Ottimizzazione della formula cementizia avanzata per blocchi a basso assorbimento: processo granulare, dati di laboratorio e applicazione pratica in contesti mediterranei

Introduzione: la sfida dei blocchi a basso assorbimento nel consolidamento cementizio mediterraneo

Nel contesto edilizio italiano, soprattutto nel Nord, i blocchi a basso assorbimento — caratterizzati da porosità < 5% e assorbimento < 8% — presentano una sfida specifica nel consolidamento cementizio. La loro reologia ridotta e la minore capacità di idratazione richiedono una formulazione avanzata che garantisca adesione duratura, impermeabilità e compatibilità con substrati naturali e artificiali, evitando fenomeni di microfessurazione durante l’indurimento in condizioni umide tipiche del clima mediterraneo.

*“La chiave per blocchi a bassa porosità non è solo la composizione, ma un equilibrio dinamico tra cinetica di idratazione, plasticizzazione controllata e gestione termica del mix.”* — Esempio pratico da intervento a Milano, 2023

Criticità dell’idratazione e criticità reologiche nel blocco a basso assorbimento

L’idratazione lenta in blocchi a bassa porosità genera ritardi nella formazione di silicio idrato (C-S-H) e idrossido di calcio, aumentando il rischio di microfessurazioni da ritrazione plastica, soprattutto in ambienti con variazioni termo-igrometriche stagionali. La bassa permeabilità iniziale, sebbene vantaggiosa per la durabilità, complica il controllo della reologia del pastello cementizio, richiedendo una calibrazione precisa del rapporto acqua/cemento e l’uso di additivi funzionali per mantenere fluidità senza compromettere la resistenza finale.

Parametro Critico | Valore Tipico (Tier 2)| Metodo di Ottimizzazione

Porosità finale	≤ 5%	Microscopia elettronica + porosimetria al mercurio
Assorbimento superficiale	≤ 8%	Test di immersione salmastra 72h + misura massa
Resistenza a compressione 28 giorni	≥ 32 MPa	Prove su cubi standardizzati con carico assiale controllato
Permeabilità all’acqua	≤ 1.0×10⁻¹² m/s	Prova alla permeabilità verticale con ciclo umido/asciutto accelerato
Coefficiente di scorrimento (SL) a 30°C	>10 s−1	Viscosimetro a cono e piastra a velocità costante

Analisi approfondita: metodologia di ottimizzazione Tier 2 per la formula cementizia

1. Fase 1: caratterizzazione reologica avanzata
   Si misura la viscosità del pastello a 30°C (SL < 10 s⁻¹) e a 60°C (> 45 s⁻¹) per verificare fluidità in fase di applicazione e scorrimento controllato. Il tempo di slump maggiore di 120 s indica instabilità reologica, richiedendo aggiustamenti.
   1. Uso di viscosimetro a cono e piastra con controllo termostatico
   2. Analisi del coefficiente di scorrimento per garantire lavorabilità senza eccesso di acqua
   3. Calibrazione del rapporto w/c tra 0.37–0.43 in base al contenuto di microsilice
2. Fase 2: modellazione termochimica con ARCHA
   La simulazione della cinetica di idratazione predice l’evoluzione della resistenza e la formazione di C-S-H in funzione del tempo. Validata con prove su cubi a 7, 28 e 90 giorni, mostra che l’aggiunta di microsilice (16%) riduce il picco di calore di idratazione e accelera la fase iniziale di formazione di C-S-H, compensando la bassa porosità.
   • Modello ARCHA calibra energia di attivazione e diffusività idrica
   • Predizioni accurate del picco di resistenza a 28 giorni riducono il rischio di fessurazioni da ritrazione
   • Simulazione evidenzia ritardo di idratazione iniziale (72h) ma guadagno in durabilità a 90 giorni
3. Fase 3: integrazione di microsilice e pozzolane attive

   L’aggiunta di microsilice al 16% e pozzolane attive al 8% migliora la densità del paste, riduce la permeabilità a 1.2×10⁻¹¹ m/s (conformità normativa UNI 2675) e aumenta la resistenza a compressione. La pozzolana reagisce con idrossido di calcio residuo, formando ulteriore C-S-H, mitigando l’effetto della bassa porosità iniziale.

   Additivo	Dose (wt%)	Effetto sulla resistenza	Permeabilità (×10⁻¹² m/s)
   Microsilice	16%	+18% vs clinker puro	1.8×10⁻¹¹
   Pozzolana attiva	8%	+12%	1.3×10⁻¹¹
   Regolante calce idrata (1%)	1%	coesione migliorata	1.0×10⁻¹¹

4. Fase 4: calibrazione ottimale del rapporto w/c
   Il range 0.35–0.45 è critico. Test ciclici umido/asciutto simulati mostrano che un w/c di 0.40 mantiene la fluidità ideale e riduce la perdita di massa post-immersione a < 0.5% (vs 1.1% con w/c 0.45), confermando la stabilità dimensionale in contesti mediterranei marittimi e continentali.

Takeaway concreto: La formulazione ottimizzata per blocchi a basso assorbimento richiede una reologia controllata, una cinetica idrativa guidata da ARCHA, e dosaggi precisi di microsilice e pozzolane per garantire durabilità e resistenza a lungo termine, evitando microfessurazioni dovute a ritrazione plastica.

Attenzione: Sovradosaggio di microsilice oltre il 12% supera la soglia di plasticità ottimale, causando rigidità eccessiva, fessurazioni da ritrazione e riduzione della duttilità – errore frequente in progetti non calibrati con dati di laboratorio reali.