Calcestruzzi ad altissime prestazioni: proprietà e comportamento meccanico.

La nascita dei calcestruzzi ad elevatissime prestazioni e molto recente e il loro primo impiego e da datarsi alla fine degli anni ’90 del secolo scorso. L’ultima decade ha visto lo sviluppo di tale materiale e la crescita del suo impiego in ambito ingegneristico ed architettonico. Tale materiale nasce per ovviare alle problematiche connesse all’impiego dei calcestruzzi ordinari soprattutto in termini di scarsa duttilita e di pessima durabilita. In tale ottica, il calcestruzzi ad elevatissime prestazioni (o Ultra-High Performance Concrete) si caratterizzano come un materiale a base cementizia fibro-rinforzato che presenta non solo un’accresciuta risposta meccanica a compressione (con resistenze sistematicamente superiori ai 150 MPa) ma anche una buona resistenza a trazione (dell’ordine dei 15 MPa) e soprattutto una notevole duttilita, attingendo a deformazioni ultime prossime a 0.4%. Inoltre il materiale, causa la sua migliorata composizione, presenta una microstruttura alquanto migliorata, priva di imperfezioni e impurita, in grado di consentire una durabilita mai riscontrata prima sui materiali cementizi ordinari, in grado di ridurre drasticamente i costi di manutenzione delle strutture e mitigando gli impatti ambientali propri del normale ciclo vitale di un manufatto in calcestruzzo ordinario (dalla produzione del calcestruzzo, alla manutenzione, alla dismissione). Il presente studio punta a definire lo stato dell’arte in merito alla tecnologia che sottende la nascita e lo sviluppo del materiale, indagando la sua composizione e le principali caratteristiche dei componenti, definendo anche le proprieta fisico-chimiche ad esse collegate (creep, ritiro, resistenza al fuoco, ecc.). Vengono indagate anche le proprieta meccaniche ed il comportamento a compressione e a trazione, illustrando le metodologie piu recenti per la sua caratterizzazione e pervenendo alla definizione del legame costitutivo. Successivamente si analizzano le implicazioni che tali caratteristiche causano dal punto di vista strutturale, studiando analiticamente e numericamente il comportamento di un elemento monodimensionale sottoposto a flessione. L’indagine svolta chiarira le potenzialita che risiedono nell’uso del materiale per realizzare strutture leggere, resistente e durevoli.