Tecnica delle costruzioni - Lezione 1

Tecnica delle Costruzioni

Lezione (1)

(Calcestruzzo): cascio - (calce)

(concrete): stratto (costruire)

cemento: caementum (cascio - tagliare a pezzi)

oggi cemento s'intende il legante idraulico, il cls è di cemento a base cementizia costituoto unendo aggregati, cemento e acqua.

cls:

1. Aggregati: caratterizzata in ordini di grandezza differenti (aggregati di dimensioni differenti).

   si distinguono tra :

   • Naturali: forma tondeggiante
   • Artificiali: ottenuti per schiacciamento hanno forma più scabra

   Alcuni possono influenzare anche il comportamento a tavolo e la lucenza del materiale finale.

   • Aggregato leggero, medio o ad alta densità. (_{1000 kg/m³}) (_{2800 kg/m³})

resistenza

resilienza

Per 1 m³ di cls:

• 148 € aggregati (da 001 mm a 35 mm)
• 3 - 4 q di cemento (esistono 3 grandi classi di cemento 325, 425, 525 che si distinguono sulla base del grado di finezza)
• 150 - 200 l acqua

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Tecnica delle Costruzioni

Lezione (1)

Calcestruzzo: sbriciato (costruire)

cemento: caementum (caedo - tagliare a pezzi)

acqua

c.a.:1. Aggregati: caratterizzati in ordini di grandezza differenti.

si distinguono tra aggregati:

• naturali: forma tondeggiante
• artificiali: ottenuti per schiacciamento hanno forme più scabre

Alcuni possono influenzare anche il comportamento a tavolo.

Aggregato leggeri, medi o ad alta densità.

Per 1 m³ di cls:

• 148 e aggregati (da 001 mm a 35 mm)
• 3-4 q di cemento Portland
• 150-200 l acqua

esistono 3 grandi classi di cemento 325, 425, 525

È importante anche la lavorabilità del cls valutata con il cono di Abrams.

(Cls necessita di essere vibrato a meno che non abbia autoconsistenza, ossia slump flow ≤ 3 cm).

(Il processo di maturazione è influenzato dalla temperatura e dall'umidità relativa).

(T influisce anche la lavorabilità del cls (↑ T → ↑ lavorabilità → ↓)).

(L'estate il getto è più efficiente).

Il materiale è eterogeneo alla meso scala (del centimetro).

Per considerarlo omogeneo bisogna cambiare scala.

Studiato alla meso scala, si deve schematizzare come un materiale bifase.

matrice: consistente e compreso < 1 mm

aggregato: distribuito in modo da ridurre i vuoti

Questo approccio viene usato generalmente nella ricerca per studiare l’effetto delle condizioni al contorno, dell'idratazione ...)

Per cambiare di scala si deve tener conto della porosità che costituisce la principale causa della non continuità del materiale, quindi si tende ad avere il più possibile impermeabilità del cls, quando la porosità mediamente anche di 2 ordini di grandezza.

→2

bisogna trovare delle dimensioni per le quali il materiale può essere considerato omogeneo isotropo, quindi si introduce un volume rappresentativo

L > 5 d_max se L < 5 d_max allora si fanno sentire gli effetti della disomogeneità

se si introduce il cubo nella prova, senza nessun riduttore di attrito si ottiene un comportamento di questo tipo

σ

ε ; ΔL / e₃

Prove di compressione

La dimensione del provino dipende dal diametro max degli aggregati.

Se i requisiti richiedono dimensioni massime del provino devono essere di 300mm non essendoci macchinari in grado di trattare dimensioni maggiori.

• La UNI EN 12390-1 fornisce dei vincoli sul ciclo provino: testi può comprendere diversi tempi di maturazione (24h, 48h, 72h).
• Il provino deve essere posto in una camera ad alta umidità relativa (u.r. 95%) e T = 20 ± 2°C.
• Si deve anche imprimere una velocità costante di carico, 0.2 ^△σ/_dt < 1 MPa/s

Consideriamo un provino cilindrico

Si ha simmetria radiale e questo consente di avere una compressione uniaxiale.

Il materiale compattato tende anche a spanciare (effetto Poisson), per non impedire il dilatamento, si costrano lubrificanti le basi del provino.

ε = μσ

Lubrificanti usati riduce μ = 0.5 c.a.

Si riportano i risultati su un grafico (σ - ε),

Sia un tratto iniziale elastico (non perfettamente, ma determinabili irreversibili sono trascurabili).

Succede il c.d.s. è caratterizzato da conduttività iniziale arrivato in A il materiale comincia a fessurarsi. Le fessure rapide hanno più o meno la stessa direzione che segue quella di carico (verticale).

(Le catene di forze, dovendo passare per gli aggregati, non sarà verticale ma inclinate si vengono a formare con delle coniughe.

zona soggetta a trazione visto che la resistenza a trazione è molto contenuta, si vengono a formare delle fessure in direzione verticale (il materiale viene squarciato).

Avvenute in A queste fessure iniziano una propagazione stabile che si traduce in un andamento non lineare. (Prima del picco si sta danneggiando il materiale)

Propagazione stabile:

Se si riduce il carico il fenomeno di propagazione si arresta.

Dopo il picco si ha una propagazione instabile che si arresta nel punto C dopo un tratto decrescente.

(Le tessure nascono all’interfaccia tra la matrice e gli aggregati, dimensione e movimento: in alcuni, più e meno densa). Queste fessure sono fessure intercristalline (tra i grani) tipiche dei cls tradizionali.

c.: lunghezze caratteristiche

Si formano come delle colonnine tra le tessure che possono instabilizzarsi e nasce una fessura che porta a uno scivolamento dovuto alla nascita di una banda di taglio.

dopo il punto C il cilindro si comporta come due pezzi che scorrere l'uno sull'altro.

c.: Break point:

Dopo il punto C anche non avendo definite le deformazioni si continua a evocare il quadro è comunque necessaria una forza per far scorrere i “due blocchi” (inclusione locus)

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deformazione volumetrica

ε_v = σ_v/E

ε_x - ν/E G_v = ε₃ (in campo elastico)

Nel cls. ε₃ non è costante in tutte le direzioni ma dipende dalla direzione del getto (ε₃ nella direzione del getto è lievemente minore, delle altre due). Se il materiale è ben costante ε₃ = costante U_rec di σ₁ = 0,6

ε_v = ε₁ + ε₂ + ε₃, (1-0,6σ₁) ε₁ = 0,6 ε₁

Raggiunto il massimo ... curva non ideale

Raggiunto f_c si potrebbe avere un ε₁ prossimo a zero, come se la deformazione fosse nulla (U_rec=0,6)

Questo fenomeno è molto influenzato dal confinamento del materiale

Zona che non risente del confinamento ed è a espansione libera

In un cubo invece tutta l'altezza risente del confinamento e quindi la retta ha una forma a clessidra.

È per il confinamento che il cubo resiste più del cilindro

Se si considera un cilindro molto snello h=6D

zone in campo elastico

dopo il picco si possono distinguere zone diverse che hanno comportamenti diversi.

Le zone 1 e 2 ritornano sull'asse uno scarico rimanendo in campo elastico

mentre la zona 3 continua il carico (al precedente della prova).

Se le lotti 1 e 2 prevalgono sulla zona 3 si verifica un fenomeno.

Fenomeno dello Snap Back.

Questo fenomeno di instabilità si può accennare provando il "peso" possibile.

determinare l'intersezione

Il rilascio elastico di 1 e 2 può favorire il processo di instabilità della frattura.

Se il c.s. e l'alta resistenza si avranno concentrazioni intragranulari

ancora labanda di taglio è più liscia e il materiale è molto più fragile.