Introduzione - Calcestruzzo_Cemento Armato

Introduzione

CALCESTRUZZO ECEMENTO ARMATO

Breve storia del calcestruzzo e del cemento armato

Il primo calcestruzzo utilizzato e` di origine naturale e deriva dallimpasto di calce, poz-zolana, pietrisco e acqua; e` questo materiale che i Romani utilizzavano per realizzare le lo-ro opere, affidando ad esso soprattutto azione di legante nelle parti impiegate come riem-pimenti o rinforzi.

Il cemento attuale deriva dalla cottura in speciali forni rotanti di marna calcarea, ovveroun misto di terreni composti di argilla e calcare; cuocendo ad altissima temperatura essidanno luogo ad un clinker in forma di palline, che polverizzato ci fornisce il cemento.

In pratica il cemento assomiglia alla pozzolana naturale, che deriva dalla cottura ad altetemperature di un determinato tipo di argilla e calcare e realizzato con calore di originevulcanica, nelle solfatare di Pozzuoli.

Il cemento armato e` stato introdotto inizialmente come prodotto coperto da brevetto. Ilprimo brevetto risale al 1849 e fu registrato da Joseph Louis Lambout; esso era relativo aduno scafo in calcestruzzo armato e fu presentato con scarso successo allesposizione univer-sale del 1855.

Si devono a Joseph Monier le prime applicazioni che utilizzano il cemento armato, datoche egli ebbe lidea geniale di armare con fili di ferro dei contenitori vari, solette, tubi; conbrevetto del 1878 egli brevetto` una soletta per ponti che ebbe un discreto successo.

Tra le prime applicazioni strutturali del calcestruzzo vero e proprio citiamo Hennebi-que nel 1879, e pochi anni dopo il tedesco Wayss che consent` un approccio piu` ingegneri-stico per il suo impiego.

Tra i due vi era anche una diversa concezione filosofica riguardo al suo utilizzo, basan-dosi il primo su un maggior empirismo del progetto e basandosi invece il secondo sulla ri-cerca di un ottimale rapporto tra forma e prestazioni strutturali.

I due diversi metodi furono poi sintetizzati dalla scuola svizzera che trova in Culmann eRitter i suoi piu` autorevoli esponenti; delle loro indicazioni (riconoscimento del calcolo co-me strumento per la definizione della forma piu` efficiente mediante analisi semplici, re-sponsabilita` del progettista che deve coprire anche le fasi transitorie di costruzione fino allarealizzazione completa dellopera e la verifica dellaccuratezza della progettazione e dellarealizzazione mediante prove in scala reale) fece tesoro Maillart nella realizzazione dellesue eccezionali opere, tra cui da ricordare il ponte Stauffacher e il ponte Salgitanobel.

Luso del cemento armato fu limitato dalla protezione dei brevetti depositati dagli in-ventori. Solo a seguito di una circolare francese del 1906 si diede la possibilita` di utilizzareliberamente il cemento armato liberandolo dal vincolo dei brevetti.

Si devono a Culmann e Ritter le prime teorie che portano alla formulazione di metodi

matematici utili per il calcolo delle strutture in cemento armato, messe in pratica nelle ope-re di R. Maillart.

Le strutture in cemento armato danno luogo a costruzioni spesso meno appariscenti diquelle realizzate in acciaio e la storia delle prime costruzioni si accompagna a quella di tan-ti edifici, spesso anonimi e passati inosservati dal pun-to di vista architettonico.

Particolare rilievo meritano le prime realizzazioniin c.a. applicate a strutture di edifici da parte del co-struttore Auguste Perret agli inizi del 900, a causa deinotevoli vantaggi che accompagnano una struttura inc.a. realizzata con travi e pilastri rispetto ad unanalo-ga costruzione in muratura portante si diffonde comemetodo costruttivo in tutto il mondo.

Viene apprezzato anche da famosi architetti, chene esaltano le capacita`; una particolare menzione me-rita Le Corbusier, che detta i suoi 5 punti per una nuo-va architettura, basandosi in pratica su unossaturaportante realizzata con travi e pilastri; le realizzazionidi questo architetto si basano sulluso del cemento ar-mato, come si osserva nella villa Savoy.

Numerosi sono stati i progettisti di opere in cemen-to armato, tra cui non si puo` non citare Pierluigi Nervi,che ha saputo realizzare opere in c.a. con forme esteti-camente gradevoli ed ardite (palazzetto dello sport diRoma del 1960, sala delle udienze in Vaticano).

In cemento armato si costruiscono molti ponti, la cui forma e` spesso ad arco o a travaterettilinee; limpiego dellarco esalta il comportamento del calcestruzzo, che lavora in modoegregio quando viene sottoposto a compressione.

Proprio losservazione precedente porta allintroduzione di una variante delluso del ce-mento armato. Il precompresso nasce con lidea di indurre nel calcestruzzo una presolleci-tazione di compressione che impedisca al calcestruzzo di fessurarsi.

La storia del cemento armato si evolve e si interseca con quella del precompresso.Spesso cemento armato e cemento armato precompresso sono stati considerati in modo

totalmente diverso, a causa del comportamento particolare che presenta una struttura inc.a. nella quale si induca una forza di compressione con cavi o barre tese. Levoluzione del-lattuale normativa europea riunisce in un unico sistema costruttivo il cemento armato e ilprecompresso e consente in particolare di ottenere delle strutture che abbiano una piccolaprecompressione (precompressione parziale).

Questultima tecnica e` stata impiegata in diversi paesi, fornendo soluzioni tecniche van-taggiose. Spesso si e` indotta una precompressione tale da compensare i soli pesi propri, la-sciando la possibilita` alla struttura di fessurarsi sotto lazione dei carichi accidentali.

Il precompresso e` stato utilizzato in Italia in diverse costruzioni e in particolare per lacostruzione di solai, con travetti prefabbricati in precompresso e pignatte.

Notevoli sono stati i disagi causati nel tempo a causa delle deformazioni viscose del cal-cestruzzo sotto carico, che ha portato a ridurne notevolmente limpiego.

Particolare menzione va fatta sulle tensioni delle strutture in cemento armato sotto carico.Il cemento armato inizialmente era realizzato con lutilizzo di ferri lisci, con grandi pro-

blemi di ancoraggio e di sfilamento tra acciaio e calcestruzzo. Con i ferri lisci laderenza re-stava molto limitata e in caso di effetti dinamici scemava in modo sensibile.

6 Introduzione - Calcestruzzo e cemento armato

Perret: stabile in rue Franklin a Parigi,1903.

Lintroduzione dellarmatura ad aderenza migliorata ha migliorato in modo sensibileladerenza con il calcestruzzo, ha di fatto ridotto lentita` delle fessure e risolto i problemidellancoraggio di barre diritte.

Nel tempo le strutture in cemento armato sono state sempre piu` impegnate e resistenti,con problemi crescenti di fessurazione e di duttilita`.

A questo proposito va sottolineato che le nostre norme limitano la resistenza del calce-struzzo, poiche al crescere della resistenza il comportamento a rottura diventa piu` fragile,ovvero con deformazioni ultime piu` ridotte.

Levoluzione del c.a. porta ad ottenere unmateriale piu` resistente e piu` durevole, conlimpiego di nuovi tipi di cementi e soprattuttocon aggiunte e additivi, che sempre piu` condi-zionano pesantemente le caratteristiche del c.a.

In Italia, zona a rischio sismico, levoluzioneche si impone e` realizzare strutture resistenti eduttili, che resistano senza danni a terremoti dipiccola intensita` e siano in grado, mettendo incampo le sue capacita` di plasticizzazioni duttili, di resistere senza crollare a terremoti digrande magnitudo e di lunga durata.

1 Introduzione spicciola al calcestruzzoe ai suoi componenti

1.1 Il cemento (cement)

Il cemento deriva dalla cottura ad alta temperatura di argilla e calcare, effettuata in untubo rotante. Alla fine della cottura si ottengono delle palline, dette clinker, che, frantuma-te, ci forniscono il cemento in polvere.

PFenomeni alla base del successo del cemento economico; facile da usare; simile ad una pietra artificiale; di aspetto gradevole; conformabile a piacimento.

PPerche il cemento e` un leganteLa particella di cemento, dopo la cottu-

ra, diventa molto avida di acqua; nonappena essa viene a contatto con lacqua,si trasforma da particella con forma com-patta (tipo sassolino) in una struttura ten-tacolare, avvolta da materiale colloidaletipo gel. Questo fenomeno e` alla base del-la capacita` legante del cemento. Le parti-celle tentacolari si intersecano tra loro,dando luogo ad una matrice legante, checoinvolge le particelle di inerte o qualsiasialtra cosa cui il cemento umido abbia lapossibilita` di far presa.

Introduzione - Calcestruzzo e cemento armato 7

Museo della scienza a Valencia di Calatrava.

PLa presaE` la prima fase che porta il cemento a trasformarsi in pietra; il fenomeno parte dalla po-

sa e dura qualche ora; in tale fase si formano e si stabilizzano i legami. Limpasto non deveessere sollecitato e deve essere curato e protetto, affinche non vi siano danni superficiali oche vi sia mancanza di acqua (ad esempio con insolazione eccessiva o riscaldamento ecces-sivo).

PLindurimentoDopo qualche ora dalla posa inizia la fase dellindurimento, nella quale limpasto diven-

ta rigido e resistente, con una crescita di resistenza veloce nei primi giorni e sempre piu` len-ta negli anni successivi.

PLinvecchiamentoAnche lelasticita` e la possibilita` di incassare le sollecitazioni senza fessurarsi eccessiva-

mente e` variabile, dato che e` alta nei primi giorni e diminuisce nel tempo.Il fenomeno e` simile a quello che interessa le nostre ossa, piu` elastiche e plastiche in

giovinezza e piu` rigide e fragili nella vecchiaia.In questo senso si puo` dire che il calcestruzzo invecchia.

PUn materiale antico: la pozzolanaLa pozzolana e` un prodotto che si ricava da alcune cave, ad esempio quelle presso Poz-

zuoli, vicino Napoli. I Romani la utilizzavano mescolandola alla calce aerea per ottenereuna sorta di cemento, che ha dato ottimi risultati nel tempo. La pozzolana deriva dalla cot-tura di terreni argillosi ad alta temperatura in presenza di solfati e altri prodotti chimici,cottura mediante il calore che si sprigiona da vene vulcaniche.

1.2 Tipi di cementi

I tipi di cemento piu` utilizzati sono quello classico o Portland, e due cementi ottenutidal precedente ma con aggiunte. Esistono anche il cemento bianco, quello alluminoso e apresa rapida.

PCemento PortlandIl cemento normale si dice di tipo Portland, e prende il nome dalle rocce della citta-

dina Inglese.Il cemento di questo tipo ha il difetto di contenere, nel calcestruzzo ottenuto dei carbo-

nati solubili. Questo difetto e` importante, poiche se lacqua ha la possibilita` di lambire lasuperficie del calcestruzzo essa porta in soluzione i carbonati solubili, lasciando dei vuoti. Ivuoti sono come piccole caverne che indeboliscono la struttura del calcestruzzo e ne fannodiminuire la resistenza a compressione. Effetto piu` devastante si ottiene nel cemento arma-to, poiche la formazione di gallerie vuote consente allossigeno contenuto nellatmosfera dipenetrare in contatto con larmatura metallica.

PCemento con aggiunta di scorie di altofornoAggiungendo alla polvere di cemento i prodotti di scarto che si raccolgono sul fondo

degli altoforni per la produzione dellacciaio i carbonati si fissano molto meglio e non sonopiu` solubili. Il calcestruzzo diventa molto piu` resistente sia allaggressione dellacqua che aquella degli acidi.

PCemento pozzolanicoSi aggiunge alla polvere di cemento polvere di pozzolana, con effetti simili al precedente.In sintesi per opere esposte alle intemperie o peggio a soluzioni acide, e` consigliabile

lutilizzo di cemento pozzolanico o con scorie di altoforno.


Si sottolinea che, daltronde, le differenze di prezzo non sono sensibili.

Il cemento viene fornito in sacchi da 50 kg, o da 25 kg (sacchetto di peso ridotto introdot-to recentemente per migliorarne la movimentazione manuale, a seguito della legge 494/96).

Il costo di un sacco da 50 kg si aggira sui 5 E; con un costo approssimato di 10 E al quin-tale.

Per curiosita` si citano altri tipi di cemento, in pratica utilizzati solo raramente:

cemento bianco: costosissimo rispetto a quello normale, utilizzato in opere speciali per ilsuo colore candido;

cemento alluminoso: vietato per strutture poiche esso si trasforma in un materiale granulo-so in condizioni particolari, con possibilita` di crolli improvvisi;

cemento a presa rapida: molto costoso; la presa dura qualche minuto, non adatto per lestrutture, impiegato solo per fissare velocemente elementi non strutturali.

1.2.1 Cementi da EN 197

I cementi vengono classificati in base al-la resistenza a compressione che essi svi-luppano a 28 giorni di stagionatura.

I provini utilizzati sono di dimensioni4 4 16 cm.

4

416

Figura 1.1 Dimensione provini secondo EN 197.

Nella prima fase il provino viene rottocon un apparecchio a bilancia, come in-dicato in Figura 1.2

Figura 1.2 Modalita` di rottura a bilancia.

Nella seconda fase i due pezzi vengono schiacciati sotto la pressa, ottenendo il valoredella resistenza a compressione del tipo di cemento anche se in realta` si tratta di un provi-no composto da cemento e da sabbia a spigoli tondi.

I cementi sono classificati in base al tipo di indurimento e alla resistenza secondo la ta-bella 1.1.

Tabella 1.1 Nomeclatura dei cementi

Tipo di indurimento Sigla cemento Resistenza e indurimento

RAPIDO CEM 52,5 R

42,5 R

52,5 N

NORMALE CEM 42,5 N

32,5 R

LENTO CEM 32,5 N


Levoluzione delle resistenze medie a caricamento dipende dalla stagionatura e dal tipodi cemento come indicato nella tabella 1.2, dove troviamo i vari calcestruzzi ottenuti concementi a presa rapida, normale o lenta

Tabella 1.2 Evoluzione resistenza fck (a t giorni)

t (giorni) Classe R (fck) Classe N (fck) Classe S (fck)

1 0,42 0,34 0,19

2 0,58 0,5 0,35

3 0,66 0,6 0,46

7 0,82 0,78 0,68

14 0,92 0,9 0,85

28 1 1 1

90 1,09 1,11 1,18

360 1,15 1,19 1,31

Anche il modulo di elasticita` media varia al variare dei giorni ed e` ottenuto come valoresecante nel diagramma del legame costitutivo, come mostrato in figura.

f cm

0,4 fcm

E cm

Figura 1.3 Diagramma per il calcolo del modulo Ecm.

Tabella 1.3 Evoluzione modulo elastico Ecm (a t giorni)

t Classe R (Ecm) Classe N (Ecm) Classe S (Ecm)

3 0,88 0,86 0,8

7 0,94 0,93 0,89

14 0,97 0,96 0,95

28 1 1 1

90 1,02 1,03 1,05

360 1,04 1,05 1,08


1.3 Cosa si puo` ottenere con il cemento

pBoiacca

Deriva dallimpasto di cemento o legante in genere, e acqua. (Si impiega ad esempioper sigillature di giunti dei pavimenti).

pMalta (mortar)

Deriva dallimpasto di legante, sabbia e acqua.

Mescolando cemento e sabbia si ottiene malta cementizia, con un rapporto volumetricodi 1 di cemento e 3 di sabbia.

Mescolando 1 di cemento, 1 di calce idraulica e 3 di sabbia si ottiene malta bastarda,meno resistente di quella cementizia ma molto piu` lavorabile. Si ottiene un intonaco sela malta e` utilizzata per finiture superficiali.

pCalcestruzzo (concrete)

Il calcestruzzo deriva dallimpasto di cemento, inerti e acqua. Si ottiene una pietra arti-ficiale grigia e resistente a compressione.

1.4 Inerti (aggregates)

Gli aggregati devono essere resistenti e puliti.

p Inerti fini

Sabbia (sand): deve essere di natura fluviale.

Caratteristiche della sabbia:

la sabbia deve essere di natura silicea e non calcarea;

la sabbia non deve contenere polvere;

la sabbia deve essere pulita.

M Un controllo alla buona da parte del Direttore dei Lavori puo` essere effettuato con queste sem-plici operazioni:

prendendo in mano un po di sabbia essa deve scricchiolare tra le dita, ovvero si devono tastare

granelli duri e resistenti che strofinano senza rompersi tra loro. Se la sabbia e` calcarea le particel-

le tendono a polverizzarsi;

aprendo il pugno e soffiando non deve sollevarsi polvere;

buttando via la sabbia e strofinando leggermente le mani, la mano che ha preso la sabbia deve

tornare pulita. Se si e` sporcata la mano di marrone vuol dire che vi e` argilla che, come la polvere,

puo` inibire il contatto del legante con linerte.

M Per il controllo delle qualita` della sabbia si deve ricorrere ad analisi di laboratorio, con prove disedimentazione o analisi chimiche. Nella prova di sedimentazione viene mescolata sabbia e acqua;

lasciando sedimentare il tutto si osserva che le particelle di sabbia si depositano sul fondo, dopo di

che si depositano le particelle di limo; la percentuale di particelle minute deve essere contenuta in ba-

se alle specifiche richieste (es. < 5%).


Non si accetta la sabbia di mare poiche le armature del cemento armato tendono a cor-rodersi di piu` e poiche sulla superficie finita del calcestruzzo si hanno delle efflorescenze dicolore bianco (cristalli di sali).

p Inerti grossi (coarse aggregate)Sono gli inerti naturali (dal letto di torrenti e fiumi): ghiaia ha diametro di vari centimetri; ghiaietto di qualche centimetro; ghiaino dellordine di 1 cm o meno;

Inerti derivanti dalla frantuma-

zione di rocce (a spigoli vivi):

Pietrisco;

Pietrischetto;

Pietrischino.

1.5 Dosaggio

La mescolazione dei vari elementi e` fondamentale per ottenere i risultati prefissati.

PDosaggio approssimato

Per ottenere un m3 di impasto si puo` utilizzare il seguente dosaggio volumetrico:

0,4 m3 di sabbia;

0,4 m3 di ghiaietto;

0,4 m3 di ghiaia.

M Se si dispone di un misto di ghiaia e ghiaietto si inseriscono direttamente 0,8 m3 di misto.

M La somma algebrica dei vari volumi fornirebbe un valore superiore a 1, ma i componenti, unavolta mescolati, si compenetrano; le parti piccole occupano i vuoti tra le parti grandi, con un volume

totale minore di 1.

La quantita` di cemento in un metro cubo di impasto varia a seconda del lavoro da esegui-re:

300 kg per opere di elevazione

400 kg per strutture faccia a vista

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Dosaggio200 kg per strutture in fondazione

100 kg per magroni o riempimenti

M Si osserva che in genere per poterpompare un calcestruzzo e` necessaria

una presenza di legante (cemento) con

dosaggio minimo intorno a 150.

Acqua: la quantita` di acqua e` poco meno della meta` in peso del cemento.

M Ad esempio per travi e pilastri si utilizzano 300 kg di cemento e 120-140 l di acquaM Sommando alla ghiaia il ghiaietto questultimo si posiziona nei vuoti della ghiaia, e sommandosuccessivamente la sabbia essa si posiziona nei vuoti piu` piccoli rimanenti. Questa e` la ragione per

cui sommando 0,4 0,4 0,4 alla fine si ottiene un volume globale minore di 1 m3.

PDosaggio fai da te utilizzando betoniera a bicchiere rovesciabileIl rischio del calcestruzzo artigianale che si effettua con la betoniera in cantiere e` quello

di ottenere impasti diversi luno dallaltro, con grande pericolo di cali locali di resistenza odi disomogeneita` marcate.

In un piccolo cantiere, per getti di limitato volume, si puo` ottenere limpasto utilizzandouna betoniera a bicchiere rovesciabile. Nel cantiere in genere sono presenti un mucchio di


sabbia fluviale e un mucchio di misto di ghiaia e ghiaietto; il cemento e` presente in sacchi.Si consiglia di operare nel modo seguente:

si costruisce una cassetta quadrata 50 50 cm, alta 27 per ottenere una misurazione piu`accurata;

si inseriscono nella betoniera una cassetta di sabbia, due cassette di misto, un sacco da50 kg di cemento e una damigiana dacqua di circa 25 litri.

Il prodotto finale e` naturalmente di tipo artigianale e deve essere utilizzato con particolariconiche. Quanto sopra e` molto approssimativo, ma il prodotto che si ottiene e` accettabile.

PDosaggio esatto nellimpianto di betonaggioNellimpianto di betonaggio gli inerti sono suddivisi in base alla pezzatura in svariati

mucchi e il miscuglio che si opera e` variabile a seconda del calcestruzzo che e` stato prescrit-to dallImpresa o dal Committente.

In una prima fase si dosano gli inerti e si pesa il loro contenuto.Il cemento viene derivato da un apposito silos in cui e` conservato con particolari condi-

zioni idrometriche. Viene aggiunto in base al dosaggio prescritto oppure in base alle carat-teristiche meccaniche che limpasto indurito deve garantire.

Particolare attenzione va posta allaggiunta di acqua.La quantita` di acqua deve tener conto dellacqua gia` contenuta negli inerti e della lavo-

rabilita` che si vuole ottenere.Nel caso in cui si voglia ottenere una maggiore lavorabilita` si tende ad aumentare la

quantita` di acqua. Le ripercussioni sulla diminuzione di resistenza sono contenute se nelcontempo si aumenta anche il dosaggio di cemento.

La granulometria degli inerti e` molto importante. Essa viene definita come linsiemedei dosaggi delle varie dimensioni (o pezzature) di inerti che si adoperano.

La granulometria ottimale e` quella che porta il miscuglio di inerti ad avere una strutturachiusa ovvero dotata di pochissimi vuoti.

Pochi vuoti da riempire comportano unagevole opera legante del cemento bagnato.Molti vuoti comportano la formazione di sacche piene di cemento e acqua e un biso-

gno di cemento piu` elevato al fine di ottenere le caratteristiche di resistenza desiderate.

1.6 Impasto degli ingredienti

Limpasto a mano, effettuato per piccolissime quantita`, avviene utilizzando una super-ficie rigida e pulita; si ammucchia sabbia e inerti secchi, si aggiunge cemento in polvere e simescola il tutto con la pala, fino ad ottenere un miscuglio omogeneo. A questo punto si allar-ga il mucchio ricavando un cratere centrale, nel quale si versa una certa quantita` di acqua.Si fa franare parte del materiale e si mescola allacqua; alla fine tutto il miscuglio viene amal-gamato e limpasto e` pronto alluso quando non vi sono piu` particelle asciutte in vista.

Particolare attenzione va posta alla consistenza dellimpasto, che deve essere piu` asciut-ta possibile.


PBetoniera a bicchiere rovesciabilePer piccoli cantieri si utilizza la betoniera a bicchiere rovesciabile, che consente limpa-

sto di circa 0,2 m3, essa impasta ruotando in una direzione e fa fuoriuscire limpasto incli-nando il bicchiere con una ruota laterale invertendo nel contempo la rotazione.

Betoniera deriva dal nome francese beton che si attribuisce al calcestruzzo.

PMotobetonieraLimpasto in genere e` preconfezionato in una centrale di betonaggio.Il trasporto viene effettuato con betoniere, che sono contenitori rotanti che mescolano

limpasto. Invertendo il senso di rotazione la betoniera permette la fuoriuscita del calce-struzzo.

Se il percorso e` di pochi minuti si aggiunge subito lacqua. Se il percorso e` lungo lacquaviene aggiunta allincirca un quarto dora prima dello scarico, mediante un serbatoio pre-sente dietro labitacolo del guidatore.

Limpasto prolungato stanca il calcestruzzo poiche i legami appena formati sono rottie se ne formano altri, anchessi danneggiati. Come conseguenza il calcestruzzo derivanteda un impasto prolungato risulta meno energico e la sua resistenza finale e` piu` ridotta.

PAcqua di impastoIl rapporto ottimale acqua/cemento e` circa 0,4. Aumentando lacqua si aumenta la lavo-

rabilita` dellimpasto, ma diminuisce sensibilmente la resistenza finale del calcestruzzo indu-rito. Nel calcestruzzo, infatti, al crescere dellacqua in eccesso si hanno dei residui di acquanon utilizzata che restano incapsulati nella matrice indurita formando della caverne riempi-te di acqua. Allevaporare dellacqua queste cavita` restano vuote e producono diminuzionedi resistenza della struttura.

PResistenzaSi definisce resistenza la forza unitaria massima che il calcestruzzo sopporta sotto una

particolare sollecitazione. La resistenza e` caratteristica dato che essa rappresenta il valo-re che ha un frattile di insuccesso del 5%.

La classe di resistenza del calcestruzzo valuta la resistenza caratteristica di un impastodopo 28 gg. di stagionatura e si indica con Cfck, cyl; ad esempio C25 indica una resistenza ci-lindrica con provino cilindrico di 25 MPa (N/mm2), pari a 250 daN/cm2; tale resistenza e` si-mile a quella cubica di 300 daN/cm2 che si trova per un cubetto di lato 15 cm messo sotto lapressa sempre dopo 28 gg. di stagionatura.

Nel seguito si indica con fck la resistenza caratteristica cilindrica a compressione e conRck la resistenza cubica.

PLavorabilita`Limpasto secco e` meno lavorabile; piu` la sua consistenza diminuisce e piu` limpasto e`

lavorabile. La lavorabilita` si puo` misurare in vari modi; particolarmente agevole e` luso delcono di Abrams. Con questo metodo la lavorabilita` si collega allo Slump, che misura diquanto si abbassa un impasto inserito in un contenitore troncoconico riempito di calce-struzzo fresco e opportunamente costipato mediante un tondino, successivamente allo sfila-mento verticale del contenitore stesso.


1.7 Indicazioni su confezione e cura

PEsecuzione del calcestruzzoIn linea di principio, una superficie a vista implica il rispetto, durante la confezione del

calcestruzzo, di alcune regole complementari a quelle date per il confezionamento di unbuon calcestruzzo da costruzione durevole.

Particolare attenzione va posta alla posa e alla tipoogia dei casseri, che possono esserein legno, metallici o in materiali plastici. La capacita` dassorbimento dei casseri puo` altera-re il colore del calcestruzzo e la regolarita` della sue tonalita` superficiali; i casseri non devo-no lasciare macchie ne agire chimicamente sul calcestruzzo. La faccia interna deve esserespalmata con uno strato fine e di spessore costante di un prodotto diramante. I giunti deicasseri devono essere sufficientemente impermeabili alla malta.

PComposizione del calcestruzzoLa miscela di calcestruzzo deve essere sufficientemente omogenea affinche lacqua non

si separi dai componenti solidi del calcestruzzo fresco.Laspetto delle superfici a vista che si desiderano ottenere, puo` essere determinante per

la scelta dei componenti dal punto di vista del colore, della granulometria e per le propor-zioni della miscela.

PTrasporto, posa in opera e compattazioneI metodi di trasporto, di posa in opera e di compattazione del calcestruzzo sono scelti in

modo che questo si segreghi il meno possibile e che si ottenga una compattazione efficace;il calcestruzzo, per quanto e` possibile, deve essere compattato in modo continuo da un vi-bratore interno efficace, in modo che non siano trattenute bolle daria nel calcestruzzocompattato.

PCura e protezioneIl calcestruzzo deve subire una cura appropriata ed essere protetto dai danni meccani-

ci (per esempio, urto) e dalla formazione di macchie (dovute ad acciai di legatura chesporgono).

POrganizzazioneLe superfici di calcestruzzo a vista di buona qualita` possono essere realizzate solo da un

personale coscienzioso e abile e con unadeguata sorveglianza. E` importante una strettacollaborazione fra progettista ed operaio esecutore.

2 Tecnologia del calcestruzzo

Il presente paragrafo e` basato sulle indicazioni del codice modello CEB-FIP 90 e sullanorma europea UNI EN 206, che e` stata integrata in UNI ENV 1992-1 e nelle NTC 2008.Le note tratte da Linee guida del Servizio centrale del Consiglio Sup. dei LL.PP. fornisco-no indicazioni specifiche sulluso del calcestruzzo strutturale.

2.1 Prefazione

Questa parte fa riferimento al Codice-Modello FIP-CEB e alla norma europea UNI EN206-1 (ed. 2000) contiene i principi piu` importanti della tecnologia del calcestruzzo.

In primo luogo si trattano i criteri per la scelta dei componenti e la composizione delcalcestruzzo e successivamente si forniscono indicazioni sulla fabbricazione e la posa inopera del calcestruzzo.


M Nel seguito sono riportati dei paragrafi tratti dalle Linee guida sul calcestruzzo strutturale re-datte dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei LL.PP. del dicembre 1996, alle quali

si rimanda per la consultazione completa. Esse sono precedute dal simbolo E LGCS

Il problema della qualificazione e conseguente certificazione dei prodotti da costruzio-ne e` regolato, a livello europeo, dalla Direttiva 89/106/CEE, recepita in ambito nazionaleattraverso il D.P.R. n. 246/93; la recente Legge Quadro sui lavori pubblici ha ulteriormenterafforzato lesigenza della qualificazione dei soggetti, dei processi e dei prodotti relativi alsettore.

Le Linee guida sul calcestruzzo strutturale che sono state redatte costituiscono unautilissima base per quanto attiene la salvaguardia dei requisiti essenziali concernenti la si-curezza strutturale e la tutela della pubblica incolumita`; esse sono basate sullesperienzanazionale ed europea (UNI EN 206, CEB-FIP Model Code 1990, Richtlinie fur HochfestenBeton 1995, DIN 1 045/88), sono rivolte a dare indicazioni ed informazioni di carattere ge-nerale e di dettaglio per una progettazione, lavorazione, realizzazione e controllo del mate-riale calcestruzzo.

2.2 Quadro normativo europeo

Fare calcestruzzo in Europa significa operare in differenti paesi della comunita` in cui visono diverse condizioni climatiche e geografiche, differenti livelli di protezione e differentie soprattutto ben consolidate esperienze e tradizioni regionali. Per permettere una unifor-mita` reale sulluso del cemento armato sono necessari sforzi comuni sia legislativi che nelleapplicazioni pratiche.

Per fronteggiare questa situazione cos` variegata sono state introdotte le classi che indi-viduano le proprieta` del calcestruzzo. In linea di principio si permette che continuino e sisviluppino pratiche valide nel luogo dimpiego del calcestruzzo come alternativa allapproc-cio prescrittivo delle norme europee, almeno in fase transitoria.

Proprieta`() classiLe classi raccolgono materiali le cui proprieta` cadono in un determinato range

Per la norma i soggetti coinvolti nel processo di produzione del calcestruzzo sono:

prescrittore; produttore; utilizzatore.

Il prescrittore e` responsabile per le specifiche del calcestruzzo (Cap. 6 della UNI EN206).

Il produttore e` responsabile per la conformita` ed il controllo di produzione (Cap. 8 e 9della UNI EN 206).

Lutilizzatore e` responsabile per il getto del calcestruzzo (messa in opera).

2.3 Materiale

Nel presente capitolo si parla di calcestruzzo per strutture gettate in sito, strutture pre-fabbricate e componenti strutturali prefabbricati per edifici e strutture di ingegneria civile.


Il calcestruzzo puo` essere:

miscelato in cantiere; preconfezionato o prodotto in un impianto per componenti di calcestruzzo prefabbricato.

Si fa riferimento al calcestruzzo compatto, realizzato in modo da non trattenere unaquantita` apprezzabile di aria intrappolata oltre a quella aggiunta. In base al peso si parla dicalcestruzzo normale, pesante e leggero.

UNI EN 206 e UNI ENV 1992-1 sono correlate e integrate con le norme UNI EN rela-tive a cemento, acqua e aggregati, che devono parimenti essere rispettate.

Particolare menzione va fatta alla direttiva Materiali in attuazione delle prescrizioni eu-ropee, al capitolo 11 delle NTC2008 e a tutte le norme UNI EN, EN o ISO in esso citate.Particolarmente utili risultano anche le linee guida per il cls preconfezionato, per il calce-struzzo ad alta resistenza e per le raccomandazioni CNR.

Compito dei soggetti interessati dal processo che porta alla costruzione in calcestruzzoe` dunque quello di informarsi e adeguarsi a tutte le disposizioni.

Il fine e` quello di ottenere in tutta Europa un prodotto con caratteristiche simili e conuna qualita` accettabile.

M Altre norme europee per prodotti specifici, per esempio elementi prefabbricati o per processi cherientrano nello scopo della presente norma possono richiedere o permettere deviazioni della presen-

te norma.

Requisiti addizionali o diversi possono essere definiti in altre parti della presente norma o in altrenorme europee specifiche, per esempio:

calcestruzzo per strade ed altre aree trafficate;

calcestruzzo che utilizza altri materiali o materiali componenti non previsti nelle precedenti nor-me;

calcestruzzo con diametro massimo dellaggregato di 4 mm o minore (malta);

tecnologie speciali;

calcestruzzo per contenitori per rifiuti liquidi e gassosi;

calcestruzzo per contenitori per la conservazione di sostanze inquinanti;

calcestruzzo per strutture massicce;

calcestruzzo premiscelato secco.

N.B.: Finche queste norme non sono disponibili, potranno essere applicate disposizioni valide nelluogo dimpiego del calcestruzzo.

Sono in preparazione norme europee per:

calcestruzzo per strade ed altre aree trafficate;

calcestruzzo proiettato.

La UNI EN 206 non si applica a:

calcestruzzo areato;

calcestruzzo alveolare;

calcestruzzo con struttura aperta;

calcestruzzo con massa volumica minore di 800 kg/m3;

calcestruzzo refrattario.

La norma europea non contiene ancora disposizione per la protezione della salute e per la sicurezza

degli addetti alla produzione e consegna del calcestruzzo.


Figura 2.1 Relazioni tra la UNI EN 206-1 e le norme per la progettazione e lesecuzione, le nor-me relative ai costituenti e le norme per le prove.

Struttura di calcestruzzo

EN (Euro-Norma)Norme per i prodotti

prefabbricati in calcestruzzo

UNI ENV 1992Design of concrete Structures

Progetto di strutture in calcestruzzo

UNI ENV 12350Testing fresh Concrete

Prove sul calcestruzzo fresco

UNI ENV 12390Testing hardened concrete

Concrete prove sul calcestruzzo indurito

UNI ENV 13791Assessment of concrete strength in structures

Andamento nel tempo delle tensioni nel calcestruzzo

UNI ENV 12504Testing concrete in structures

Prove su calcestruzzo in sito

UNI EN 206-1Concrete

calcestruzzo

UNI ENV 13670-1Execution of concrete structurese

secuzione di strutture in calcestruzzo

UNI EN 197 - 1 : 2006Cement

Cemento

UNI ENV 13055-1Light-weight Aggregates

Aggregati leggeri

UNI ENV 1262Aggregates for concrete

Aggregati (inerti)

UNI ENV 1008Mixing water for concrete

Acqua di impasto

UNI ENV 934-2Admixtures for concrete

Additivi

UNI ENV 450Fly ash for concrete

Ceneri volanti

UNI ENV 13263 - 1 : 2005Silica fume for concrete

Fumi di silice

UNI ENV 12878Pigments

Pigmenti

Strutture

Cemento

Aggregati

Acqua

Aggiunte

Additivi

M Le NTC 2008 dettano indicazioni eprescrizioni su quasi tutti gli argomen-

ti, in particolare al cap. 11 per il mate-

riale, al cap. 4 per il calcolo e al cap. 7

per la zona sismica.


2.4 Definizione del calcestruzzo

Il calcestruzzo e` una pietra artificiale fatta di cemento, inerti e acqua.E` ottenuta con lindurimento del cemento mescolato ad acqua; oltre ai componenti fon-

damentali citati, puo` contenere anche additivi e/o materiali aggiunti.Il valore nominale del diametro massimo dellinerte e` normalmente compreso fra 8 e 32

mm, e in alcuni casi particolari, superiore a 32 mm.Se il diametro massimo dellinerte non supera 4 mm, in generale, il prodotto ottenuto e`

chiamato malta e non calcestruzzo.Il calcestruzzo deve essere composto e compattato in modo da non contenere alcuna

presenza significativa di vuoti a indurimento avvenuto.Il calcestruzzo si distingue in base a diverse caratteristiche.

PDistinzioni in base alla massa volumica Calcestruzzo normale: calcestruzzo che ha una massa volumica, allo stato secco, superio-

re a 2000 Kg/m3, ma al massimo pari a 2800 Kg/m3. Calcestruzzo con inerti leggeri (a struttura chiusa): calcestruzzo che ha una massa volumi-

ca allo stato secco al massimo pari a 2000 Kg/m3 ed e` confezionato tutto o in parte coninerti a struttura porosa (inerti leggeri).

Calcestruzzo pesante: calcestruzzo che ha una massa volumica allo stato secco superiorea 2800 Kg/m3; per la sua posa in opera (getto, compattamento ecc.), devono essere segui-te alcune regole aggiuntive.

PDistinzioni in base al luogo di confezione Calcestruzzo in cantiere: i componenti di questo calcestruzzo sono dosati sul cantiere e

mescolati in un apparecchio miscelatore fisso (betoniera o miscelatore). Calcestruzzo preconfezionato o premiscelato: i componenti di questo calcestruzzo sono

dosati e mescolati in una centrale esterna al luogo di impiego; esso viene trasportato inappositi veicoli e consegnato sotto forma di calcestruzzo fresco pronto per limpiego; inbase al tipo di miscela si distingue il calcestruzzo preconfezionato miscelato in centraleed il calcestruzzo preconfezionato miscelato sul veicolo. Il calcestruzzo miscelato su vei-colo e` confezionato in un veicolo speciale.

PDistinzioni in base alla posa in opera Calcestruzzo gettato in opera: calcestruzzo portato fresco nellelemento da costruire, po-

sto in opera nella sua posizione definitiva e indurito in questa posizione. Fornito in elementi prefabbricati: elementi strutturali trasportabili, che sono prefabbricati

allesterno e che sono trasportati al posto di impiego e posti in opera nella loro posizionedefinitiva solo dopo un conveniente indurimento del calcestruzzo.

PDefinizione in base allo stato di indurimentoIl calcestruzzo puo` essere fresco o indurito se si e` completato il fenomeno della presa.

2.5 Componenti

La qualita` dei componenti utilizzati per la confezione del calcestruzzo deve essere taleche le proprieta` desiderate per il calcestruzzo siano ottenute in modo sicuro e siano mante-nute nel tempo.

Percio` i componenti devono soddisfare alcune condizioni che riguardano sia la compo-sizione chimica che le proprieta` meccaniche e fisiche.

Inoltre, la loro qualita` deve, per quanto e` possibile, essere costante durante il trasportoe lo stoccaggio; deve essere garantita la loro pulizia.


2.5.1 Cemento

PQualita` e specificazioniIl cemento deve soddisfare le norme nazionali in vigore.Le proprieta` che hanno unimportanza generale per la costruzione sono: la stabilita` di

volume, lo sviluppo della presa e dellindurimento e, per alcuni casi particolari, la resisten-za agli attacchi chimici ed il valore di idratazione.

Generalmente non si ammette limpiego del cemento alluminoso per gli elementi por-tanti. Le normative nazionali possono contenere altre restrizioni in merito alla qualita` delcemento, ad esigenze complementari di resistenza minima per il calcestruzzo precompres-so ad armature aderenti (per pretensione) e in merito alla malta diniezione delle guai-ne dei cavi.

P Scelta del cementoIl cemento deve essere scelto, fra quelli considerati idonei, tenendo in considerazione:

lesecuzione dellopera; luso finale del calcestruzzo; le condizioni di maturazione (es.: trattamento termico); le dimensioni della struttura (per lo sviluppo di calore); le condizioni ambientali alle quali la struttura sara` esposta; la potenziale reattivita` degli aggregati agli alcali provenienti dai componenti.

PConsegna e stoccaggioIl cemento, durante il trasporto e lo stoccaggio, deve essere protetto dallumidita` e dalle

impurita`; il cemento messo in deposito allaria libera senza imballaggio assorbe umidita` eanidride carbonica, cio` puo` farlo aggregare in zolle ed influenzarne le proprieta` di induri-mento.

I cementi a macinatura fine, a presa rapida, sono particolarmente sensibili da questopunto di vista.

A meno che il clima sia molto secco, i normali sacchi di carta non offrono una protezio-ne sufficiente durante uno stoccaggio prolungato, anche se essi sono al riparo.

Se si prevede uno stoccaggio molto prolungato o in un clima molto umido, sono neces-sarie misure particolari per limballaggio, e la protezione in appositi locali.

Lutilizzatore deve verificare, prima di impiegarlo, che il cemento risponda sempre allenorme da applicare.

Le differenti qualita` di cemento devono essere marchiate in modo da permettere la loroidentificazione ed essere immagazzinate in modo da non causare miscugli involontari oconfusioni.

2.5.2 Inerti

Linerte e` un insieme di granuli frantumati o no, di materiali minerali naturali o artifi-ciali, che hanno dimensioni e forma convenienti per la confezione del calcestruzzo.

I granuli possono avere dimensioni uniformi diverse e presentare una struttura chiusa eporosa.

I granuli a struttura porosa, di massa volumica apparente inferiore a 2000 Kg/m3, sonochiamati inerti leggeri, i granuli di massa volumica apparente nettamente superiore a 3000Kg/m3 sono chiamati inerti pesanti.

Inoltre, per una classificazione piu` precisa, si puo` fare una distinzione fra gli inerti infunzione dei seguenti caratteri: natura dei materiali dorigine, granulometria, modo di pro-duzione (naturale o artificiale), o di alcune proprieta` tecnologiche interessanti, come, per


esempio, forma dellinerte, struttura della superficie del granulo rotto o non rotto, resisten-za, durabilita` ecc.

P Specificazioni generaliGli inerti devono normalmente soddisfare le esigenze delle normative nazionali che

corrispondono allapplicazione prevista, o, in assenza di tali normative, alle norme ISO.Per alcuni casi particolari, si possono anche utilizzare inerti che non soddisfano le nor-

mative o inerti per i quali le normative in uso non sono applicabili.Cio` presuppone, tuttavia, che si possa acquisire unesperienza soddisfacente sulle pro-

prieta` del calcestruzzo realizzato con tali inerti e che la loro corrispondenza alle condizioniparticolari considerate sia stata effettivamente esaminata.

Gli inerti, sotto leffetto dellacqua, non devono rammollirsi, rigonfiarsi in modo inam-missibile, disgregarsi, produrre con il cemento ed i suoi prodotti didratazione reazioni no-cive (per esempio, reazione degli inerti basici), ridurre la protezione delle armature controla corrosione (soprattutto per un tenore troppo elevato di cloruri).

Nello stesso tempo, le proprieta` degli inerti devono soddisfare alcune esigenze, confor-mi alla destinazione ed alla necessita`, concernenti la granulometria, la pulizia, la resistenza,la forma dei granuli, la qualita` della superficie, la resistenza al gelo e allusura.

Inoltre, per gli inerti leggeri, sono particolarmente importanti la porosita` e lo svilupponel tempo dellassorbimento dacqua.

Per la produzione di un calcestruzzo di classe superiore, puo` essere necessaria lutilizza-zione di inerti di qualita` superiore scelti con cura.

Se e` noto che gli inerti previsti hanno uninfluenza insolita su alcune caratteristiche delcalcestruzzo, come la resistenza, la densita`, il ritiro, le deformazioni igrometriche, il coeffi-ciente di dilatazione termica, il modulo di deformazione longitudinale o la durabilita`, biso-gna tenerne conto sia in fase di progetto che di esecuzione.

Alcune dolomiti e basalti, per esempio, diminuiscono di volume con lessiccamento.Un calcestruzzo realizzato con essi potrebbe avere un coefficiente di ritiro piu` elevato

di quello che ci si potrebbe normalmente attendere.

P Inerti mariniGli inerti marini sono sconsigliati poiche aumentano il rischio di corrosione delle arma-

ture metalliche e perche esse inducono la formazione di efflorescenze superficiali nel calce-struzzo indurito. Tuttavia essi possono essere utilizzati a condizione che il loro tenore incloruri non sia troppo elevato e che soddisfino le altre esigenze che competono alla loroutilizzazione.

Luso di inerti marini puo` dar luogo a efflorescenze e a maggior corrosione delle barredacciaio.

PTrasporto e stoccaggioGli inerti per calcestruzzo, non devono, durante il trasporto e lo stoccaggio sul posto,

essere inquinati da altri materiali.Non devono essere mescolati in modo non controllato granulometrie diverse e tipi diver-

si; per quanto e` possibile deve essere evitata una segregazione delle differenti dimensioni.

PPrescrizioni inerti

pAggregatiSono riconosciuti generalmente idonei:

(a) normali e pesanti conformi alla UNI EN 12620.(b) leggeri conformi alla UNI EN 13055.


PUtilizzo degli aggregatiIl tipo di aggregato, la granulometria e le proprieta`, devono essere scelti considerando:

lesecuzione dellopera; limpiego finale del calcestruzzo; le condizioni ambientali alle quali il calcestruzzo sara` esposto; ogni requisito per laggregato esposto o per le finiture lavorate del calcestruzzo.

La dimensione massima nominale dellaggregato (Dmax) deve essere scelta tenendoconto del copriferro e della larghezza della sezione minima.

Aggregato in frazione unica solo per cls con C < C12/15 (es.: magrone o riempimenti).Laggregato di recupero dellacqua di lavaggio o del calcestruzzo fresco, puo` essere uti-

lizzato come aggregato per calcestruzzo.

PResistenza alla reazione alcali-siliceQualora gli aggregati contengono varieta` di silice suscettibile di attacco da parte degli

alcali (Na2O e K2O provenienti dal cemento o da altre fonti) e il calcestruzzo sia espostoad ambiente umido, devono essere presi provvedimenti destinati a prevenire la dannosareazione alcali-silice utilizzando procedure di accertata idoneita`.

PGranulometria degli inerti

pCurve granulometriche e coefficienti che caratterizzano il dosaggio di acqua necessarioGli inerti per calcestruzzo sono realizzati con sabbia, rena, ghiaia e pietrisco.La sabbia e` in genere proveniente da banchi di origine marina mentre la rena deriva da

depositi alluvionali di natura fluviale. Entrambi i materiali si classificano come inerti fini ehanno granuli di piccole dimensioni, dellordine di qualche decimo di millimetro.

La ghiaia, il ghiaietto e il ghiaino hanno spigoli arrotondati e derivano da depositi flu-viali, essi sono inerti con pezzatura (diametro medio) dellordine di qualche centimetro.Nellordine citato la pezzatura e` decrescente.

Il pietrisco ha una pezzatura simile a quella della ghiaia ma ha spigoli vivi, dato che essoe` ricavato dalla frantumazione di pietre di maggior diametro.

E` necessario che gli inerti siano ben assortiti in modo che quelli fini vadano ad occuparei vuoti lasciati tra quelli di diametro maggiore. In sintesi si desidera che gli inerti forniscanouna struttura di tipo chiuso, con pochi vuoti.

In tal modo il legante impiegato potra` avvolgere meglio i granuli senza avere il rischiodi accumularsi in sacche vuote.

Per ottenere la granulometria ottimale, ovvero il dosaggio ottimale delle diverse pezza-ture, e` consigliabile partire da categorie differenti con intervallo di pezzatura sufficiente-mente contenuto.

La composizione delle diverse categorie granulometriche e della miscela di inerti si de-termina con laiuto di una serie di vagli, di preferenza 0,125 / 0,25 / 0,5 / 1 / 2 / 4 / 8 / 16 / 31,5 e63 mm conformemente a ISO 565.

I principali aspetti per la determinazione della granulometria dei componenti da inte-grare sono i seguenti:

percentuale ottimale di cemento e limitato dosaggio di acqua. Sotto questo punto di vistae` opportuno avere miscele granulometriche chiuse e con prevalenza di inerte grosso;

il trasporto, la posa in opera e la compattazione non devono far disgregare limpasto; laposa in opera deve essere il piu` possibile facilitata e fornire una tessitura chiusa durantela compattazione. Questo implicherebbe una prevalenza di inerte fine, in contraddizionecon il punto precedente;

il diametro massimo dellinerte piu` vantaggioso dipende principalmente dalla dimensio-


ne dellelemento strutturale, dal passo fra le barre dellarmatura, dalle condizioni di tra-sporto e di posa in opera e dalla classe di resistenza desiderata.

In particolare:

dmax< 1=3 dimensione minima dellelemento strutturale; ovvero le particelle non devo-no essere troppo grandi in relazione alle dimensioni del cassero in cui sono poste;

dmax< interferro o copriferro; i pezzi piu` grossi degli inerti devono poter passare tra gliinterspazi tra le barre.

La granulometria degli inerti puo` essere:

discontinua se si impiegano solo alcune classi granulometriche (es.: sabbia, ghiaietto,ghiaia): in tal caso basta fornire le proporzioni in volume delle classi impiegate (es.: 0.4m3 sabbia, 0,4 m3 ghiaietto, 0,4 m3 ghiaia per 1 m3 di impasto);

continua se si impiegano tutte le classi granulometriche dal granulo piu` fine a quello piu`grosso.In tal caso si fara` riferimento a curve granulometriche di riferimento in modo da ottene-re una granulometria rappresentata da una curva che si situa in una zona conveniente.

In figura 2.2 si riporta un esempio dicurve granulometriche con riferimentoad un inerte di dimensione massima32 mm. Dmax = dgmax in EC2.Il campo 3 e` conveniente, il 4 ha gra-nulometrie ancora utilizzabili; le mi-scele in campo 1 e 5 non sono accetta-bili in quanto in 1 il calcestruzzo e` diffi-cile da porre in opera mentre in 5 lamiscela esige un eccesso di acqua.

Figura 2.2 Curve granulometriche per inerti di dimen-sione massima 32 mm.

Figura 2.3a Fusi granulometrici estratti da FIP-CEB.


Figura 2.3b Fusi granulometrici estratti da FIP-CEB.

pProporzionamento dei finiUna adeguata proporzione di fine e` necessaria per avere un calcestruzzo con una strut-

tura chiusa e facile da porre in opera.Cio` e` particolarmente importante quando il calcestruzzo deve essere trasportato su lun-

ghe distanze o in canalizzazioni, per elementi a pareti sottili e molto armati e per il calce-struzzo con buona permeabilita`.

Si considerano come fini i componenti con grandezza del granulo < 0,25 mm.Un eccessivo contenuto di materiali inerti fini causa pero` un aumento della quantita` di

acqua necessaria; con un elevato rapporto acqua/cemento, si puo` influenzare sfavorevol-mente la resistenza al gelo-disgelo, agli attacchi chimici e allusura meccanica.

pComposizioni studiate (C I)Questo paragrafo si applica in primo luogo ai calcestruzzi con resistenza a compressione

specificata e di qualunque classe.La composizione studiata del calcestruzzo deve essere stabilita dopo indagini sperimen-

tali e deve essere comunicata allutilizzatore.Il produttore del calcestruzzo ha la responsabilita` della sua composizione.Il calcestruzzo deve essere composto in modo che, quando e` fresco, abbia una lavorabi-

lita` conveniente, non presenti segregazioni, e possa essere completamente compattato inmodo pratico.

Il calcestruzzo indurito deve soddisfare le specificazioni, in genere una data resistenza acompressione; a questo scopo durante le indagini sperimentali, occorre tener conto di unoscarto sufficientemente grande di dispersione.

Inoltre, il calcestruzzo deve essere durabile nellambiente previsto, e proteggere conve-nientemente le armature dalla corrosione.

Percio`, devono essere rispettate nello studio della composizione le seguenti indicazioni.

pRapporto acqua/cemento e dosaggio di cementoIl rapporto acqua/cemento necessario dipende dalle proprieta` richieste dal calcestruzzo.Deve essere sperimentato con laiuto di indagini sperimentali.Tuttavia, per la protezione contro la corrosione dellarmatura, il valore finale reale del

rapporto acqua/cemento non deve superare, in un ambiente interno 0,70 e, allaria aperta,in ambiente non aggressivo 0,65.


La quantita` necessaria di cemento e` definita da queste esigenze; inoltre, la quantita` mi-nima di cemento non dovrebbe scendere al di sotto di 240 kg/m3 per il calcestruzzo armatoe 270 kg/m3 per il calcestruzzo precompresso, salvo esperienze specifiche locali.

In un ambiente propizio alla corrosione delle armature o per acciai sensibili alla corro-sione, o ancora in un ambiente aggressivo per il calcestruzzo, puo` essere necessario o perlo meno raccomandato un rapporto acqua/cemento inferiore o una quantita` maggiore dicemento.

Per il calcestruzzo con proprieta` particolari e calcestruzzo di inerti leggeri, bisogna pre-vedere, in alcuni casi, dosaggi minimi di cemento maggiori di quelli previsti per il calce-struzzo strutturale ordinario.

Un dosaggio di cemento che superi sensibilmente i 500 kg/m3 dovrebbe normalmenteessere evitato, soprattutto a causa del rischio di tensioni troppo elevate dovute alla tempe-ratura; queste in particolar modo nel caso di elementi strutturali di grande spessore, posso-no provocare danni.

pGranulometria degli inertiPer granulometrie continue e discontinue, gli inerti devono comprendere in generale al-

meno due classi. In questo contesto, il fine non e` da considerare come classe.Quando si utilizzano soltanto due classi, una di queste deve situarsi nel dominio che va

da 0 a 2 mm e da 2 a 8 mm. Quando un inerte presenta naturalmente una composizioneconveniente per le proprieta` richieste dal calcestruzzo, lo si puo` utilizzare tale quale.

pComposizioni normalizzate (C II)Per calcestruzzi di classi di resistenza da C12 a C25, nel caso in cui la composizione ed i

componenti del calcestruzzo corrispondano a determinate condizioni definite dalle norma-tive nazionali, non sono necessarie indagini sperimentali.

In questo caso i produttori si assumono la responsabilita` della conformita` della compo-sizione del calcestruzzo alle esigenze minime definite dalle norme.

pComposizioni prescritte (C III)In questo caso lautore del progetto si prende la responsabilita` della composizione del

calcestruzzo; deve assicurarsi della convenienza e della qualita` della composizione previstacon prove appropriate, a meno che non sia disponibile unesperienza sufficiente, acquisitadurante unutilizzazione anteriore che ha avuto la stessa composizione.

I criteri validi per le prove di studio sono quelli dati per la produzione di una composi-zione studiata (C I); la specificazione della composizione prescritta deve riguardare almenoi seguenti punti:

qualita` del cemento e percentuale di cemento; qualita` degli inerti e la loro granulometria; consistenza del calcestruzzo fresco; alloccorrenza: natura e quantita` degli additivi e dei materiali aggiunti.

2.5.3 Additivi emateriali aggiunti

pAdditiviSono considerati idonei gli additivi conformi alla UNI EN 934-2.Si chiamano additivi i materiali aggiunti al calcestruzzo in piccolissime quantita` nellin-

tento di influenzarne alcune proprieta`, con unazione chimica o fisica, o soltanto una delledue. In generale incidono poco sul volume totale a causa della loro piccola quantita`.

Gli additivi sono per esempio: plastificanti, aeranti, ritardanti o acceleranti di presa, aiu-ti per liniezione dei cavi da precompressione.


La loro efficacia deve essere dimostrata da prove preliminari. Lutilizzatore deve riceve-re tutte le informazioni necessarie sulle proprieta` degli additivi e sulla loro influenza sul cal-cestruzzo e sulle armature, come per esempio: il dosaggio raccomandato, gli effetti sfavore-voli di un dosaggio scarso o eccessivo, leventuale presenza di cloruri e, alloccasione, il te-nore di questi, le condizioni di stoccaggio da rispettare, la durata massima di stoccaggio ecc.

Gli additivi non devono alterare in modo sfavorevole le proprieta` che si esigono dal cal-cestruzzo; non devono modificare sfavorevolmente la curabilita` del calcestruzzo, ne provo-care reazioni perturbatrici con i componenti del calcestruzzo, ne compromettere la prote-zione dellarmatura dalla corrosione.

Sono essenzialmente i cloruri che potrebbero dar luogo a questultima.Percio`, per il calcestruzzo armato o per il calcestruzzo a contatto con il calcestruzzo ar-

mato, non e` opportuno limpiego di additivi contenenti cloruri.In nessun caso si deve utilizzare il cloruro di calcio per il calcestruzzo precompresso pre

o post-teso. Poiche un additivo puo`, oltre che migliorare alcune proprieta` del calcestruzzo,modificare sfavorevolmente altre proprieta`, e` conveniente realizzare indagini sperimentalicon il calcestruzzo additivato o utilizzare quelle gia` eseguite dal produttore.

M La quantita` totale riguardo alluso degli additivi, ove utilizzati, non deve superare il dosaggiomassimo raccomandato dal produttore e non deve superare 50 g (nello stato di fornitura delladditi-

vo) per kg di cemento.

pMateriali aggiuntiLe aggiunte sono materiali in particelle fini, che possono essere inseriti in quantita` limi-

tate nellimpasto del calcestruzzo per influenzare alcune proprieta` o ottenere proprieta`particolari.

pAggiunteSi considerano aggiunte sia i filler minerali che i pigmenti, e si dividono in due tipi.

Aggiunte di tipo I:

filler conformi alla UNI EN 12620; pigmenti conformi alla UNI EN 12878.

Aggiunte di tipo II:

ceneri volanti conformi alla UNI EN 450; fumi di silice conformi alla UNI EN 13262.

Contrariamente agli additivi, le aggiunte devono essere prese in considerazione nellacomposizione volumetrica a causa della loro notevole quantita`.

La loro efficacia deve essere verificata da indagini sperimentali.Inoltre le aggiunte non devono essere pericolose per il calcestruzzo e devono essere

compatibili con esso; cio` significa per esempio che alcuni valori limite del contenuto di clo-ro, zolfo e magnesio, cos` come la perdita al fuoco, non devono essere superati, perche al-trimenti non si potrebbe escludere uninfluenza sfavorevole sulla durabilita` del calcestruz-zo o direttamente sulla protezione dalla corrosione, elementi che indagini sperimentali dibreve durata non potrebbero mettere in evidenza.

Le aggiunte a base organica devono essere utilizzate solo dopo studi approfonditi.Lutilizzatore deve essere informato sulla natura delle aggiunte e sulla quantita` da in-

trodurre.


pAggiunte come da linee guida calcestruzzo strutturaleIl fumo di silice e` un sottoprodotto della fabbricazione del silicio metallico e delle leghe

ferro-silicio, costituito da silice amorfa (85-98%) in particelle sferiche, di 1-2 ordini di gran-dezza inferiori a quelle dei granuli anidri di cemento.

Le ceneri volanti e la loppa granulata rallentano lo sviluppo iniziale della resistenza macontribuiscono al guadagno di resistenza finale. Entro certi limiti, il rallentamento inizialepuo` essere compensato aumentando la finezza di macinazione e agendo sulle condizioni distagionatura.

Con la loppa granulata daltoforno leffetto negativo sulla resistenza iniziale e` importan-te quando il contenuto di aggiunta e` elevato e la temperatura di stagionatura e` relativa-mente modesta.

Sostituendo una parte del cemento con fumo di silice si ottiene un miglioramento dellaresistenza a tutte le stagionature con un notevole incremento della resistenza finale e per-cio` limpiego del fumo di silice permette di evitare dosaggi troppo alti di cemento. Il mezzopiu` semplice per ottenere un calcestruzzo con resistenza superiore ad 80 N/mm2 e lavorabi-lita` adeguata e` laggiunta di fumo di silice.

Allazione positiva del fumo di silice sulla resistenza concorrono, oltre alla spiccata reat-tivita` del materiale nei confronti dellidrossido di calcio, reattivita` nettamente superiore aquella delle altre aggiunte citate, anche effetti di natura essenzialmente fisica ricollegabilialle dimensioni submicroniche delle particelle. Nella fase iniziale le particelle di fumo di si-lice accelerano il processo d` idratazione del cemento perche agiscono come centri di nu-cleazione per gli idrati in via di formazione e di conseguenza la resistenza, ad un giorno, e`maggiore che in assenza di aggiunta. Ai fini del contributo sulla resistenza finale e` conside-rato importante leffetto densificante o di riempimento (effetto filler): le particelle di fu-mo di silice a causa delle piccole dimensioni possono inserirsi nei vuoti esistenti tra le parti-celle del cemento cosicche il prodotto della reazione, silice amorfa-idrossido di calcio, puo`rendere molto compatta la matrice legante. Questo riduce sensibilmente la permeabilita` ea livello dellinterfaccia pasta-aggregato si traduce in un netto miglioramento della forza le-gante, se non altro per la diminuzione di prodotti indesiderati (idrossido di calcio ed ettrin-gite) nella zona di transizione.

Le ceneri volanti e le loppe granulate migliorano la durabilita` allattacco solfatico, han-no un ruolo nella riduzione della reazione alcali/aggregato, riducono il calore sviluppatonel corso del processo di idratazione e determinano una diminuzione di permeabilita`.

Con le ceneri volanti lacqua richiesta per una data lavorabilita` risulta minore. Ai finidellattivita` pozzolanica, la composizione della cenere volante deve essere di natura silico-alluminosa, con basso contenuto di ossidi basici (CaO).

I calcestruzzi con ceneri volanti hanno buona durabilita` ai cicli di gelo e disgelo se nel-limpasto fresco si puo` realizzare e mantenere un sistema di bolle con le dimensioni e la di-stanza richieste. Questo obiettivo puo` essere raggiunto, con le normali quantita` di aerante,soltanto nel caso in cui il contenuto di carbone della cenere volante sia uguale o inferioreal valore fissato dalla norma europea di accettazione UNI EN 450.

Le ceneri volanti e le loppe granulate di altoforno devono essere usate soltanto con ce-mento Portland e non devono mai essere aggiunte ad un cemento di miscela. Il divieto nonriguarda il fumo di silice che di frequente e` usato in combinazione con cemento Portland econ cenere volante.

Il fumo di silice, in accordo allelevata superficie specifica, di 50 volte circa superiore aquella del cemento, possiede una spiccata azione pozzolanica e percio` migliora notevol-mente la durabilita` del calcestruzzo alla gran parte degli attacchi chimici. Particolarmenteefficace e` lazione sulla permeabilita`, che risulta decisamente minore rispetto a quella di un


calcestruzzo con la stessa resistenza a compressione, non contenente fumo di silice. Anchesupponendo che la porosita` totale rimanga pressoche invariata, il cemento con fumo di sili-ce da` luogo, idratandosi, ad una pasta con pori piu` dispersi e quindi di dimensioni minori.

Per il significativo affinamento dei pori ed il basso rapporto acqua/cemento, i calce-struzzi con fumo di silice potrebbero essere resistenti al gelo senza il ricorso allimpiego diaeranti o con un sistema di bolle di caratteristiche diverse da quelle dei calcestruzzi con-venzionali. In attesa che gli studi di laboratorio ed i risultati delle indagini sperimentali dia-no le risposte definitive, e` raccomandabile che le prove di qualificazione del calcestruzzoprevedano il controllo della resistenza al gelo.

Il contenuto di fumo di silice e` generalmente limitato nellintervallo 5-10%, percentualein peso riferita al totale cemento piu` aggiunte. Lesecuzione delle prove per stabilire la pro-porzione ottimale e` una necessita` sia per il costo unitario del materiale, di piu` volte supe-riore a quello del cemento, sia per la messa a punto della lavorabilita` desiderata che richie-de unattenta scelta del contenuto di supefluidificante, eventualmente in combinazione conaltri additivi. Si raccomanda che labbassamento al cono (slump) del calcestruzzo con fumodi silice sia di 20-25 mm maggiore di quello che sarebbe richiesto nel caso di un calcestruz-zo di pari lavorabilita` ma privo dellaggiunta minerale. Il rischio di fessurazione da ritiroplastico e` maggiore in presenza di fumo di silice perche la presenza di un materiale di altasuperficie specifica come il fumo di silice causa la diminuzione ulteriore dellessudazioneche per i calcestruzzi A.P. ed A.R. e` gia` piuttosto bassa. La stagionatura dei calcestruzzicon fumo di silice deve essere condotta con molta attenzione: unessiccazione prematuracausa perdite di resistenza maggiori rispetto a quanto potrebbe avvenire con un calcestruz-zo di pari rapporto acqua/cemento, non contenente fumo di silice.

I dati della letteratura suggeriscono che, per i calcestruzzi A.R. di rapporto acqua/ce-mento intorno a 0,3 e contenenti fumo di silice, il prolungamento della stagionatura umidaoltre 7 gg non ha effetti significativi sul guadagno di resistenza perche limpasto indurito e`diventato impervio allacqua. Lo stesso non avviene che dopo diversi giorni con i calce-struzzi contenenti aggiunte meno reattive del fumo di silice.

2.5.4 Altre prescrizioni

PTrasporto e stoccaggioGli additivi ed i materiali aggiunti devono essere trasportati e immagazzinati in modo

che la loro qualita` non sia alterata da influenze chimiche o fisiche.Gli additivi che comportano molti componenti liberi non mescolati devono essere resi

omogenei prima dellutilizzazione.La qualita`, come anche la condizione di stoccaggio e di utilizzazione, devono essere in-

dicate chiaramente sullimballaggio o sul bollettino di consegna (o su entrambi).

PAcqua di impastoLacqua dimpasto e` costituita da quella contenuta nel calcestruzzo fresco, aggiunta se-

paratamente quando si confeziona limpasto.In genere sono utilizzabili tutte le acque, ma non e` conveniente luso di acque che con-

tengano olio, grassi, zucchero e acque con forte tenore di acidi umici.Lacqua di mare e` sconsigliata; qualora per necessita` si debba utilizzare si dovra` con-

trollare il tenore globale dei cloruri nel calcestruzzo.

PElementi nocivi nel calcestruzzoE` consigliabile limitare il tenore dei cloruri presente nel calcestruzzo per la protezione

contro la corrosione; e` consigliabile limitare la presenza di solfuri ed ossidi di magnesio li-beri, che possono provocare danni dovuti a fessure da rigonfiamento.


2.6 Classificazione e composizione del calcestruzzo fresco

PCategorie di calcestruzziI calcestruzzi impiegati vengono divisi in 3 categorie distinte in base al modo di specifi-

cazione, allordinazione e al modo di controllo (Tab. 2.1).

Tabella 2.1 Categorie di calcestruzzo

Categoria Tipo di composizione Base della specificazione Classi permesse

CI Studiata Resistenza Tutte

CII Normalizzata Composizione Da C12 a C25

CIII Prescritta Composizione Tutte

PConsistenza del calcestruzzo frescoLa consistenza del calcestruzzo fresco misura in pratica il grado di compattezza dellim-

pasto fresco connesso al suo comportamento durante la posa in opera e la compattazione.La lavorabilita` del calcestruzzo, ovvero la facilita` con cui limpasto viene mescolato, po-

sto in opera e costipato, e` una qualita` che cresce al diminuire del grado di consistenza delcalcestruzzo.

La lavorabilita` e` influenzata anche da additivi e materiali aggiunti.La consistenza e la lavorabilita` dipendono dalla composizione del calcestruzzo: la lavo-

rabilita` cresce con il tenore di acqua e varia con la proporzione degli inerti, con la loro gra-nulometria e con il tipo degli inerti stessi.

La consistenza deve essere fissata in funzione dellutilizzazione e delle possibilita` di po-sa in opera. Deve essere scelta in modo che il calcestruzzo fresco possa, senza perdere lo-mogeneita`, essere posto in opera convenientemente, giungendo anche nelle zone piu` sfavo-revoli; e` necessario che la compattazione possa essere completa in modo da ottenere unimpasto senza vuoti.

Il calcestruzzo (ISO) a seconda della sua consistenza puo` essere associato a classi VE-BE, classi di abbassamento al cono (slump) e a classi di compattazione (Vebe test).

PClassi di consistenzaSe viene classificata la consistenza del calcestruzzo si applicano i prospetti seguenti

(Tabb. 2.2-2.3).

Tabella 2.2 Classificazione del calcestruzzo secondo la sua consistenza (ISO 4103)

Classe

VEBESecondi

Classe

abbass. conomm Classe

Grado di

compattazione

V0 > 30

V1 Da 30 a 21 S1 Da10 a 40 C0 > 1,45

V2 Da 20 a 11 S2 Da 50 a 90 C1 Da 1,45 a 1,26

V3 Da 10 a 5 S3 Da 100 a 150 C2 Da 1,25 a 1,11

V4 < 5 S4 > 160 C3 Da 1,1 a 1,04

La lavorabilita` cresce allaumentare del numero che accompagna la classe; in particola-re si ha la seguente corrispondenza tra campi di consistenza e classi citate in tabella.


Tabella 2.3 Classi di abbassamento al cono (slump)

Classe Abbassamento al cono

S1

S2

S3

S4

S5

da 10 a 40

da 50 a 90

da 100 a 150

da 160 a 210

> 220

E LGCS

M Si hanno tre principali formedi abbassamento, come indicato

a lato.

Figura 2.4 Abbassamentoal cono

La prima forma, con abbassamento uniforme, senza alcuna rottura della massa, indicacomportamento regolare.

La seconda con abbassamento asimmetrico (a taglio) spesso indica mancanza di coesio-ne; essa tende a manifestarsi con miscele facili alla segregazione. In caso di persistenza, aprova ripetuta, il calcestruzzo e` da ritenere non idoneo al getto.

La terza, con abbassamento generalizzato (collasso), indica miscele magre oppure moltoumide o calcestruzzi autolivellanti additivati con superfluidificanti.

Miscele molto asciutte hanno un abbassamento nullo e quindi, in un certo campo diconsistenza, e` possibile che non si registri alcuna differenziazione fra miscele pur dotate didiversa lavorabilita`. E` allora necessario il ricorso al metodo Vebe.

Le miscele a consistenza plastica-semifluida cadono nel campo di maggior sensibilita`del metodo di abbassamento al cono.

Classi Vebe Classi di compattabilita` EN 12350-4

Classe Tempo Vebe in secondi

V0

V1

V2

V3

V4

> 31

da 30 a 21

da 20 a 11

da 10 a 6

da 5 a 3

Classe Indice di compattabilita`

C01)

C1

C2

C3

> 1,46

da 1,45 a 1, 26

da 1,25 a 1,11

da 1,10 a 1,04

Tabella 2.4 Classi Vebe

Classi di spandimento EN 12750

Classe Diametro spandimento

F1

F2

F3

F4

F5

F6

< 340

da 350 a 410

da 420 a 480

da 490 a 550

da 560 a 620

> 630


Dato che non esiste una relazione diretta tra i diversi metodi bisogna fissare a prioriquello che viene seguito.

In ogni caso la quantita` di acqua nel calcestruzzo non dovrebbe essere superiore a quel-la necessaria per una consistenza semifluida. Una maggior quantita` rafforza la tendenzadel calcestruzzo a disgregarsi, con gli inerti tendenti a scendere e quelli leggeri a salire; inogni caso tale fenomeno puo` dar luogo ad una resistenza ridotta sulla faccia superiore delcalcestruzzo.

Per ottenere un calcestruzzo piu` lavorabile si puo` utilizzare un additivo super fluidifi-cante.

E` necessario limitare il piu` possibile il rapporto acqua-cemento, consigliabile intorno al40%.

Se il calcestruzzo e` classificato in funzione della dimensione massima dellaggregato, laclassificazione fara` riferimento alla dimensione nominale piu` elevata della frazione di ag-gregato piu` grossa (Dmax) in mm.

La consistenza del calcestruzzo qualora debba essere determinata, dovra` essere misura-ta con uno dei metodi di prova seguenti:

abbassamento al cono in conformita` alla UNI EN 1250-2; Vebe in conformita` alla UNI EN 12350-3; indice di compattabilita` in conformita` alla UNI EN 12350-4; tavola a scosse in conformita` alla UNI EN 12350-5.

Si raccomanda di utilizzare i metodi sopra indicati per:

abbassamento al cono > 10 mm e < 210 mm; tempo Vebe < 30 sec e > 5 sec; indice di compattabilita` > 1,04 e < 1,46; spandimento > 340 mm e < 620 mm.

Tabella 2.5 Tolleranze di consistenza per i valori di riferimento

Abbassamento al cono

Valori di riferimento in mm 40 da 50 a 90 100

Tolleranze in mm 10 20 30

Tempo Vebe

Valori di riferimento in sec. 11 da 10 a 6 5

Tolleranze in sec. 3 2 1

Indice di compattabilita`

Indice di compattabilita` 1,26 da 1,25 a 1,11 1,10

Tolleranza 0,10 0,08 0,05

Spandimento 30

E LGCS Per i calcestruzzi fluidi e molto fluidi, e` preferibile determinare la consistenzamediante la prova di spandimento alla tavola a scosse (UNI 8020 - Metodo B).


In generale, data la selettivita` dei vari metodi di prova, si raccomanda di interpretarecon cautela i risultati delle misure, quando i valori cadono al di fuori dei limiti sottoindi-cati:

abbassamento al cono: < 10 mm e > 210 mm;

tempo Vebe: < 5 sec e > 30 sec;

indice di compattabilita`: < 1,04 e > 1,45;

spandimento: < 340 mm e > 620 mm.

La lavorabilita` di un calcestruzzo e` influenzata da piu` fattori: dal contenuto dacqua,dalle caratteristiche particellari degli aggregati, dal tempo, dalla temperatura, dalle caratte-ristiche del cemento, dagli additivi.

La lavorabilita` e` una proprieta` del calcestruzzo fresco che diminuisce col procedere del-le reazioni di idratazioni del cemento. E` pertanto necessario che limpasto possegga la la-vorabilita` richiesta non solo al momento della confezione, ma soprattutto al momento dellasua posa in opera.

Se lintervallo di tempo che intercorre fra confezione e getto non e` breve e soprattuttose la temperatura ambiente e` elevata, la lavorabilita` iniziale deve essere maggiore di quellarichiesta per la posa in opera. Nella pratica di cantiere si puo` ricorrere, appena prima delgetto, ad aggiunte di acqua (entro il rapporto a/c massimo consentito) e/o di additivi super-fluidificanti (punto 10.4 UNI 9858).

La perdita di lavorabilita` e` un fenomeno che avviene nellambito della prima ora (o del-le prime 2 ore al massimo) dal termine delle operazioni dimpasto.

Si riporta nella figura sotto unindicazione dellandamento della perdita di lavorabilita`di un insieme di calcestruzzi a consistenza iniziale fluida. Accelerazioni della perdita di la-vorabilita` si possono verificare, senza variazioni del periodo di presa, con luso di additiviriduttori di acqua.

Figura 2.5 Variazione della lavorabilita` in funzione del tempo.

A parita` di altre condizioni, la temperatura dei costituenti influisce sulla quantita` dac-qua dimpasto necessaria per ottenere una determinata lavorabilita` iniziale. A titolo orien-tativo si possono indicare i seguenti valori di lavorabilita` iniziale che un calcestruzzo assu-me a parita` di composizione, al variare della sua temperatura.


Tabella 2.6 Lavorabilita` in funzione delle temperature

TemperaturaoC

Lavorabilita` abbassamento

al cono (cm)

5

10

20

30

40

15

13

9

6

5

Oltre ad una minore lavorabilita` iniziale, laumento di temperatura, inducendo unamaggiore velocita` della reazione di idratazione del cemento, accentua il fenomeno dellaperdita di lavorabilita`.

In particolare si osserva che per temperature di 40 50 oC, raddoppia la velocita` di de-cadimento della lavorabilita` rispetto a quello che si avrebbe con una temperatura intorno a20 oC.

2.7 Calcestruzzo indurito

PClassi di resistenzaIl calcestruzzo e` classificato in funzione della sua resistenza caratteristica a compressio-

ne cilindrica valutata a 28 giorni; la classe di resistenza e` indicata con sigle che vanno daC12 a C50, con C concrete e 12 che indica il valore della resistenza caratteristica cilin-drica espressa in MPa (Si ricorda che 1 MPa 1 N/mm2 10 daN /cm2).

In alcuni casi particolari puo` essere necessario fissare, oltre alla resistenza a 28 giorni,quella minima ad una scadenza precedente.

Per il calcestruzzo realizzato con inerti leggeri sono valide le stesse classi di resistenza,con la designazione LC.

PRequisiti per il calcestruzzo induritoIl calcestruzzo indurito deve presentare i seguenti requisiti:

resistenza; resistenza a compressione; resistenza a trazione indiretta; massa volumica; resistenza alla penetrazione dellacqua; reazione al fuoco.

PClassi di resistenza a compressionePer la classificazione puo` essere utilizzata

la resistenza caratteristica a compressione a28 giorni di cilindri di altezza 300 mm e dia-metro 150 mm, fck, cyl o la resistenza carat-teristica a compressione a 28 giorni di cubi di150 mm di lato, fck, cube (uguale al vecchioR0ck).

Figura 2.6 Provino cilindrico e cubico


La classe di resistenza si indica con la lettera C seguita da fck cyl /fck cube

(con un solo numero si fa riferimento a fck cyl)

Classi di resistenza

a compressione

per calcestruzzo

normale e pesante

(C concrete)

C 8/10

C 12/15

C 16/20

C 20/25

C 25/30

C 30/37

C 35/45

C 40/50

C 45/55

Non strutturali

Calcestruzzi ordinari

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C80/95

C90/105

C100/115

Ad alte prestazioni

Ad alta resistenza

Figura 2.7 Classificazione del calcestruzzo in base alla resistenza.

E LGCS Classi di resistenza a compressione.

Il calcestruzzo e` classificato in base alla resistenza a compressione; i valori, espressi inN/mm2, risultano compresi in uno dei seguenti campi:

calcestruzzo non strutturale: C 8/10 - C 12/15; calcestruzzo ordinario: C 16/20 - C 45/55; calcestruzzo ad alte prestazioni: C 50/60 - C 60/75; calcestruzzo ad alta resistenza: C 70/85 C 100/115.

Tabella 2.7 Classi di resistenza per calcestruzzo normale

Classe di resistenza fck, cyl N/mm2 fck, cube = R

0ck N/mm

2 Categoria del calcestruzzo

C8/10

C12/15

8

12

10

15Non strutturale

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

16

20

25

30

35

40

45

20

25

30

37

45

50

55

Ordinario

C50/60

C55/67

C60/75

50

55

60

60

67

75

Alte prestazioni

C70/85

C80/95

C90/105

C100/115

70

80

90

100

85

95

105

115

Alta resistenza


Calcestruzzodi

norm

aleresistenza

Tabella 2.8 Classi di resistenza a compressione per calcestruzzo leggero (LC = Light concrete)

LC8/9

LC25/28

LC45/50

LC70/77

LC12/13

LC30/33

LC50/55

LC80/88

LC16/18

LC35/38

LC55/60

LC20/22

LC40/44

LC60/66

PClassi di massa volumica del calcestruzzo leggeroI calcestruzzi leggeri possono essere classificati anche secondo classi di massa volumica;

in tal caso il calcestruzzo leggero e` citato con la sua massa variabile da 800 a 2000.

PResistenza a trazioneLa resistenza a trazione del calcestruzzo dovra` essere prescritta e misurata o come resi-

stenza indiretta (per spacco, fct, sp, prova brasiliana.; a flessione, fct, fl, prova su tre punti;rispettivamente UNI 6135 e UNI 6130) o come resistenza diretta (prova assiale, fct , RI-LEM CPC7 ovvero ISO 4108).

I risultati ottenuti con i metodi di prova sopra elencati, non sono strettamente intercam-biabili.

PClassi di resistenza a trazioneIl calcestruzzo puo` essere classificato, se richiesto, in base alla sua resistenza a trazione

assiale fct come indicato nella tabella a lato:

Tabella 2.9 Classificazione basata su fct

Classe di resistenza

a trazione

fctN/mm2

T1.0

T1.5

T2.0

T.2.5

T3.0

T3.5

T4.0

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

PNorme di riferimento e modalita`I procedimenti e le modalita` per la preparazione e la conservazione dei provini e per

lesecuzione delle prove sono oggetto delle seguenti norme:

UNI 6126 e 6128, modalita` per il prelievo dei campioni di calcestruzzo in cantiere e perla confezione in laboratorio di calcestruzzi sperimentali;

UNI 6127 e 6129, preparazione e stagionatura dei provini di calcestruzzo rispettivamenteprelevati in cantiere e confezionati in laboratorio;

UNI 6130, che si riferisce a forme e dimensioni dei provini di calcestruzzo per prove diresistenza meccanica;

UNI 6131, criteri e modalita` per il prelievo di campioni di calcestruzzo indurito;

UNI 6132 e 6134, determinazione della resistenza a compressione di provini;

UNI 6133, esecuzione della prova di rottura a trazione per flessione;

UNI 6135, esecuzione delle prove di rottura a trazione diretta e indiretta;

UNI 6186, presse idrauliche per prove di compressione su materiali.

Con riferimento alla prova di rottura a compressione, lattendibilita` e la ripetibilita` deirisultati sono condizionati dal rispetto delle modalita` esecutive precisate nelle norme.


I valori della resistenza a compressione sono dipendenti dalla geometria e dalle dimen-sioni del provino. Per tenere conto di tali influenze, si utilizzano i fattori di conversione ri-portati nelle tabelle seguenti:

Tabella 2.10 Fattori di conversione da resistenze a compressione misuratesu cubi di diversa dimensione

Spigolo 1 in mm 100 150 200 250 300

Indici delle resistenze a

compressione su cubi di spigolo 1110% 100% 95% 92% 90%

Tabella 2.11 Fattori di conversione da resistenze a compressione misurate su cilindridi diversa dimensione e di pari snellezza h/d = 2

Dimensioni h/d mm/mm 100/200 150/300 200/400 250/500 300/600

Indici delle resistenze a compressione

su cilindri di dimensioni h/d102% 100% 97% 95% 91%

Si osservi che il valore 100% e` riferito al cilindro standard, con diametro di base 150 ealtezza 300 mm.

I fattori di conversione riportati nelle diverse tabelle non sono fra loro correlabili.In generale i provini grandi danno resistenze minori dei provini piccoli; i provini cilin-

drici danno resistenze minori dei provini cubici, ed i provini snelli danno resistenze minoridei provini tozzi.

Inoltre, quanto maggiore e` la resistenza a compressione del calcestruzzo in esame, tantopiu` i rapporti di conversione tendono allunita`.

Tabella 2.12 Conversione tra resistenza cubica e cilindrica

Res. cubica < 25 N/mm2 fck cyl 0.80 fck cube25 Res. cubica < 60 N/mm2 fck cyl 0.83 fck cubeRes. cubica 60 N/mm2 fck cyl 0.85 fck cube

Tabella 2.13 Snellezza e resistenza a compressione

Snellezza h/d 1.00 2.00 4.00

Indici della resistenza a compressione

di cilindri di snellezza h/d118% 100% 92%

2.8 Specifica del calcestruzzo

Il calcestruzzo deve essere specificato o come calcestruzzo a prestazione garantita, op-pure come calcestruzzo a composizione prescrivendone la composizione.

SPECIFICA DEL CALCESTRUZZO

P

P

A prestazione garantita

A composizione


PCalcestruzzo a prestazione garantita

pGeneralita`Il calcestruzzo a prestazione garantita deve essere specificato per mezzo di requisiti di

base, e dei requisiti aggiuntivi eventualmente richiesti in piu`.

pRequisiti di baseLa specifica deve contenere: conformita` alle NTC 2008 e UNI EN 206-1; la classe di resistenza a compressione; la massa volumica per il calcestruzzo leggero e per il calcestruzzo pesante; la classe di consistenza.

pRequisiti aggiuntiviQualora siano ritenute idonee possono essere indicate altre specifiche utilizzando: tipi o classi speciali di cemento; tipi o classi speciali di aggregato.

PCalcestruzzo a composizione

pGeneralita`Il calcestruzzo a composizione deve essere specificato per mezzo dei requisiti di base se-guenti:a) una richiesta di conformita` alle NTC 2008 (cap. 11) e UNI EN 206-1;b) il dosaggio di cemento;c) il tipo e la classe di resistenza del cemento;d) il rapporto acqua/cemento;e) il tipo, le categorie e il contenuto massimo di cloruri nellaggregato; nel caso di calce-

struzzo leggero oppure pesante, anche la massa volumica massima o rispettivamenteminima dellaggregato;

f) la dimensione massima nominale dellaggregato ed eventuali limitazioni granulometriche;g) il tipo e la quantita` di additivo o di aggiunta, se impiegati;h) se vengono impiegati additivi, o aggiunte.

La specifica puo` contenere altri requisiti aggiuntivi, come quella del calcestruzzo e compo-sizione normalizzata.

pSpecifica del calcestruzzo a composizione normalizzataLa composizione richiesta fa riferimento ad una norma valida nel luogo di impiego del

calcestruzzo. In pratica si ha un procedimento semplificato valido solo per calcestruzzonormale con C < C20 con classi di esposizione X0 e XC1.

2.9 Consegna del calcestruzzo fresco

P Informazioni

p Informazioni che devono essere fornite dallutilizzatore al produttore.

Lutilizzatore deve concordare con il produttore la data, lora e la frequenza di consegna.Il produttore, ove appropriato, deve informare in merito a: sistemi di movimentazioni particolari presenti sul cantiere; metodi particolari di posa in opera; limitazioni per il veicolo di consegna, per esempio tipo (mescolatore/non mescolatore),

dimensione, altezza o massa totale.


p Informazioni che devono essere fornite dal produttore allutilizzatore.

Lutilizzatore puo` richiedere informazioni in merito alla composizione del calcestruzzorilevanti per la corretta posa in opera e stagionatura del calcestruzzo fresco e per la stimadello sviluppo della sua resistenza. Tali informazioni devono essere fornite a richiesta dalproduttore prima della consegna secondo necessita`. Nel caso di calcestruzzo a prestazionegarantita devono essere fornite, ove richieste, le informazioni seguenti:

tipo e classe di resistenza del cemento e tipo di aggregato; tipo di additivi, tipo e contenuto approssimativo delle aggiunte, se utilizzate; rapporto acqua/cemento di riferimento; risultati di precedenti prove significative sul calcestruzzo, per esempio ottenuti dal con-

trollo di produzione o da prove iniziali; sviluppo della resistenza; origine dei materiali componenti.

Nel caso di calcestruzzo preconfezionato, linformazione puo` anche essere fornita,quando richiesta, facendo riferimento a un catalogo di composizioni di calcestruzzo, predi-sposto dal produttore, in cui siano fornite informazioni dettagliate sulle classi di resistenzae consistenza, sui dosaggi e altri dati significativi.

Per determinare la durata di stagionatura, lo sviluppo della resistenza del calcestruzzopuo` essere definito sia mediante i parametri della tabella 2.14 sia fornendo la curva di svi-luppo della resistenza tra 2 giorni e 28 giorni a 20 oC.

Tabella 2.14 Sviluppo della resistenza del calcestruzzo a 20o da prove inizialio da prestazioni di calcestruzzo similari

Sviluppo

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Introduzione - Calcestruzzo_Cemento Armato