• aggregati
• malte

Riassunto
Il mio lavoro di tesi ha avuto come scopo quello di valutare l’influenza della mineralogia dell’aggregato sulle caratteristiche di conducibilità termica delle malte. In particolare, l’attenzione è stata rivolta allo studio della conducibilità termica delle malte per massetti per pavimenti con sistemi di riscaldamento radiante. Questo studio è stato frutto di una serie attività di studio e di ricerca svolte nel Laboratorio di Mineralogia Applicata del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa e nel Laboratorio di Ricerca e Sviluppo della FASSA S.r.l. Partendo da una formulazione di malta per massetti standard, si è testato quali sono i minerali e/o le rocce che, se sostituiti nella miscela standard, possono incrementare maggiormente la conducibilità termica dei massetti. I materiali che sono stati utilizzati come aggregato sono: quarzo, grafite, magnetite, carburo di silicio, calcare, calcare dolomitico, quarzite, sabbia silicea, marmo, fumo di silice e fibre di acciaio. Per la realizzazione e la stagionatura dei provini, sono state seguite le linee guida fornite dalla Norma UNI EN 13892-1:2004, Metodi di prova per materiali per massetti – Parte 1: Campionamento, confezionamento e maturazione dei provini. Al momento dell’impasto sono state misurate la massa volumica apparente ed il quantitativo di aria all’interno della malta fresca tramite un porosimetro Matest (mod. E027 manuale), seguendo le linee guida descritte dalla UNI EN 1015-7: 2000, Metodi di prova per malte ed opera murarie – Determinazione del contenuto d’aria della malta fresca. La conducibilità termica è stata misurata per mezzo di uno strumento basato sul metodo della piastra calda con anello di guardia (Taurus instruments mod. TPL 500X-1), in conformità alla Normativa UNI EN 12664: 2002, Prestazione termica dei materiali e dei prodotti per edilizia. Determinazione della resistenza termica con il metodo della piastra calda con anello di guardia e con il metodo del termoflussimetro. Prodotti secchi e umidi con media e bassa resistenza termica. Le misure di intensità del flusso di calore sono state effettuate su provini prismatici di 200x200x120 mm3. Le prove meccaniche a flessione e compressione sono state effettuate su prismi di 160x40x40 mm3, secondo la UNI EN 1015-11:2007, Metodi di prova per malte per opere murarie - Parte 11: Determinazione
della resistenza a flessione e a compressione della malta indurita, utilizzando una pressa Matest (mod. E183N, Macchina per compressione e flessione 250/15 kN, Servo-plus Evolution). La massa volumica apparente, la massa volumica reale e la porosità dei campioni di malta indurita sono state determinate su provini cubici 50x50x50 mm3 e su frazioni finemente macinate, in accordo con la UNI EN 1936: 2001. Metodi di prova per pietre naturali – Determinazione delle masse volumiche reale e apparente e della porosità totale ed aperta. Le caratteristiche strutturali e tessiturali delle malte indurite sono state osservate mediante studio al microscopio ottico di sezioni sottili dei provini confezionati in laboratorio, valutando la distribuzione del legante, dell’aggregato e dei vuoti macroscopici presenti. Analisi XRD a supporto delle analisi petrografiche sono state utilizzate per verificata la completa o incompleta reazione del legante anidritico a formare gesso.
Nel complesso, i dati raccolti hanno evidenziato che la composizione mineralogica dell’aggregato influenza in maniera sensibile le prestazioni finali delle malte dei massetti per pavimenti. In particolare, si è osservato che l’utilizzo di aggregati a base di quarzo e carburo di silicio hanno consentito di realizzare malte per massetti con migliori caratteristiche di conducibilità termica rispetto a quelli prodotti utilizzando grafite, magnetite, fumo di silice, fibre di acciaio, calcite e dolomite o rocce contenenti questi minerali. I provini confezionati con aggregati a base di quarzo e carburo di silicio hanno inoltre evidenziato migliori caratteristiche fisico-meccaniche.

Abstract
The aim of my thesis is the evaluation of the influence that the type of aggregate has on thermal properties of the mortars. Special attention has been put on the study of the thermal conductivity of the screed for floor with radiant heating systems. This study is the result of a series of activities carried out in the Earth Sciences Department of the University of Pisa and in the R&D of FASSA Srl. We have started with a standard formulation and we have investigated which are the minerals or the rocks that, replaced in the standard, increase thermal conductivity and mechanical resistance to of the screeds. The materials that have been tested as aggregates are: quartz, graphite, magnetite, silicon carbide, limestone, dolomitic limestone, quartzite, siliceous sand, marble, silica fume and steel fibers. In the preparation and the curing of test specimens we have followed the guidelines provided by the UNI EN 13892-1: 2004: Metodi di prova per materiali per massetti – Parte 1: Campionamento, confezionamento e maturazione dei provini. During the preparation of the samples we have measured the specific weight and the amount of air in fresh mortar by Matest porosimeter (model E027 manual), following the guidelines described by the UNI EN 1015-7: 2000, Metodi di prova per malte ed opera murarie – Determinazione del contenuto d’aria della malta fresca. The thermal conductivity was measured by the Taurus TPL 500X-1, an instrument based on the guarded hot-plate, in accordance with the UNI EN 12664: 2002, Prestazione termica dei materiali e dei prodotti per edilizia. Determinazione della resistenza termica con il metodo della piastra calda con anello di guardia e con il metodo del termoflussimetro. Prodotti secchi e umidi con media e bassa resistenza termica. This apparatus has been used to determine the unidirectional constant and the intensity of the heat flow through prismatic specimens of 200x120x200 mm3. Mechanical tests about flexural and compression strenght were carried out on 160x40x40 mm3 samples, according to the UNI EN1015- 11: 2007, Metodi di prova per malte per opere murarie - Parte 11: Determinazione della resistenza a flessione e a compressione della malta indurita, using Matest press (mod. E183N, Press for flexural and compression strenght 250/15 k, Servo-plus Evolution). To evaluate the influence of the porosity on the properties of the hardened mortar, we have determined mass and real density on 50x50x50 mm3 speciments and on fine powder obtained by grinding specimens, according to the UNI EN 1936: 2007, Metodi di prova per pietre naturali – Determinazione delle masse volumiche reale e apparente e della porosità totale ed aperta. The structural and textural characteristics of hardened mortars were investigated by the observation of thin sections of the specimens with the optical microscope, evaluating the distribution of binder, aggregate and macroscopic voids. XRD analyses in support of petrographic studies verified the total or partial reactivity of the anhydrite binder forming gypsum. In general, the analyses have established that the mineralogical nature of the aggregate appear to affect the final performances of the mortars for screeds. In particular, it was observed that the use of quartz and silicon carbide aggregates has allowed to realize mortars for screeds with a better thermal conductivity than those obtained using graphite, magnetite, silica fume, steel fibers, calcite and dolomite or rocks containing these minerals. Samples containing quartz and silicon carbide also showed better physical and mechanical properties.