Cemento Idraulico Espansivo a Presa Rapida: Caratteristiche e Utilizzo
Il cemento idraulico espansivo a presa rapida è un materiale da costruzione che trova largo impiego in diversi ambiti dell'edilizia moderna. Si tratta di una malta speciale caratterizzata da proprietà uniche che la rendono particolarmente adatta per interventi rapidi e duraturi.
Cos'è la Malta Cementizia
Si definisce malta cementizia la miscela di leganti inorganici, aggregati fini, acqua ed eventuali additivi organici e/o inorganici, in proporzioni tali da conferire alla miscela adeguate caratteristiche. Essa si differenzia dai calcestruzzi per la sola assenza della componente granulometrica di maggior pezzatura. Per la maggiore area superficiale offerta dagli aggregati, le malte devono avere un contenuto di legante, rispetto al calcestruzzo, maggiore.
Dalla Tradizione all'Industria: L'Evoluzione delle Malte
Dall’iniziale miscela di leganti (calce aerea e/o idraulica), aggregati e acqua, direttamente preparata in cantiere mediante lavorazione manuale in cui, per ottenere un prodotto di buone caratteristiche, molto era dovuto all’esperienza dell’addetto alla preparazione, si è giunti alle attuali confezioni premiscelate in stabilimento. Queste ultime sono pronte all’uso con la sola aggiunta dell’acqua d’impasto e garantite, a priori, di qualità standard, secondo i principi della produzione industriale.
Le tecnologie di preparazione delle malte offrono elevate garanzie per quanto attiene le caratteristiche prestazionali. Tuttavia, decisive per la qualità finale dei manufatti, sono ancora le tecniche di lavorazione in cantiere.
Per le malte premiscelate e confezionate in sacchi, è il dosaggio dell’acqua, effettuato in cantiere, l’operazione cruciale che influisce sul livello prestazionale. Un eccesso di acqua d’impasto genera una malta soggetta a ritiro e penalizzazione delle caratteristiche di resistenza, mentre una malta con poca acqua d’impasto è di difficile lavorazione.
In entrambi i casi, poi, le malte in opera possono essere danneggiate se non sono previste le influenze delle condizioni ambientali (temperatura e umidità relativa) in cui avviene l’indurimento.
Tipologie di Malta e Loro Impiego
Le malte sono sempre addittivate, allo scopo di modificarne alcune proprietà allo stato fresco e/o allo stato indurito.
- Malte per murature: possono essere impiegate tutte le malte elencate in precedenza.
- Malte per sottofondi: per pavimenti realizzabili con elementi rigidi (piastrelle) si usano, in genere, malte composite, con prevalenza di malte costituite da calce aerea e calce idraulica.
- Malte speciali: a ritiro controllato, anticorrosive, espansive, a presa rapida.
Intonaco: Protezione e Finitura delle Murature
L’intonaco è uno strato di rivestimento protettivo delle murature. L’intonaco è costituito da una malta che forma un rivestimento compatto e sottile sulla muratura. Il primo strato, a contatto con la muratura, è il rinzaffo (detto anche intonaco rustico): esso forma la struttura portante in aderenza alla muratura ed è regolarizzato, ma non completamente rifinito.
Il secondo strato è la stabilitura, o arricciatura o intonaco civile. Esso ha la funzione di rifinire l’opera e permettere l’applicazione di uno strato protettivo.
Caratteristiche e Composizione degli Intonaci
In un edificio, per creare un ambiente sano e confortevole, dal punto di vista dell’abitabilità, è necessario che i valori di umidità e di qualità dell’aria al suo interno siano contenuti entro determinati valori. Un intonaco a completa base cementizia ha una scarsa traspirabilità e, quindi, scambierà poca aria con l’ambiente esterno. L’aria, all’interno degli ambienti, risulterà in breve tempo “viziata”.
Inoltre, il vapore che è prodotto dalle persone, se non ha la possibilità di scaricarsi all’esterno, si condenserà sulle pareti, con conseguenti fenomeni di presenza di superfici bagnate e di eccesso di umidità all’interno.
Per evitare questi inconvenienti, è necessario che tutto l’edificio abbia la possibilità di “respirare” e di interagire con l’ambiente esterno. Quindi il materiale che costituisce la tamponatura delle varie sezioni abitabili dell’edificio deve essere traspirante, caratteristica legata alla porosità della malta.
Un intonaco a calce possiede una porosità ben superiore a quella di un intonaco cementizio. Per la composizione di una malta da intonaco a base di calce, il rapporto volumetrico fra aggregato e legante può oscillare tra valori che vanno da 2 a 3 parti di aggregato a 1 parte di legante.
Le malte a base di calci idrauliche, a differenza delle malte a base di cemento, presentano una notevole porosità. Ne deriva la capacità di costituire un polmone igrometrico che è determinante per lo scambio di vapore ed aria con l’esterno.
La calce idraulica, inoltre, a differenza del cemento, è dotata di un’elevata plasticità che le è conferita dalla presenza della calce al suo interno. Questo tipo di intonaco presenta una notevole resistenza ed una bassa porosità, con conseguente impermeabilità al vapore.
Per evitare rischi di fessurazioni, in questo tipo di intonaco è opportuno che il dosaggio di cemento diminuisca progressivamente nell’applicazione dei diversi strati, dall’interno verso l’esterno. L’intonaco di finitura, il più delle volte, è costituito da malte a base di leganti polimerici.
Tali superfici di finitura conferiscono all’intonaco una protezione compatta, il che è soddisfacente rispetto all’impermeabilizzazione delle strutture. L’intonaco a base di sola calce presenta bassa resistenza meccanica, tempi di indurimento piuttosto lunghi. Questi inconvenienti possono essere eliminati o attenuati con l’aggiunta moderata di leganti idraulici.
Un altro tipo di malta composta è ottenuto aggiungendo una piccola quantità di calce idrata alla malta cementizia. Per il rinzaffo spesso si adopera una malta mista di calce idraulica e di grassello, mescolati nelle proporzioni di 1:1, mentre per l’arriccio, a un volume di legante idraulico sono mescolati 2-3 parti di calce grassa.
Tali intonaci sono composti da leganti aerei o idraulici, additivi aeranti e aggregati. Questi ultimi sono costituiti, oltre che da una sabbia naturale, da aggregati leggeri quali perle espanse di polistirolo e/o aggregati naturali espansi.
Per la protezione completa delle strutture dell’edificio dalle fiamme, esistono appositi prodotti di rivestimento. La funzione del rivestimento protettivo antincendio è, soprattutto, quella di incrementare la resistenza al fuoco intrinseca degli elementi. In genere, essi contengono materiali che rallentano la propagazione del calore dell’incendio verso il supporto.
Problematiche Comuni: Fessurazioni e Umidità
Gli intonaci sono soggetti a fessurazione dovuta al ritiro in fase plastica delle miscele fresche. L’obiettivo da perseguire è quello di evitare che le fessurazioni interessino l’intero spessore dei manufatti. Questi, infatti, sarebbero compromessi già prima di iniziare la propria vita di servizio. Un efficace prodotto antifessurazione intercetta la fessura non appena si comincia a formare, in corrispondenza della superficie del manufatto.
Per limitare l’apertura delle fessure, si inseriscono negli intonaci, così come nei massetti di posa dei pavimenti, armature in forma di reti. L’armatura non svolge funzioni statiche ma solo di “cucitura” delle fessure stesse.
La presenza di acqua all’interno e all’esterno della costruzione costituisce uno dei fattori scatenanti di molte patologie di degrado. Va tenuto presente, in ogni caso, che la presenza di acqua nell’edificio può essere controllata e contenuta, ma mai del tutto eliminata. Queste cause difficilmente si presentano da sole.
La costruzione entra in contatto diretto e costante con il terreno attraverso le strutture di fondazione. Attraverso queste ultime, grazie al fenomeno di risalita capillare, l’acqua penetra nelle strutture di elevazione con un percorso che procede dal basso verso l’alto. Il fenomeno fisico della capillarità ha origine dalle forze di adesione che si stabiliscono in un “tubicino”, di dimensioni ridotte (capillare), tra il liquido in esso contenuto e le pareti del capillare stesso. L’altezza massima di risalita capillare dipende dalla dimensione dei pori del materiale con cui è realizzata la muratura.
Il risanamento delle murature interessate da questo degrado deve prevedere l’incremento dell’evaporazione dell’acqua dalle murature verso l’ambiente esterno e l’eliminazione o la riduzione del flusso di acqua che risale dal terreno. L’impiego di intonaci macroporosi consente di facilitare, grazie all’elevata porosità, l’evaporazione dell’umidità dal muro verso l’ambiente esterno. Non si elimina la risalita capillare di acqua nella muratura (soluzione possibile con la realizzazione di vespai o intercapedini oppure con barriere chimiche), ma si favorisce lo smaltimento dell’umidità, soprattutto, nei periodi di stagione calda e secca. L’impiego degli intonaci macroporosi da una parte consente un facile smaltimento dell’umidità di risalita ma, dall’altra, non può impedire l’ingresso dell’acqua piovana nella muratura.
Malte Speciali: Ripristino e Ancoraggio
La malta idraulica composta di cemento, aggregati e additivo superfluidificante. Talvolta è presente anche un agente espansivo. Possono essere fibrorinforzate, a presa e indurimento rapido, a comportamento tixotropico. Alcune versioni sono formulate con prodotti elastomerici che garantiscono alla malta notevole flessibilità in opera. Si utilizza nella ristrutturazione di calcestruzzi ammalorati. Il prodotto svolge azione anticorrosiva sui ferri e di strato di aggrappaggio, sul preesistente calcestruzzo, per i successivi trattamenti nel ripristino volumetrico.
La malta è costituita da cemento, inibitori di corrosione, resine e additivi. Per favorire un’applicazione uniforme sui ferri, la malta è stesa a pennello su tutti gli elementi metallici. Malta costituita da cemento, aggregati fini, additivi riduttori di acqua e additivi idrofughi. In molti casi si tratta di additivi polifunzionali o di miscele studiate per ottenere particolari prestazioni in termini di impermeabilità all’acqua, resistenza agli agenti chimici, adesività al supporto, compattezza finale.
Malta idraulica tradizionale, con aggiunta di agente espansivo e di superfluidificante, utilizzata per ancoraggi nel calcestruzzo di macchinari, strutture metalliche prefabbricate, macchine utensili. Questa malta consente di realizzare conglomerati capaci di compensare sia il ritiro plastico sia il ritiro idraulico. È anche utilizzata per eseguire, mediante iniezione, riempimenti di cavità, fessure in calcestruzzo, rocce, murature.
Il componente che conferisce alla malta l’espansione è l’agente espansivo, presente in percentuali variabili. Sono oggi disponibili sul mercato malte a presa rapida o medio-rapida. Al di là delle differenze che possono contraddistinguere i diversi prodotti oggi in commercio, il componente principale è il legante composto da miscele di cemento portland e cemento alluminoso.
Sono caratterizzati da tempi di presa molto brevi e prestazioni iniziali elevate, già nell’arco di poche decine di minuti. L’utilizzo delle malte a presa rapida va dal fissaggio di elementi metallici agli interventi di ripristino. È a base cementizia, con aggiunte di alcali che accelerano la presa e l’indurimento.
Malta adesiva, mono o bicomponente, costituita da aggregati a granulometria fine, cementi e polimeri sintetici. Nella versione autolivellante è utilizzabile per la finitura di massetti orizzontali e la successiva posa di pavimenti.
Esempio di Malta Espansiva: Mapefill R
Mapefill R è una malta premiscelata in polvere composta da cementi ad alta resistenza, aggregati selezionati e speciali additivi tra cui un agente espansivo secondo una formulazione sviluppata nei Laboratori di Ricerca MAPEI. Mapefill R impastato con acqua si trasforma in una malta fluida esente da segregazioni capace di scorrere anche in spazi di conformazione intricata.
Mapefill R, grazie a un particolare agente espansivo, è caratterizzato da una totale assenza di ritiro sia in fase plastica (Norma ASTM 940) che in fase indurita (Norma UNI 8147) e sviluppa elevatissime resistenze a flessione e compressione, anche a breve scadenza.
Altri Componenti e Prodotti Utilizzati
Cemento portland, la cui produzione si avvale di oltre un secolo di esperienza in Italia e all’estero. Solfato di calcio viene utilizzato sia nella forma anidra (anidrite) che idrata (gesso) per stabilizzare e regolare il comportamento del materiale in fase di idratazione.
Si tratta di una massa applicata a caldo costituita da bitume, ghiaietta, sabbia e filler. Il massetto è posto in opera a una temperatura di 180-220 °C nello spessore di 2-3 cm.
Cemento Next di Buzzi Unicem
Edilizia - Legante appartenente alla linea di prodotti Next di Buzzi Unicem a base di clinker solfoalluminato, caratterizzato da ridotto impatto ambientale, rapidissimo sviluppo delle resistenze, stabilità dimensionale nella fase di indurimento, buona resistenza alle sostanze solfatiche e colorazione tendente al grigio chiaro.
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