estremamente importante poter testare le varie tipologie di prodotti in condizioni ambientali tali da poter simulare, in modo più attendibile possibile, l’effetto di questo processo nel tempo.

Come simulare la carbonatazione

Per simulare processi che durano svariati anni i test vengono eseguiti spesso in condizioni accelerate, cioè molto peggiori rispetto a quelle reali. Nel settore del cemento, quindi, sarà estremamente importante poter disporre di camere climatiche che permettano di eseguire test a temperature e umidità  variabili, dove sia possibile avere un ambiente con una quantità di CO₂ stabilita dall’operatore in modo preciso e flessibile.

Le prove di resistenza del calcestruzzo possono essere eseguite in un range di temperature che può variare dai -30°C fino a 50°C, con percentuale di umidità che può variare dal 57% fino ad arrivare al 90%. Queste condizioni possono essere variate durante il ciclo di test, in modo da poter verificare anche l’effetto dello stress termico correlato alle continue variazioni di temperatura ed umidità. Alcuni test in condizioni accelerate arrivano ad essere eseguiti anche a 150°C per lunghi periodi. In tutte queste condizioni operative l’ambiente interno alla camera presenta una percentuale di CO₂ ben definita.

Quali camere di simulazione climatica scegliere?

Le camere climatiche Binder della serie KBF e MKF sono perfettamente idonee per questo tipo di applicazione.

Entrambe le camere climatiche possono essere personalizzate per poter realizzare prove sperimentali su deformabilità a lungo termine di calcestruzzi tramite l’insufflaggio di una % di CO₂ che può variare dal 2 al 10%, che permette di verificare al meglio lo stato di usura e di resistenza del materiale testato.

I test più utilizzati sono i seguenti, entrambi realizzabili con le camere Binder:

• T 20°C ± 2°C con rH 57% ± 3% e CO₂ al 4% ± 0,1
• cicli di T. : da  -30° a 50° con controllo rH fino al 90%

Il range di temperatura delle camere climatiche MKF va da -40°C fino a 180°C con una velocità di variazione di 4.8°C/min sia in salita che in discesa, il range di umidità relativa va dal 10% al 98% .

Le camere di stabilità della serie KBF sono invece state ideate appositamente per realizzare test affidabili a condizioni climatiche costanti, con diversi volumi disponibili: 115L, 240L, 720L e 1020L. Il sistema può essere impostato ad una temperatura che va da 0 a 70°C, con un intervallo di umidità che spazia dal 10 fino all’80% di R.H.

La tecnologia delle camere climatiche Binder

La camera interna è completamente in acciaio inox e dispone del brevetto Binder Apt.Line™ (tecnologia con camera di preriscaldamento a controllo elettronico, che assicura una simulazione realistica e naturale, il mantenimento di una temperatura uniforme e massima omogeneità, grazie al flusso d’aria simmetrico).

La tecnologia Apt.Line™, prevede la presenza di un sistema di circolazione che veicola l’aria da una camera di preriscaldamento verso il vano interno, garantendo temperature e % di umidità ottimali all’interno di tutta la camera. Il flusso d’aria riscaldata o raffreddata, a seconda delle esigenze, arriva orizzontalmente su entrambi i lati nella camera interna, attraverso fessure nelle pareti laterali. Una ventola convoglia l’aria nuovamente nella camera di preriscaldamento e il processo ricomincia da capo. Tale brevetto conferisce l’omogeneità di temperatura migliore della categoria. La Tecnologia di preriscaldamento assicura tempi di recupero rapidi e massima precisione non influenzata dalla temperatura ambientale.

Le camere Binder utilizzano gruppi di umidità precisi e eco sostenibili, così da utilizzare pochissima acqua mantenendola sempre sul punto di ebollizione. La camera è inoltre munita di un dispositivo elettronico per l’umidificazione e la deumidificazione, con sensore di umidità capacitivo e vapore pressurizzato, che impedisce la formazione di condensa. In situazioni di funzionamento continuo, gli umidificatori a vapore Long Life Binder hanno una percentuale di guasti comprovata estremamente bassa, inferiore all’1%, nei primi cinque anni.

Le camere sono dotate di un controller touch screen con programmi memorizzabili di più sezioni ciascuno, per la programmazione di cicli in continuo e la visualizzazione grafica a colori. Sfruttando le molteplici opzioni di programmazione, si ottiene una perfetta interazione tra caldo, freddo e umidità.

Le camere climatiche Binder sono la soluzione ottimale per poter realizzare test ripetibili e garantire l’affidabilità dei risultati