Prestazioni idrauliche e durabilità di calcestruzzi plastici per diaframmi profondi

This research is based on hydraulics conductivity tests and unconfined compression tests, carried out on plastic concrete and water-cement-bentonite mixtures. The plastic concrete has produced high hydraulics performances related to the diaphragms. It reached a level of permeability lower than 10-8 cm/s after 50 – 60 days, when its mixtures were made with pre-mixed products. It reached the same result after 4 months with “traditional” mixtures. The mixtures made with aggregate have shown a higher permeability than those whose composition didn’t include aggregate. The hydraulics performances of the plastic concrete have not been influenced by the grain size composition of the aggregate, but they have shown to strongly depend upon the homogeneity of the mixture. The mixtures which have been made without aggregate, and following a stronger and more effective method, have shown a lower level of permeability. We have carried out immertion tests in hydrochloric acid and sulphuric acid. These tests turned out to be very useful for the qualitative evaluation of the performances of the ternary mixture, which has been subject to acid and sulphuric attacks. The varaition took progressively place from the outside to the inside of the material. The inner part of the samples, noticeably unchanged, maintained the original, mechanical features, though the XRD analysis revealed the presence of ettringite. This testfies the diffusion of sulphates within the samples. The varied external part showed the total fading of the calcium carbonate, and the precipitation of gypsum and ettringite. The water-cement-bentonite mixtures showed a strong stopping power against the acidity of the solutions. The sulphuric attack turned to be more damaging when the concentration increased, while we found out that this attack didn’t depend on the pH of the solution. We have proposed a specific method for the evaluation of the durability of the ternary mixture on the bases of the concentration of the sulphates in the solution. This method turned out to be very useful during the planning phase of the diaphragms.

La ricerca si basa principalmente su prove di conducibilità idraulica e prove di compressione non confinata, eseguite su calcestruzzi plastici e su miscele acquacemento- bentonite. I calcestruzzi plastici hanno mostrato buone prestazioni idrauliche per i diaframmi. Essi raggiungono permeabilità inferiori a 10-8 cm/s dopo 50-60 giorni con le miscele confezionate con il prodotto premiscelato e dopo circa 4 mesi con le miscele “tradizionali”. Le miscele con inerti hanno mostrato una permeabilità maggiore delle miscele senza inerti. Le prestazioni idrauliche dei calcestruzzi plastici non sono influenzate dalla composizione granulometrica degli inerti, ma dipendono fortemente dalla omogeneità della miscela. Le miscele senza inerti preparate con tecnica di miscelazione più potente ed efficace hanno mostrato una permeabilità inferiore. Sono state eseguite prove di immersione in soluzioni di acido cloridrico e di acido solforico, che si sono rivelate utili per una valutazione qualitativa delle prestazioni della miscela ternaria sottoposta all’attacco acido e solfatico. L’alterazione avviene in modo progressivo dall’esterno verso l’interno del materiale. La parte più interna dei campioni, visibilmente inalterata, mantiene le originarie caratteristiche meccaniche anche se l’analisi XRD ha rivelato la presenza di ettringite a testimonianza della diffusione dei solfati all’interno dei campioni. La parte esterna alterata mostrava la totale dissoluzione del carbonato di calcio e la precipitazione di gesso ed ettringite. La miscela acquacemento- bentonite ha dimostrato un forte potere tamponante nei confronti dell’acidità delle soluzioni. L’attacco solfatico si è rivelato più deleterio all’aumentare della concentrazione mentre non è risultato dipendere dal pH della soluzione. E’ stata proposta una metodologia per la valutazione della durabilità della miscela ternaria in base alla concentrazione dei solfati in soluzione, utile in fase di progetto dei diaframmi.