Migliorare le prestazioni e la durata delle miscele di cemento
Con l'introduzione di piccole quantità di additivi disperdenti nel cemento, è possibile ottimizzare le proprietà autocompattanti di questo materiale allo stato fresco. I superplasticizzanti e gli additivi HRWRA (high-range water-reducing admixture) sono inoltre in grado di ridurre la porosità finale del materiale, rendendo il cemento atto alla lavorazione con una minore quantità d'acqua, e quindi migliorandone la durata. Queste proprietà si traducono in molti vantaggi pratici per il settore della costruzione, tra cui la riduzione del faticoso processo di compattamento del cemento ordinario mediante vibrazione. Il lavoro di ricerca svolto nel quadro del progetto SUPERPLAST ha portato ad una migliore comprensione dei meccanismi con cui gli additivi polimerici interagiscono con le sospensioni di cemento. Sono state studiate due classi di superplasticizzanti dell'ultima generazione: i lignosulfonati modificati (LS) e i policarbossilati (PC). L'uso di polveri modello ha consentito agli scienziati dei materiali e ai chimici di superare la complessità e variabilità dei componenti del cemento e le difficoltà derivanti dalle varie condizioni climatiche in cui sono usati. A tale scopo, sono state studiate diverse polveri modello di cemento, e sono stati scelti l'ossido di magnesio (MgO) e l'idrossido di magnesio (Mg(OH)2). La superiorità di questi sistemi modello inerti rispetto ad altri sta nel fatto che entrambi hanno valori di pH e di carica superficiale delle particelle simili a quelli delle sospensioni di cemento. I calcoli delle forze interparticellari e l'identificazione delle reazioni con gli additivi apriranno nuove strade per lo sviluppo di superplasticizzanti dotati di elevate prestazioni a dosaggi inferiori. Un cemento dalla lunga durata e dal comportamento migliorato nel tempo potrebbe dar luogo a ridotti costi energetici per la manutenzione e la riparazione dell'infrastruttura di cemento. Inoltre i risultati di questo studio permettono ai partner di progetto di prevedere lo sviluppo di superplasticizzanti su misura per applicazioni specifiche, dotati di incompatibilità minori di quelle che attualmente persistono in certi superplasticizzanti e combinazioni di cemento.