Il calcestruzzo armato, parte 2

Norme tecniche di costruzione per il calcestruzzo

NOTA: poiché è stato sperimentato che proprio dopo 28 giorni di stagionatura gli incrementi della resistenza del calcestruzzo sono irrilevanti.

Secondo le nuove norme tecniche di costruzione, il conglomerato indurito si suddivide in diverse tipologie in base alle classi di resistenza che variano da C8/10 fino a C90/105 a seconda dell'impiego del calcestruzzo. Il valore che troviamo affianco alla C, ad esempio 8/10 o 12/15, fa riferimento a una resistenza calcolata secondo un provino cilindrico (il primo numero è nell'es. l'8) o secondo un provino cubico (nell'es. è il 10).

Poiché si può valutare la resistenza a compressione del calcestruzzo indurito secondo due tipologie di provini. La prima tipologia, i provini cubici, sono estratti durante il getto di calcestruzzo e lasciati maturare almeno 28 giorni, venendo poi sottoposti in apposite strutture alla verifica della resistenza a compressione, quindi sono delle prove in corso.

d'opera. I provini cilindrici sono la prima tipologia di prove, utilizzate per verificare la resistenza a compressione del calcestruzzo utilizzato in un'opera. Questi provini vengono realizzati prima dell'inizio dei lavori e vengono sottoposti a prove di compressione per valutare la qualità del materiale. La seconda tipologia di prove sono le prove post-opera, che vengono effettuate dopo la realizzazione dell'opera. Queste prove sono necessarie ad esempio per verificare o collaudare staticamente gli edifici che devono essere sottoposti a un adeguamento antisismico. Quando non sono disponibili dati strutturali o non è possibile recuperarli attraverso prove non invasive, diventa necessario effettuare prove distruttive, come ad esempio l'estrazione di carote di calcestruzzo per sottoporle a prove di compressione al fine di verificare le loro caratteristiche. 5.1.1 Controllo della qualità dei conglomerati Il controllo della resistenza a compressione rientra nel controllo di accettazione dei materiali. Le norme tecniche di tipo A definiscono due tipi di controlli: i controlli di tipo A e i controlli di tipo B. Tipo A: il controllo di tipo A si applica quando si desidera verificare la conformità del calcestruzzo utilizzato nell'opera rispetto alle specifiche richieste. Questo controllo viene effettuato mediante prove di compressione sui provini cilindrici prelevati durante la realizzazione dell'opera. Tipo B: il controllo di tipo B si applica quando si desidera verificare la resistenza a compressione del calcestruzzo in opera. Questo controllo viene effettuato mediante prove di compressione su provini prelevati direttamente dall'opera stessa.Il controllo di qualità del getto di calcestruzzo prevede la realizzazione di almeno tre prelievi ogni 300 metri cubi di getto. Ogni prelievo consiste in due provini, quindi ogni prelievo corrisponde a ogni 100 metri cubi di getto e almeno tre prelievi vengono effettuati ogni giorno di getto. La resistenza del prelievo viene calcolata come media aritmetica dei carichi di rottura dei due provini: R = (R1 + R2)/2. Una volta ottenuta la resistenza media di ogni singolo prelievo, si calcola la resistenza media tra le tre resistenze dei prelievi: Rm = (R1 + R2 + R3)/3. Il controllo di qualità del getto di calcestruzzo si basa quindi sulla resistenza media del getto, che deve essere inferiore o uguale alla resistenza media dei prelievi: Rm ≤ R.

accettazione sarà positivo se risultano verificate due condizioni:

• [ ]≥ + 35R R 2/mmNm ckcioè se la resistenza media tra le resistenze dei prelievi non deve essere inferiore alla resistenza caratteristica, dichiarata per il[ ]conglomerato + 3,5 .2/mmN
• [ ]≥ – 35R R 2/mmN1 ckMentre il valore che è il valore minore tra le resistenze diR 1prelievo, non potrà essere inferiore alla resistenza dichiarata del[ ]calcestruzzo – 3,5 .2/mmN

Tipo B

Si effettua il controllo o l’accettazione di tipo B per opere con più di 1500 di conglomerato. I controlli che vanno eseguiti ogni 1500 3mdi getto su almeno 15 prelievi e comunque bisogna effettuare 3mun prelievo al giorno. Il controllo di tipo B può ritenersi positivo al verificarsi di due condizioni:

• [ ]≥ + 1,4 sR R 2/N mmm ckcioè la resistenza media non deve essere inferiore alla resistenza caratteristica dichiarata + 1,4 s, dove “s” è lo scarto quadratico∙medio

calcolato in base al numero n dei prelievi. [ ]≥ – 3,5R R 2/mmN1 ck

Mentre il valore che è il valore minore tra le resistenze diR 1prelievo, non potrà essere inferiore alla resistenza caratteristica[ ]dichiarata del calcestruzzo – 3,5 oppure diventa – 352/N mm[ ] .2Kg/cm

Esempio sulle modalità di controllo di accettazione di tipo A.

Si vuole effettuare il controllo di qualità del calcestruzzo di unastruttura in cemento armato con caratteristiche C25/30, in cuibisogna ricordarsi che il valore 25 sta per resistenza caratteristicacilindrica (misurata su provini cilindrici) e 30 sta per resistenzacaratteristica cubica. Il volume della miscela omogenea è di 310, chiaramente il getto di una determinata volumetria di3 3m mdipende dai tempi di getto e di conseguenza dall’organizzazionetemporale che varia da opera in opera, ma nel caso specificoipotizziamo che tale getto viene effettuato in 5 giorni.

Nell’immagine si può

osservare i di getto che si versano ogni 3 giorni. Chiaramente bisogna tener conto di una componente, di una caratteristica essenziale, per decidere la quantità di getto da "ripresa di getto" versare ovvero della (caratteristica che verrà trattata avanti ma che il prof. ha anticipato), poiché quando si interrompe un getto di cls bisogna capire in quale punto bisogna interromperlo per poter poi riprendere il giorno successivo. Ritornando all'esempio si ha: Siccome la quantità di getto viene spalmata in più giorni, si ha l'obbligo del prelievo giornaliero, si ha quindi l'obbligo anche se non si raggiungono i 100 di effettuare 1 prelievo. Secondo le norme tecniche sulle costruzioni (NTC) sull'obbligo giornaliero, occorreranno 6 prelievi ovvero ben 12 provini (1 prelievo = 2 provini cubici estratti in corso d'opera). Pertanto, ipotizziamo una serie di risultati ottenuti dalle prove di compressione, realizzate non prima di 28 giorni.

giorni dal prelievo del provino. Ipotizziamo come risultati:

si osserva che: NOTA: la resistenza caratteristica dichiarata per provini cubici è 30 ovvero quella indicata prima in C25/30.

NOTA: si quelle indicate in basso sono le due verifiche per cui si ritiene positivo l’esito delle prove.

= Resistenza media = risultato minimo tra R Rm 1 le resistenze di prelievo.

NOTA: Il controllo 1 è relativo solo ai primi tre prelievi, e risulta verificare le condizioni.

Si ha quindi in questo secondo controllo che la media tra le resistenze dei prelievi è inferiore alla resistenza caratteristica dichiarata + 3,5 ma allo stesso tempo si verifica la conformità della resistenza a compressione più bassa registrata.

In questo caso si procede calcolando in funzione della resistenza media, il quale risulta il valore non verificato, attraverso la formula inversa ovvero:

Dopodiché:

Quindi, seppur minima la differenza tra le resistenze (ovvero quella calcolata con la formula

inversa e quella dichiarata) è come se si avesse un declassamento del calcestruzzo, di conseguenza bisogna verificare se con questa resistenza di classe inferiore, dal punto di vista del calcolo strutturale, siamo ancora in sicurezza oppure è necessario implementare le prove di controllo e procedere con prove complementari.

5.2 Deformabilità

Tra le caratteristiche del conglomerato indurito si ha la "deformabilità". I conglomerati cementizi si deformano per le azioni indotte dai carichi a cui sono sottoposti (peso proprio, sovraccarichi fissi e accidentali), per le azioni indotte "ritiro" "fluage" dalle variazioni termiche e per effetto del e del Nota: il professore invece afferma che la deformabilità si esplica come reazioni ad azioni indotte tipicamente da variazioni termiche che determinano il fenomeno del "ritiro" o del "fluage" (flauag).

5.2.1 Deformazione sotto carico

Ogni corpo si può deformare

a causa delle azioni che indotte su diesso e al loro cessare tende a riprendere, completamente oparzialmente, la geometria di partenza. La deformazione dei corpipuò considerarsi come somma delle deformazione elastiche ( la deformazione elastica è l'aliquota di deformazione che si ripristinaal cessare del carico) e della deformazione permanente. Per alcuni(a comportamento elastico)corpi se le sollecitazioni non superanolimite (di elasticità)un certo l'aliquota della deformazionepermanente è trascurabile. In tal caso le sollecitazioni (σ) sonoproporzionali alle deformazioni (ε) secondo una costante diproporzionalità detta modulo di elasticità E. σ = EεPer il conglomerato cementizio il comportamento elastico-plastico,si assume un modulo di elasticità legato al valore dellaE cresistenza a compressione e pari a: [ ]= 22.000E √ R 2/mmNc ck [ ]Nota: oppure = 18.000E √ R 2Kg/cmc ck5.2.2 Ledeformazioni termiche

Le deformazioni termiche sono strettamente legate ai coefficienti di dilatazione termica dei componenti del conglomerato stesso. Come già descritto precedentemente il coefficiente di dilatazione termica del calcestruzzo è pressoché identico a quello del metallo, del materiale ferroso che ingloba. Per cui nelle opere in conglomerato cementizio armato i due materiali si dilatano in egual misura senza che nascano tensioni sensibili o possibili fratture, quindi si ha un comportamento rispetto alla dilatazione termica.

Nota: coefficiente di dilatazione termica α = 0,00001 per grado centigrado.

5.2.3 Ritiro

Altro fenomeno che incide nella deformabilità del conglomerato è il "fenomeno di ritiro". Quest'ultimo porta alla riduzione del volume del conglomerato durante le fasi di presa e indurimento. Il ritiro del calcestruzzo può essere anche con eventuale rigonfiamento se la stagionatura

avviene in presenza di acqua, o "positivo" se la stagionatura, come accade normalmente.