CHE COS'E' L'ACRILSTUCCO?

ACRILSTUCCO - legante ad alte prestazioni per malte idrauliche

Miscela di acrilato polimero e monomero in dispersione acquosa con funzione di legante ad alta resistenza per stucchi preparati con malte di calce idraulica naturale.

Può essere utilizzato anche per la realizzazione di manufatti in cemento o per la riproduzione di elementi scultorei in esterno.

Le performance ottenute con il cemento sono trasferibili alle malte realizzate con calce idraulica valutando i dati “per confronto” con gli altri additivi polimerici e non “per valori assoluti”, in quanto questi dipendono dalle diverse resistenze meccaniche delle calci.

MALTE IDRAULICHE MODIFICATE CON POLIMERI

La modifica dei cementi mediante polimeri è nota da circa 30 anni. I polimeri basati su PVA, SBR, resine acriliche, stirene-acriliche ed etilene sono tutti utilizzati sia in forma di emulsioni che di polveri. La loro diffusione è dovuta al fatto che i polimeri possono compensare gli svantaggi delle malte preparate con cemento Portland, ovvero: bassa resistenza ai prodotti chimici, bassa resistenza a trazione e problemi dovuti al ritiro durante l'essiccazione.

Tra gli altri vantaggi derivanti dall'impiego di questi polimeri vi sono:

Ritenzione dell'umidità in condizioni di aria secca con conseguente diminuzione del ritiro.

Miglioramento della resistenza a flessione e della forza di adesione con conseguente possibilità di utilizzare sezioni più sottili e di effettuare rappezzature.

Migliore lavorabilità.

Maggiore resistenza all'abrasione con conseguente maggiore durata

La maggior parte di questi vantaggi è attribuibile alla formazione di una fase co-matrice all'interno della malta che, tra le altre cose, agisce come sistema legante potenziato per gli inerti.

I vantaggi derivanti dalle modifiche polimeriche possono essere contrastati in una qual certa misura dai seguenti inconvenienti:

Sensibilità alla temperatura e all'umidità dovuta alla natura termoplastica della maggior parte dei modificatori polimerici.

Minore resistenza a rottura per compressione dovuta alla stessa natura termoplastica.

Riduzione della densità della malta dovuta alla presenza di aria. Questo fenomeno può essere ridotto attraverso l'uso di additivi antischiuma; tuttavia questo riduce la lavorabilità (uno dei vantaggi citati in precedenza), complica la formulazione e può limitarne le applicazioni.

Maturazione scarsa o assente in sezioni spesse con conseguente diminuzione dell'integrità strutturale.

SVILUPPO DEL PRODOTTO

ACRILSTUCCO è stato studiato per eliminare gli inconvenienti dei modificatori polimerici del cemento conservandone però i vantaggi.

È stato scelto un supporto di base acrilico in quanto questo offre un rapporto costi/prestazioni equilibrato con particolare riferimento alla resistenza all'idrolisi e alla durata esterna. A questa base acrilica è stata aggiunto un monomero reattivo unico; il polimero che ne risulta utilizza la matrice cementizia come catalizzatore per attivare una reazione di reticolazione chimica.

In tal modo si ottiene un significativo miglioramento delle prestazioni rispetto alle ordinarie miscele polimeriche. Questi miglioramenti sono particolarmente notevoli nelle seguenti aree:

Eliminazione dell'aria inglobata

Resistenza a compressione

Resistenza a flessione e forza di adesione

Resistenza all'abrasione

Maturazione delle sezioni spesse

Resistenza ai prodotti chimici

Rapido sviluppo della resistenza

Resistenza a compressione

Non è insolito che la modifica polimerica della malta porti ad avere una diminuzione della resistenza di compressione rispetto alle malte non modificate.

Le ragioni sono:

1)       Le caratteristiche di inglobamento dell'aria precedentemente discusse, con conseguente formazioni di microporosità all'interno della malta.

2)       La natura termoplastica del polimero.

Al contrario, ACRILSTUCCO non mostra lo stesso comportamento.

Risultano evidenti due punti:

• La malta confezionata con ACRILSTUCCO essiccata in aria mostra una resistenza a rottura per compressione quasi identica a quella del campione di controllo non modificato con polimeri e maturato in ambiente umido. Entrambi i campioni si discostano ampiamente dalle miscele acriliche ordinarie che mostrano caratteristiche simili a quelle del campione di controllo non modificato con polimeri maturato in aria.
• L'aumento della resistenza di ACRILSTUCCO supera anche quello del campione di controllo non modificato con polimeri maturato in ambiente umido, mentre il modificatore acrilico ordinario mostra caratteristiche chiaramente inferiori.

Le caratteristiche superiori di ACRILSTUCCO in termini di resistenza alla compressione possono essere attribuite a:

• Struttura chimica superficiale unica che previene i problemi legati all'inglobamento di aria rilevati con le miscele ordinarie.
• Capacità di reticolazione di ACRILSTUCCO che supera la plasticità delle ordinarie miscele termoplastiche.

Resistenza a flessione e forza di adesione

Il problema della bassa resistenza a flessione delle malte malte cementizie è ben conosciuto. Altrettanto ben noto è che la modifica di queste malte con polimeri può migliorarne la resistenza a flessione. OHAMA descrive dettagliatamente molti fattori coinvolti in questo fenomeno, tra cui i più importanti sono:

• La resistenza a trazione della pellicola polimerica, formata nella malta, che è un effetto additivo.
• Il contributo della co-matrice polimero-malta idraulica che si forma, aumenta il potere legante complessivo del malta idraulica e costituisce un effetto sinergico.

Occorre inoltre notare che l'eccessiva quantità di aria inglobata riduce le caratteristiche di resistenza a rottura a flessione.

Si può vedere come ACRILSTUCCO non solo abbia una resistenza superiore, ma sviluppi tale resistenza molto rapidamente rispetto a quanto avviene con l'aggiunta alla malta dei normali additivi polimerici e con la miscela di controllo.

Questi risultati mostrano che ACRILSTUCCO offre una resistenza a flessione maggiore di quella della malta di prova rispetto sia al campione di controllo che al sistema modificato con polimeri di tipo convenzionale.

La prematura asciugatura delle malte cementizie e dei calcestruzzi può causarne la fessurazione e la perdita di resistenza. L'uso di composti di maturazione spruzzati solo sul calcestruzzo appena posato consente di trattenere l'umidità e favorire il processo di maturazione.

Poiché i composti per la maturazione sono frequentemente a base di solventi che possono causare l'esposizione ai vapori e una ridotta adesione del manto superficiale, si sta diffondendo l'uso di alternative a base di acqua.

La modifica della malta con polimeri di tipo convenzionale non necessariamente porta ad un miglioramento della resistenza a flessione. In effetti, spesso si ottiene l'effetto contrario.

Questo conduce alla necessità di applicare corrette tecniche di formulazione quando si fa uso di questi modificatori. Al contrario, ACRILSTUCCO offre caratteristiche superiori anche con formulazioni rudimentali. Applicando tecniche di formulazione avanzate a problemi come la selezione degli inerti e degli additivi, il divario tra le prestazioni si amplia ulteriormente.

Forza di adesione

L'adesione del calcestruzzo nuovo a quello vecchio è solitamente scarsa a causa del ritiro nelle prime fasi, della porosità del substrato e della limitata capacità del malta idraulica di agire come adesivo.

L'impiego dei polimeri può aiutare l'adesione riducendo la quantità di acqua persa e di conseguenza il ritiro. Questa funzionalità è utile nelle integrazioni, stuccature e rifacimenti di manufatti artistici con l’utilizzo di calci idrauliche.

Se la resistenza a flessione, la lavorabilità e la resistenza ai prodotti chimici sono di fondamentale importanza, la scelta ricade spesso su una malta modificata con polimeri. In questi casi, si preferisce spesso procedere all'applicazione di una mano di fondo (primer) per evitare rotture. In situazioni meno gravose, è possibile scegliere di applicare solo il primer senza modificare la malta.

In una miscela di malta senza primer, ACRILSTUCCO mostra un significativo incremento della forza di adesione rispetto ad una miscela acrilica convenzionale. Il sistema acrilico convenzionale e il campione di controllo maturato in ambiente umido hanno mostrato problemi di adesione dimostrando di aver raggiunto la massima forza di adesione ottenibile.

Con il sistema ACRILSTUCCO si è prodotta la rottura del supporto. La forza di adesione effettiva è pertanto superiore a quella misurata.

Come sistema di primer indipendente ACRILSTUCCO ha mostrato lo stesso andamento, surclassando sia i campioni di controllo che la miscela acrilica convenzionale. I modi di guasto, ancora una volta dovuti alla coesione, hanno dimostrato che ACRILSTUCCO è in grado di garantire forze di adesione superiori a quelle misurate.

Per misurare le prestazioni al limite ultimo, è stato scelto per il confronto un altro polimero acrilico senza capacità di reticolazione, ma noto per le sue eccellenti qualità come adesivo.

I risultati mostrano che ACRILSTUCCO mostra davvero prestazioni superiori a quelle precedentemente misurate, ma, cosa ancora più importante, le sue prestazioni misurate dopo 28 giorni di permanenza in acqua sono risultate ancora superiori a quelle del campione di controllo in condizioni di ambiente asciutto. Pertanto, queste prove hanno dimostrato che il problema comune della rottura degli agenti leganti in condizioni umide è da considerarsi superato.

Resistenza all'abrasione

La capacità di una superficie di calcestruzzo di resistere all'abrasione dipende dal livello di legame tra i suoi componenti. I modificatori polimerici hanno un doppio effetto:

• Migliorano l'idratazione trattenendo l'umidità.
• La co-matrice malta idraulica-polimero che si forma aumenta la capacità di agglomerazione del sistema.

•        Entro 7 giorni, il sistema ACRILSTUCCO raggiunge un valore di 2,4, rispetto al valore di 1,5 che qualifica una superficie ad alta resistenza all’abrasione come richiesto ad esempio per le aree ad elevato traffico pedonale. Nella pratica, nella maggior parte dei casi raramente si raggiunge un valore di 2,0.
•        Una prova efficace mostra la quantità di materiale asportato per usura dopo 28 giorni di maturazione nel corso di un'abrasione di 24 ore in acqua rispetto al campione di controllo privo di polimeri.

Resistenza all'acqua

Quando vengono immersi in acqua, i sistemi a base di cemento assorbono acqua per capillarità e formano fessure/cricche all'interno della malta.

Questo non rappresenta un problema a meno che:

• Si verifichino fenomeni di corrosione in presenza dei tondini spiralati di armatura
• Si verifichino danni meccanici causati dalla formazione di sali negli interstizi.

Anche i sistemi modificati con polimeri di tipo convenzionale assorbono acqua nel modo sopra descritto, ma con risultati differenti.

La pellicola di polimero stessa assorbe acqua con conseguente ammorbidimento e rigonfiamento del polimero, con ovvi effetti negativi su:

• Resistenza a compressione. Si è precedentemente notato che l'aggiunta di polimeri convenzionali spesso comporta una riduzione della resistenza alla compressione. Parte di questo comportamento è dovuto alla natura termoplastica del polimero e l'assorbimento di acqua ammorbidisce ulteriormente il polimero aggravando il problema.
• Resistenza a flessione. L'assorbimento di acqua ha un effetto negativo sulla resistenza a flessione dei polimeri. Questo comporta anche una riduzione della capacità di legame della co-matrice malta idraulica-polimero.

Adesione e forza di adesione

ACRILSTUCCO possiede due caratteristiche uniche che contrastano gli effetti dell'assorbimento di acqua:

• La reticolazione, che nei sistemi cementizi comporta la formazione di una matrice polimerica tridimensionale più resistente agli effetti di ammorbidimento e rigonfiamento dovuti all'immersione.
• Sviluppo dell'adesione in ambiente umido. La base polimerica contiene un monomero per l'adesione in ambiente umido che consente di migliorare la resistenza all'acqua del polimero. Nonostante sia evidente che le prestazioni si riducono in ambiente umido, è importante sottolineare quanto segue:
• La resistenza a trazione in ambiente umido di ACRILSTUCCO eguaglia quelle in ambiente asciutto di un acrilico convenzionale. Le caratteristiche di adesione, invece, anche in ambiente umido superano quelle in ambiente asciutto degli acrilici convenzionali.

In queste prove è stato utilizzato un campione di controllo non modificato maturato a secco e, come previsto, la resistenza a trazione ha mostrato un miglioramento in condizioni di immersione in acqua grazie alla maggiore idratazione. Per la stessa ragione, si è rilevato inoltre un leggero aumento del potere adesivo.

Resistenza ai prodotti chimici

A causa del loro largo utilizzo, i calcestruzzi e le malte vengono a contatto con un'ampia gamma di prodotti chimici.

In molti casi i calcestruzzi e le malte mostrano buona resistenza ai prodotti chimici, ad esempio, i comuni prodotti basati sui derivati del petrolio, la maggior parte delle soluzioni detergenti e un'ampia gamma di prodotti alimentari.

Tuttavia, a causa della natura porosa delle maggior parte delle malte, i prodotti chimici che sono inerti per calcestruzzi/malte possono reagire con le barre d'acciaio di rinforzo con conseguente sfogliatura. Ad esempio, il NaCl, gli acidi minerali come HCl, H₂SO₄, HNO₃ hanno un forte effetto sulle malte. Il legante del malta idraulica viene rapidamente disciolto da questi acidi lasciando solo l'aggregato non legato.

Le malte modificate con polimeri, pur possedendo i vantaggi discussi in precedenza, possono in realtà ridurre la resistenza del sistema ammorbidendosi o sciogliendosi in presenza di prodotti chimici che sarebbero altrimenti inerti per il calcestruzzo come, ad es., i solventi organici, gli oli e le sostanze caustiche.

I risultati della riduzione delle caratteristiche di resistenza sono simili a quelle discusse nel paragrafo "resistenza all'acqua" (resistenza a flessione, adesione, ecc.). In alcuni casi, i modificatori polimerici possono migliorare la resistenza ai prodotti chimici delle malte cementizie, grazie a uno o più dei seguenti metodi:

• Incapsulamento degli idrati del cemento mediante una pellicola polimerica
• Riduzione della porosità dovuta al riempimento dei vuoti da parte del polimero
• Deposito dei prodotti di reazione negli spazi dei pori con conseguente blocco della penetrazione.

Sintesi delle proprietà e prestazioni di ACRILSTUCCO

I risultati resi noti sulla tecnologia ACRILSTUCCO dimostrano eccezionali miglioramenti delle caratteristiche delle miscele polimeriche tradizionali.

Le caratteristiche meccaniche risultano migliorate come segue:

• Sviluppo della resistenza. La maggior parte dei polimeri ritarda la presa e la maturazione delle malte cementizie. ACRILSTUCCO aumenta la velocità di sviluppo della resistenza. In sistemi ben formulati, l'elevato livello di resistenza precoce non causa alcuna perdita della resistenza finale mostrata dalla malta e il prodotto finale è pronto per l'uso in tempi brevissimi.
• Lavorabilità. Si ottengono malte con densità uguali a quelle delle malte non modificate, conservandone le caratteristiche di lavorabilità. Questo differisce da molti polimeri convenzionali concepiti per trattenere l'aria nel tentativo di ottenere una buona lavorabilità. (Effetto cuscinetto a sfere).
• Resistenza a compressione. Le malte con ACRILSTUCCO maturate in aria mostrano caratteristiche equivalenti a quelle dei campioni di controllo non modificati maturati in ambiente umido. Una malta modificata con acrilico di tipo convenzionale nelle stesse condizioni raggiunge solo il 50% della resistenza della malta ACRILSTUCCO.
• Resistenza a flessione. Le malte con ACRILSTUCCO maturate in aria mostrano un significativo aumento di resistenza rispetto a quelle modificate con polimeri di tipo convenzionale e un guadagno del 30% rispetto ai campioni di controllo non modificati, maturati in ambiente umido.
• Forza di adesione. Le prove dimostrano che si raggiunge una forza di adesione superiore a quella di coesione del calcestruzzo da 32 N/mm² (cioè il calcestruzzo si rompe).
• Resistenza all'abrasione. Migliora la resistenza all'abrasione dei rivestimenti in calcestruzzo per impieghi medi equiparandola a quella dei sistemi a livello industriale.
• Resistenza all'acqua. Le malte modificate con ACRILSTUCCO non subiscono gli stessi effetti di ammorbidimento tipici dei sistemi modificati con polimeri di tipo convenzionale.
• Resistenza ai prodotti chimici. Grazie alla tecnologia unica di polimerizzazione con reticolazione, si ottiene un'eccellente resistenza ad un'ampia gamma di sostanze chimiche organiche e inorganiche, molte delle quali sono fortemente corrosive per le malte modificate con polimeri di tipo convenzionale e per quelle non modificate come, ad es., HCl, H2SO4, acido lattico, NaOH, carburante per motori diesel.

I sistemi cementizi possono dunque essere migliorati con l'aggiunta di ACRILSTUCCO; tuttavia è indispensabile porre la massima attenzione nella scelta dei cementi o delle calci idrauliche, degli inerti, dei loro rapporti reciproci e della quantità d’acqua nell’impasto.

Riparazione generale del calcestruzzo

La natura non tossica di ACRILSTUCCO e la sua compatibilità nei confronti degli utilizzatori lo rendono ideale per una vasta gamma di applicazione nel settore del fai da te. Inoltre, le caratteristiche superiori di ACRILSTUCCO in condizioni sia di ambiente umido che secco consentono di ottenere riparazioni con risultati a livello professionale. Le riparazioni e i ripristini del calcestruzzo in ambiente domestico sono ora possibili con un maggiore livello di confidenza.

Applicazioni architettoniche

L’uso decorativo del calcestruzzo è stato ampiamente utilizzato; sovrapposizioni in calcestruzzo con marchi stampati, rivestimenti, paramenti e parti architettoniche in lito-cemento sono esempi in cui è possibile utilizzare la tecnologia ACRILSTUCCO, consentendo di ottenere eleganti finiture eccezionalmente resistenti all'usura.

Riparazioni del calcestruzzo in ambiente marino

L'esposizione del calcestruzzo all'ambiente marino causa la penetrazione degli ioni cloruro, la carbonatazione e una forte riduzione della durata. La tecnologia ACRILSTUCCO può essere impiegata con successo nel ripristino di strutture marine grazie alla sua resistenza alla permeazione degli ioni cloruro con prove che hanno dimostrato una resistenza agli ioni cloruro fino a 100 volte superiore a quella del calcestruzzo ordinario di buona qualità.