Applicazioni della polvere di scorie d'acciaio e dell'aggregato di scorie d'acciaio in calcestruzzo ad altissime prestazioni

Applicazioni della polvere di scorie d'acciaio e dell'aggregato di scorie d'acciaio in calcestruzzo ad altissime prestazioni

Le scorie di acciaio sono un sottoprodotto della produzione dell'acciaio. Per ogni tonnellata di acciaio prodotta vengono generati circa 160 kg di scorie di acciaio. I composti chimici comuni nelle scorie di acciaio sono SiO2, CaO, Fe2O3, Al2O3 e MnO. I principali componenti minerali delle scorie di acciaio sono C3S, C2S, C4AF, fase RO e free-CaO. Molti studi hanno dimostrato che le scorie di acciaio possono essere applicate nella ceramica, nei materiali per pavimentazioni stradali e in altri materiali. Tuttavia, in alcuni paesi, una grande quantità di scorie d'acciaio è ancora immagazzinata senza pieno utilizzo.

L'applicazione della polvere di scorie d'acciaio come additivo minerale nel calcestruzzo è stata studiata in molti studi. La polvere di scoria d'acciaio ha proprietà idrauliche e il suo processo di idratazione è simile a quello del cemento. Gli studi hanno dimostrato che il calcestruzzo che contiene scorie d'acciaio in polvere ha prestazioni migliori in termini di lavorabilità rispetto al cemento. Anche il ritiro autogeno precoce e l'aumento della temperatura adiabatica del calcestruzzo contenente scorie d'acciaio in polvere sono inferiori a quelli del calcestruzzo senza scorie d'acciaio in polvere. Inoltre, il contenuto di acqua non evaporabile della pasta indurita contenente la polvere di scorie d'acciaio in polvere è vicino a quello della pasta cementizia indurita in età avanzata. A causa dell'influenza negativa della polvere di scorie d'acciaio sulla resistenza alla compressione, sulla resistenza alla penetrazione degli ioni cloruro, sulla resistenza alla carbonatazione e sulla resistenza all'attacco dei solfati del calcestruzzo, il rapporto di sostituzione del cemento non dovrebbe essere molto alto.

La ricerca ha anche dimostrato che le scorie di acciaio possono essere utilizzate come aggregato grezzo o fine per il calcestruzzo. Le proprietà fisiche dell'aggregato di scorie d'acciaio sono migliori di quelle dell'aggregato di calcare frantumato. A causa dell'alta densità delle scorie d'acciaio, il calcestruzzo contenente scorie d'acciaio ha una densità più elevata rispetto al cemento armato. Inoltre, il calcestruzzo contenente scorie d'acciaio presenta una resistenza alla compressione e alla flessione soddisfacente.

Il calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC) è un nuovo tipo di materiale a base di cemento. In generale, l'UHPC è costituito da cemento, fumi di silice, sabbia di quarzo, fibra, superfluidificante e altri costituenti e presenta una resistenza alla compressione molto elevata, un'elevata duttilità e una durata eccezionale. L'indurimento ad alta temperatura è solitamente utilizzato per l'UHPC, che è benefico per l'idratazione precoce del cemento e degli additivi minerali. Sono state segnalate le applicazioni di molti tipi di sottoprodotti industriali, come le scorie di altoforno granulate a terra, le scorie di fosforo, le ceneri volanti e le scorie di rame, nell'UHPC.