Caratteristiche del calcestruzzo

2.2) CARATTERISTICHE DEL CALCESTRUZZO

2.2.1) RESISTENZA

Le caratteristiche meccaniche del calcestruzzo variano sia con la quantità del materiale che con il tipo di sollecitazione.

È assai difficile prevedere la resistenza di un conglomerato a causa dell'elevato numero di fattori, che ne influenzano, i come si è visto, dipende soprattutto dalla granulometria e dalla qualità degli inerti, dal tipo di cemento, dalle modalità di preparazione dell'impasto, dal tenore in acqua, dal rapporto acqua/cemento, dai metodi di costipamento usati nella posa in opera, dalle condizioni climatiche (temperatura ed umidità relativa) dell'ambiente in cui avvengono la presa e la maturazione, dalla forma e dalle dimensioni dei getti, dal tipo di cassafrorma (in legno od in camera), dal tempo di stagionatura, ecc.

I risultati numerici delle esperienze su campioni dipendono a loro volta dal tipo di provini, dalla forma e dalle dimensioni dei provini, e dalle modalità di prelievo dei saggi.

La caratteristica più importante di un conglomerato è la sua resistenza a compressione.

Essa è determinata sottoponendo provini cubici o prismatici o cilindrici a rottura per compressione per mezzo di una pressa.

La resistenza cubica (o prismatica o cilindrica) viene calcolata dividendo il valore della forza che ha provocato la rottura del provino per l'area della sezione trasversale.

Il valore così ottenuto è quello di una tensione convenzionale di rottura perché basato sull'ipotesi non verificata di uno stato monoassiale di tensione con distribuzione uniforme.

Molti autori (Abrams, Graf, Bolomey, Féret, Faure ed altri) hanno proposto formule sperimentali per valutare a priori, in funzione di alcuni parametri, [a/c, peso spec. del getto, compattare ecc.] la resistenza del conglomerato; l'applicazione delle formule non è però scevra da critiche ed è quindi preferibile accertare la resistenza del conglomerato prima dell'inizio e durante il corso dei lavori mediante controlli statistici; tali controlli sono imposti dalle norme quando, in progetto, sia previsto l'impiego di calcestruzzo di classe R_ck≥200kg/cm².

La resistenza cubica dipende, a parità di altre condizioni, dal lato del provino mentre la resistenza cilindrica [o prismatica] diminuisce con l'aumentare dell'altezza h del provino. Questo comportamento può essere spiegato considerando che, secondo il criterio di rottura di Coulomb-Mohr, il piano di rottura formi, con l'asse del provino, un angolo q = π/4 + φ/2 essendo lungo φ il coefficiente d'attrito interna del materiale; mentre nel provino prismantico è possibile che la rottura avvenga lungo un unico piano [Fig. 2.7-2.], nel provino cubico, interesserando tale piano, con

Fig. 2.7

La resistenza a compressione

La resistenza a compressione è, di norma, determinata su provini cubici, il cui lato varia con la massima dimensione dell'inerte (UNI, 6130/72)

Lato del provino cm

* temporaneamente è ammesso il lato di 16 cm

La prova può anche essere eseguita su:

• 1. provini cilindrici di diametro d_l = l
• f di altezza h_l = 2d_l

La resistenza a compressione è determinata dopo 28 giorni di maturazione.La classe di qualità di un conglomerato è definita dal numero che esprime (N/kg/cm²) la resistenza caratteristica R_bk' del medesimo; questa risulta da numerose (v. 2.4:3) prove sperimentali e, per definizione, è quella resistenza che presenta una certa probabilità accettata a priori, (p. es. 1: 9) di non essere ottenuta, ipotizzando una distribuzione statistica che generalmente può essere ritenuta normale. (v. 2.4:4:5)

La relazione tra resistenza cubica R'_bk(cub) e quella cilindrica R'_bk(cil) è mediamente:R'_bk(cil) ≠ 0,83 R'_bk(cub) (2.14)

Spesso occorre (lavori, presollecitazioni, controlli ecc.) conoscere la resistenza prima di 28 giorni; in assenza di specifiche prove sperimentali possono essere assunti i

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Di deformazione istantanea, si sommano deformazioni che aumentano lentamente col tempo.

Il fenomeno, noto come deformazione viscosa, spesso chiamato col nome francese fluage, è influenzato dai seguenti fattori:

• Umidità relativa dell'aria;
• Età del conglomerato al momento del carico;
• Dosatura di cemento e rapporto acqua/cemento;
• Spessore del getto.

Le esperienze hanno consentito di accertare che, per σb t Rbl3, la deformazione viscosa è quasi proporzionale a σb t (viscosità lineare); si può quindi scrivere, se εFt = σb t / Ebl è un deformazione elastica,

Δ^εFt = φ_t ε_b

(2.15)

essendo Δ^εFt la deformazione viscosa al tempo t e φ_t un coefficiente da determinarsi sperimentalmente. Mente a sua volta dipendente dai materiali sopra elencati, hai par. [5.3.3.1] saranno dati coefficienti CE.B. necessari per la valutazione di φ_t. In fig. 2.12

σ^o_b = COST.

ε_b,IST., ε_t + ε_V

(V. FIG. 2.10)

FIG. 2.12

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Tali stati di tensione si sommano a quelli dovuti agli stati di sollecitazione indotti dai vincoli sovrabbondanti.

2.2.2.a) DEFORMAZIONI TERMICHE

Il coefficiente dilatazione lineare dipende dal tipo e dalle ossature del cemento, dall’umidità dell’ ambiente, dalle dimensioni del getto e dalla natu- ra degli inerti. Esso è compreso tra:

0,000007 ≤ α ≤ 0,000013 (2.20)

Agli inerti calcarei, competono valori di α < 1 x 10⁻⁵, il contrario accade per gli inerti silicei.

In assenza di sperimentazione il valore di α può essere assunto: α = 7 x 10⁻⁶

Le norme impongono di tener conto, nei calcoli, della variazione termica più sfavorevole (aumento o diminuzione) rispetto alla temperatura am- biente all’atto della costruzione; in mancanza di dati precisi al momento del progetto, si assu- meranno variazioni termiche di ± 15° per le opere esposte alle azioni atmosferiche e di ± 10° per quelle non direttamente esposte.