Carbonati di calcio fini in calcestruzzo: come utilizzarli | Articoli

La gamma di prodotti Betocarb® di Omya, a base di carbonato di calcio, è utilizzata nel calcestruzzo per migliorarne densità, lavorabilità, estetica e resistenza, contribuendo alla riduzione delle emissioni di CO2. Grazie alla finezza e purezza, questi filler sono ideali per diverse applicazioni, dalla “terra umida” ai calcestruzzi fluidi, garantendo ottimizzazione dei costi, uniformità estetica e sostenibilità ambientale.

Il carbonato di calcio fine di Omya ha origine da rocce carbonatiche composte da minerali puri, con un processo produttivo che ne mantiene le qualità molto vicine al suo stato originale, e attraverso la macinazione, lavorazione e selezione si ottiene una serie di prodotti fini e ultrafini che vanno a costituire la gamma di prodotti Betocarb^®.

In alcuni Paesi del mondo, l’utilizzo in calcestruzzo di questa tipologia di materiali è regolato da norme locali specifiche – come ad esempio, Francia, Regno Unito, Paesi Bassi, Stati Uniti – mentre più in generale in Europa, rientra nell’ambito della normativa EN 12620. Inoltre, a tal proposito è in corso di preparazione una norma Europea ad hoc (CEN TC 104/WG18) con l’obiettivo di specificare i requisiti per le proprietà chimiche e fisiche del calcare fine da utilizzare come aggiunta in calcestruzzo, malte e boiacche cementizie.

Caratteristiche principali

Come anticipato, la gamma Betocarb® appartiene alla famiglia degli aggregati nella categoria dei filler secondo la EN 12620. Sulla base dell’esperienza dei Paesi nella tabella sottostante, si possono evidenziare alcune caratteristiche principali:

• Prodotto naturale: CaCO₃+MgCO₃ > 90 %;
• Passante al setaccio: 63 μm > 70 %;
• Elevata purezza: valore del blu di metilene < 12 g/kg (o 1,2g/100g) in Europa (EN 12620), < 3 g/kg in Francia (NF P 18-508) per calcestruzzo fluido e autocompattante (SCC);
• Basso contenuto di silice e nessun rischio di reazione alcalina: SiO₂ < 4%;
• Finezza simile o superiore a quella del cemento: Blaine > 300 m²/Kg o 3000 cm²/g;
• Stoccaggio in silo come nel caso del cemento: Umidità < 1 %;
• Densità apparente < 1 t/m³;
• Massa volumica S.S.A. pari a 2.7 Mg/m³

Applicazioni

Calcestruzzi “terra umida”

I calcestruzzi “terra umida” vengono utilizzati per la produzione di manufatti – come blocchi, masselli autobloccanti, bordure, cordoli, tubi ed elementi per lastricati – che vengono immediatamente rimossi dallo stampo. Anche le attrezzature utilizzate hanno un’influenza importante sulle prestazioni del prodotto finito.

Calcestruzzi “plastici”

Con questi calcestruzzi (con o senza vibrazione) si producono grondaie, travi, edifici e opere stradali in cui lo scassero avviene dopo diverse ore. Pertanto è necessario un tempo ragionevole di maturazione, con o senza trattamento termico, e indurimento necessari per poter rimuovere i manufatti dai casseri senza problematiche.

Calcestruzzi “fluidi e tecnici”

Questi calcestruzzi sono caratterizzati da un volume significativo di fini (Cemento + Betocarb®) e vengono utilizzati per applicazioni sia in getti orizzontali che verticali. La fluidità migliora sia la produttività che l’aspetto estetico e i loro requisiti di utilizzo e resistenza meccanica sono importanti, quindi viene richiesta un’elevata qualità e omogeneità specialmente se utilizzati in facciate a vista.

Benefici attesi con Betocarb

Grazie alla gamma Betocarb® si possono ottenere i seguenti benefici:

• Migliore densità di impaccamento delle particelle;
• Miglioramento della lavorabilità, del getto e della pompabilità;
• Sviluppo iniziale della resistenza a breve termine;
• Diminuzione delle efflorescenze;
• Contributo alla riduzione delle emissioni di CO₂

In particolare per i calcestruzzi tecnici come il calcestruzzo autolivellante, quando Betocarb® è formulato come “fluidificante minerale naturale”, i vantaggi sono:

• Ottimizzazione del risparmio sui costi;
• Potenziamento dell’effetto dell’additivo superfluidificante;
• Maggiore robustezza e consistenza;
• Miglioramento dell’estetica dei prodotti finiti;
• Colorazione più chiara del prodotto finito.

Attività fisico-chimica del calcare macinato

Gli ioni calcio della gamma Betocarb® aiutano ad accelerare il processo di cristallizzazione dei principali componenti idrati dei cementi come le fasi Calcio-Silicato-Idrato (C-S-H). La dimensione delle particelle fini e gli ioni calcio forniscono siti di nucleazione che danno luogo a una maggiore idratazione iniziale e più completa del cemento che porta ad un aumento della resistenza a breve termine (< 24 ore).

La finezza della granulometria della gamma Betocarb® ottimizza anche l’impaccamento delle particelle del calcestruzzo, riducendo i vuoti tra gli altri materiali, contribuendo ad una possibile riduzione del contenuto di cemento.

Alcuni esempi applicativi

In un’ottica di ottimizzazione costi, il calcare macinato può essere utilizzato in sostituzione parziale del cemento:

Nell’esempio in Tabella 2, viene descritto un calcestruzzo 0/10 mm di classe S1, “terra umida”, in cui è possibile sostituire il 10% di CEM I con Betocarb^® e raggiungere gli stessi target di resistenza a compressione a 28 giorni del mix di controllo.

In Tabella 3, viene descritto un calcestruzzo 0/20mm di consistenza S2, in cui la variazione del rapporto acqua/cemento con l’uso di additivi chimici selezionati consente una maggiore riduzione di cemento – fino al 20%. La proporzione di fini “Cemento Portland + Calcare fine” è costante e non richiede una quantità extra di fini. La quantità di sabbia viene regolata per mantenere la stessa resa relativa.

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