Appunti completi di Laboratorio di sperimentazione - Parte 3

Mentre le lettere a, b, c, d, e corrispondono ai seguenti intervalli del rapporto fR3k/fR1k:

• b se 0.7 ≤ fR3k/fR1k < 0.9

• c se 0.9 ≤ fR3k/fR1k < 1.1

• d se 1.1 ≤ fR3k/fR1k < 1.3 161

Esempio 3

Se ho un travetto in calcestruzzo che è caratterizzato con 20 kg/m di fibre in acciaio e un C37, faccio le mie

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prove, lo porto alla rottura, abbiamo la resistenza di picco che è 4 e ho il diagramma dato da fR1k=2,1 N/mm

2

e fR3k=1,8 N/mm :

Avremo il rapporto: fR3k/fR1k = 0.8

Il progettista che vuole utilizzare queste prestazioni, farà una prescrizione che dirà che vuole una classe di

tenacità 2b, quindi in fase di prescrizione avrò il calcestruzzo che avrà C30/37 XC3 S4 Dmax 25 2b. Essendo

un materiale giovane, la situazione in Italia è estremamente complessa tutt’ora, ecco perché non ci sono

tantissime realizzazioni in FRC, anche perché la normativa è complessa, in cui:

• 

Esiste un dosaggio minimo di fibre per certificare le fibre stesse calcestruzzo di riferimento.

• I produttori di fibre posseggono degli abachi con il comportamento delle resistenze a trazione residue ai



diversi dosaggi di fibre calcestruzzo di riferimento.

• I produttori di calcestruzzo devono verificare le prestazioni residue a trazione del loro prodotto per quella



determinata fibre a quel determinato dosaggio. qualifica del calcestruzzo da utilizzare.

• 

Il direttore lavori deve verificare la corrispondenza del calcestruzzo fibrorinforzato prescritto controllo

d’accettazione del calcestruzzo utilizzato.

Quindi normalmente si decide che tipo di fibre utilizzare e si fanno una serie di provini, facendo variare sia la

resistenza a compressione che il dosaggio di fibre, si fanno tanti travetti, si vedono le resistenze di picco e poi

si caratterizzano le resistenze residue. 162

Quindi poi il produttore di calcestruzzo che ha fatto questa operazione potrà dire al progettista che voleva il

calcestruzzo C37 2b, che ha un prodotto che più o meno mi può dare queste caratteristiche, perché ad

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esempio in FR1 è 2 N/mm :

Se però questo calcestruzzo allo stato attuale, dobbiamo fare degli impalcati in cui stiamo utilizzando queste

resistenze caratteristiche, non ci basta che il calcestruzzo sia stato caratterizzato in questa maniera, ma il

direttore dei lavori dovrà assicurarsi che questo calcestruzzo fibrorinforzato abbia un CVT (certificato di

che non è altro un certificato, emesso dal consiglio superiore dei lavori pubblici, che si

valutazione tecnica),

è assicurato che il produttore abbia tutte le caratteristiche di controllo, di risorse umane, di impianto per

produrre questo calcestruzzo fibrorinforzato. Quindi per utilizzare il calcestruzzo a fini strutturali c’è bisogno

della caratterizzazione del produttore del calcestruzzo e del CVT rilasciato dal consiglio superiore dei lavori

pubblici.

Chiaramente anche il direttore dei lavori, dopo che ha acquisito questi certificati fa entrare nel suo cantiere

i materiali, ma non si accontenta, quindi andrà a fare dei controlli d’accettazione:

• Sono obbligatori e devono essere eseguiti a cura e sotto la responsabilità del direttore dei lavori;

• Devono essere effettuati contestualmente alla messa in opera del FRC;

• Devono essere eseguiti su provini prelevati in cantiere;

In aggiunta alle prove di accettazione richieste per la verifica della lavorabilità e di resistenza alla

compressione, previste per il calcestruzzo senza fibre, per ogni miscela omogenea è obbligatorio fare almeno

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un prelievo di due campioni ogni 100 m di getto, da sottoporre a prova di flessione secondo la EN 14651.

e f

Relativamente alle prove di flessione, il controllo di accettazione è superato se il valore medio f

R,1m R,2m

rispetta degli opportuni requisiti. Le verifiche di un FRC sono abbastanza complesse, semplicemente perché

con questo cubetto, che noi andiamo a verificare la resistenza a compressione, pesa 8 kg e il travetto pesa 4

volte un cubetto, quindi è molto complesso e faticoso, ci vuole una grande organizzazione per utilizzarlo e

per avere i laboratori che ci garantiscano da questo punto di vista.

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Mix-Design del calcestruzzo fibrorinforzato

Il mix-design che facciamo in questo corso è di tipo semplice, però man mano che aumentano le richieste i

mix-design diventano più complessi, per esempio se abbiamo un calcestruzzo in cui c’è un FRC (C37, 2b),

abbiamo un ritiro che è 250 , abbiamo un autocompattante SF2, incominciamo ad avere un bel po’ di

/

richieste e quindi dovremo usare molti prodotti. Noi andremo a gestire la distribuzione granulometrica

perché cerchiamo di mettere quanti più aggregati possibili, in cui l’ideale sarebbe mettere aggregati grossi

perché questi aggregati devono essere bagnati dalla pasta cementizia che poi indurisce e blocca tutto. Quindi

la pasta cementizia, in un calcestruzzo normale, è funzione della superficie che deve bagnare e in questo caso

degli aggregati, quindi in funzione della superficie specifica. Se oltre a questi aggregati mettiamo delle fibre,

abbiamo che anche le fibre devono essere avvolte dalla pasta cementizia, quindi la superficie specifica del

calcestruzzo FRC, a parità delle altre prestazioni, aumenta quindi ci vuole più pasta cementizia.

Questa significa che rispetto a un calcestruzzo normale, che si chiama calcestruzzo bianco, dobbiamo

aumentare la pasta cementizia. Come si valuta questo aumento del volume della pasta cementizia?

Bisogna definire un fattore fibra FF che è dato da: Lf

F = Vf ∙ De

Dove:

• Con Vf intendiamo l’incidenza volumetrica della fibra nel calcestruzzo.

• Il rapporto è il rapporto d’aspetto della fibra.

Lf/De

• Più la fibra è snella e più è alta la superficie da ricoprire.

Una volta ricavato il fattore di fibra FF, che ci dice quanta fibra stiamo mettendo all’interno della nostra

miscelazione, rispetto alla curva normale, Se ad esempio

avremo una riduzione in % dell’aggregato grosso.

3 3

il nostro C37 era stato confezionato con 380 kg/m di cemento, con 180 L/m di acqua e con una distribuzione

di aggregati fatta con sabbia al 50 % (4-8 al 10% e 8-16 al 40 %), una volta che andiamo ad aggiungere un

fattore fibra per esempio di 30, avremo una riduzione in % dell’aggregato grosso di 8.

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Applicazioni

• Pavimentazioni Stradali: in galleria, urbane, extraurbane.

• Pavimentazioni Industriali Classiche.

• Solette/Pavimentazioni Industriali di grandi dimensioni:

Centri logistici

o Pavimentazioni Aeroportuali

o Pavimentazioni Portuali

o

• Elementi prefabbricati (per rivestimenti da tunnel) e spritz.

Perché la fibra può essere utile come resistenza al fuoco?

In questo caso non ci servono fibre strutturali, che solitamente hanno una lunghezza tra i 30 e 50 mm, ma ci

servono le fibre non strutturali per il ritiro plastico o per la resistenza al fuoco, come in questo caso, che

hanno una lunghezza tra i 10 e i 20 mm. Quando il calcestruzzo è sottoposto a una fiamma che ha riscaldato

la superficie, per resistenza al fuoco si intende che la temperatura che si innalza sulla superficie di

calcestruzzo e man mano entra dentro, deve avanzare più lentamente possibile, perché il calcestruzzo

arrivato ad una certa temperatura scoppia e collassa. Quindi mettendo queste fibre piccole non strutturali,

molto distribuite, queste già a 600/700 ° sublimano e sublimando e come se questo calcestruzzo diventasse

un calcestruzzo alleggerito, cioè c’è dell’aria, quindi essendoci dell’aria la conducibilità termica di questo

calcestruzzo si abbassa e quindi ha una resistenza al fuoco maggiore.

Nell’esempio vediamo che, a parità di minuti sottoposto a lancia con il fuoco, il provino di sinistra è scoppiato

mentre quello di destra è intatto. 166

Calcestruzzo proiettato (spritz beton)

Produzione del calcestruzzo proiettato

Il calcestruzzo proiettato è un calcestruzzo che non viene messo con normale sistema di pompaggio, cioè per

caduta, ma viene proiettato su una superficie che è prevalentemente verticale o inclinata. Se questo fosse

come un calcestruzzo normale colerebbe, cioè una volta proiettato in superficie, proprio perché è allo stato

fluido tenderebbe per la gravità a scendere. Si tratta di un sistema, nella quale il calcestruzzo viene proiettato

mediante una lancia ad aria compressa insieme a un accelerante, che incontra la miscela di calcestruzzo un

attimo prima di arrivare nella superficie e quindi l’accelerante (ha dei PH elevatissimi) fa sì che questo

calcestruzzo toccando la superficie abbia un indurimento istantaneo. Il calcestruzzo proiettato può essere

anche fibrorinforzato, le fibre metalliche o sintetiche sono messe nella miscela del calcestruzzo allo scopo di

migliorare specifiche caratteristiche prestazionali.

Impieghi

Gallerie:

• Come protezione nell’avanzamento degli scavi dall’eventuale caduta di materiale lapideo.

• Bloccano eventuali venute d’acqua dalle pareti dello scavo.

• Formazioni di calotte strutturali o temporali.

Restauro o Ristrutturazioni:

• Protezione degli scavi di fondazione

• Consolidamento di pendii e scarpate.

• Labori di ripristino delle costruzioni in calcestruzzo degradato.

Il calcestruzzo proiettato viene definito gunite nel caso vengano impiegati aggregati di dimensione massima

uguale o minore di 4 mm (sabbia).

Differenze tra calcestruzzo ordinario e calcestruzzo proiettato

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Esempio di galleria:

Questa è una sezione di una galleria, la pavimentazione si chiama arco rovescio mentre in sommità abbiamo

la calotta, in cui intorno c’è il terreno che è stato scavato e potrebbe franare durante le fasi di lavorazione,

quindi si bonifica e si mette in sicurezza le superfici che andiamo a lavorare proiettando un primo calcestruzzo

che blocca il terreno intorno, successivamente si fa la calotta che è un calcestruzzo normale casserato. Una

volta che è stata scavata la galleria si mettono queste centine:

Successivamente si proietta il calcestruzzo:

Dopo che è stato proiettato il calcestruzzo si mettono dei teli per impermeabilizzare prima di realizzare la

calotta definitiva: 168

Norme di riferimento

Attualmente la norma di riferimento per il calcestruzzo proiettato è la UNI EN 14887-1/2. Il pacchetto

normativo è sempre quello della EN 206-1 dei calcestruzzi però viene affiancato da quello del calcestruzzo

proiettato EN 14887-1/2 di stampo europeo.

Caratteristiche

• originale sistema di applicazione (proiezione mediante aria compressa)