Domande Scienze dei materiali

Il diametro massimo dell’aggregato, che deve soddisfare alcuni

 parametri:

Dmax ≤ 1/4 dimensione minima elemento strutturale

o Dmax ≤ interferro, almeno 5mm

o Dmax ≤ 1,3 spessore del copriferro

o

La progettazione del calcestruzzo richiede una serie di parametri che devono

essere presi in considerazione per garantire le prestazioni desiderate e la

durabilità del materiale. Di seguito sono riportati i principali parametri necessari

per la progettazione del calcestruzzo:

• Classe di resistenza: Questa indica la capacità del calcestruzzo di

resistere agli sforzi di compressione. La classe di resistenza è

caratterizzata dai valori caratteristici delle resistenze cubica (Rck) e

cilindrica (fck) a compressione uniassiale, misurate rispettivamente su

cubi di lato 150 mm e su cilindri di diametro 150 mm e altezza 300

mm.

• Classe di consistenza: La consistenza del calcestruzzo al momento

del getto è un altro parametro critico e viene classificata secondo una

scala che va da S1 a S5, dove ogni classe rappresenta un diverso

grado di lavorabilità del calcestruzzo fresco.

• Diametro massimo dell'aggregato (Dmax): Questo parametro

influisce sulla lavorabilità e sulla resistenza del calcestruzzo. Aggregati

di dimensioni maggiori possono migliorare la resistenza a

compressione ma ridurre la lavorabilità, mentre aggregati più piccoli

possono avere l'effetto opposto.

• Classe di esposizione ambientale: Definita dalla norma UNI EN

206:2016, questa classe tiene conto delle condizioni ambientali a cui il

calcestruzzo sarà esposto, come il gelo, l'attacco chimico,

l'esposizione ai cloruri, ecc. La classe di esposizione ambientale

determina anche i requisiti di durabilità del calcestruzzo.

• Classe di contenuto in cloruri: Necessaria nel caso di impiego di

armature di pre- o post-tensione incorporate nei getti, questa classe

specifica il contenuto massimo di cloruri ammessi per evitare la

corrosione delle armature.

• Rapporto acqua/cemento (a/c): Questo è uno dei parametri più

importanti perché influisce direttamente sulla resistenza meccanica e

sulla durabilità del calcestruzzo. Un rapporto a/c più basso

generalmente aumenta la resistenza meccanica e la durabilità, ma

può ridurre la lavorabilità.

• Tipo e classe di cemento: La scelta del tipo di cemento (ad

esempio, Portland, cemento pozzolanico, ecc.) e della sua classe di

resistenza influisce sulle proprietà finali del calcestruzzo, inclusa la

resistenza a compressione e la durabilità.

• Impiego di additivi: Additivi come superfluidificanti, ritardanti,

acceleranti e aeranti possono essere utilizzati per migliorare la

lavorabilità, controllare i tempi di presa e indurimento, e aumentare la

durabilità del calcestruzzo, riducendo il ritiro igrometrico e migliorando

la resistenza agli agenti atmosferici.

• Qualità della compattazione e della stagionatura: Una buona

compattazione è essenziale per eliminare i vuoti all'interno del

calcestruzzo, migliorando così la resistenza meccanica e la durabilità.

La stagionatura adeguata, inclusa la protezione dall'essiccazione

precoce e il controllo della temperatura, è fondamentale per

permettere al calcestruzzo di sviluppare le sue proprietà ottimali.

In sintesi, la progettazione del calcestruzzo richiede un'attenta considerazione

di vari parametri che influenzano la resistenza, la lavorabilità e la durabilità del

materiale. La corretta combinazione di questi fattori, insieme alla conformità

alle normative vigenti, è essenziale per garantire la qualità e la longevità delle

strutture in calcestruzzo.

3. Carbonatazione

La carbonatazione è uno dei principali fenomeni di degrado del calcestruzzo

armato, causando corrosione delle armature interne. È un fenomeno complesso

e potenzialmente pericoloso per la durabilità delle strutture in calcestruzzo

armato. Una buona progettazione iniziale, un'attenta esecuzione in cantiere e

una manutenzione regolare sono fondamentali per prevenire e mitigare gli

effetti della carbonatazione e garantire la longevità delle strutture.

Processo di Carbonatazione

Nell’aria è presente CO , anidride carbonica, la quale reagisce con l’idrossido di

2

calce Ca(OH) . Il prodotto è il carbonato di calce che precipita nei pori,

2

neutralizzando l’alcalinità del calcestruzzo.

Ca(OH) + CO → CaCO + H O

2 2 3 2

Il calcestruzzo avrà pH=7 neutro, quindi l’armatura non si trova più in zona di

passivazione, ma in zona di corrosione. Per la termodinamica l’armatura ha

probabilità di corrodersi, per la cinetica invece la velocità di corrosione dipende

dalla disponibilità di ossigeno e idrogeno dell’acqua. Questa reazione porta alla

riduzione del pH del calcestruzzo da valori tipicamente superiori a 12,5 (in

condizioni non carbonatate) a valori compresi tra 8 e 9 nelle zone carbonatate.

In condizioni normali, l'alto pH del calcestruzzo crea uno strato passivante di

ossidi sulla superficie delle barre d'armatura, proteggendole dalla corrosione.

Quando il pH scende al di sotto di circa 9, questo strato passivante si dissolve,

lasciando l'acciaio esposto a ossigeno e umidità, elementi che promuovono la

corrosione. Quindi non è sufficiente il diagramma di Pourbaix ma anche le curve

di caratterizzazione.