Il calcestruzzo:
criteri per la produzione e
messa in opera in sicurezza
Sabato 18 aprile 2009
Premessa
Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più diffuso nei paesi
industrializzati, essendo il suo impiego destinato alla realizzazione di
strutture sia con tipologia e dimensioni tradizionali, che per grandi e
complesse opere di ingegneria sia civile che infrastrutturale.
La ragione di questo suo importante utilizzo può essere spiegata
attraverso tre semplici aggettivi:
Facile
Economico
A basso impatto
ambientale
Perché il calcestruzzo è “ facile“ :
•
innanzitutto perché la sua produzione richiede impianti, struttura organizzativa e
procedure semplici oltre a un numero molto limitato di costituenti.
•
Questa sua apparente facilità ha favorito, da un lato la nascita di impianti di
betonaggio preconfezionato su tutto il territorio nazionale (circa 3.500) per una
produzione annua che oscilla intorno ai 80 milioni di metri cubi, dall’altro lo
sviluppo di un quota consistente di calcestruzzo prodotto direttamente in cantiere,
spesso con centrali di piccole dimensioni e dosaggio a volume, per circa 40-45
milioni di metri cubi.
•
Il calcestruzzo è "facile" poi nel suo utilizzo. La sua capacità di essere lavorato allo
stato fresco e di adattarsi anche a forme complesse rende il suo utilizzo più
semplice rispetto ad altri materiali da costruzione;l'ausilio ed il supporto delle pompe
consente inoltre il suo utilizzo ad altezze e distanze notevoli.
•
Per questo con il calcestruzzo si riescono a produrre piazzali, fondazioni, pilastri,
impalcati e ogni genere di tipologia costruttiva con un numero limitato di addetti e
spesso con tempi sensibilmente inferiori a quelli richiesti da altri materiali.
•
Il calcestruzzo è "facile" inoltre nella sua prescrizione. La normativa attualmente in
vigore (la UNI 9858) supporta il progettista e l’impresa rispettivamente nella
prescrizione e nell’ordine del calcestruzzo, dando loro gli strumenti per considerare,
nella scelta del materiale, anche l’ambiente in cui questo dovrà svolgere la propria
funzione.
Abbiamo detto che è "economico":
un metro cubo di calcestruzzo ha un costo per unità di prestazione fornita
sensibilmente inferiore a qualsiasi materiale da costruzione.
Inoltre, se si è tenuto conto correttamente dell’ambiente in cui poi dovrà operare, il
materiale richiede limitati interventi di manutenzione ordinaria.
Queste caratteristiche intrinseche del materiale, fanno si che rispetto a strutture
realizzate per esempio in acciaio si possa pensare ad una durata pressoché
illimitata nel tempo in quanto il calcestruzzo è classificato come una
"pietra artificiale "
Il calcestruzzo è inoltre “a basso impatto ambientale"
per più motivi:
1) per esempio nella produzione del legante utilizzato, il cemento, vengono reimpiegati
in sensibili quantità sottoprodotti alla fine del loro ciclo di utilizzo. Diversamente questi
sarebbero classificati come rifiuti da dover smaltiree costituirebbero un problema di
ordine ambientale. ( fumi – scorie – p.a.f. – loppa)
2) l’impiego massiccio di questi materiali,contribuisce a ridurre l’estrazione di nuovo
materiale con conseguente abbattimento dei consumi per le estrazioni in accordo a
quanto stabilito dal protocollo di Kyoto
3) la normativa di riferimento che governa il settore estrattivo ha definito, per le azioni
di ripristino ambientale, non solo di mitigare le parti della zona estrattiva coinvolte ma,
alle volte, di ottenere situazioni ambientali finali migliori di quelle di partenza.
3) il consumo energetico necessario a produrre il materiale, per unità di prestazione, è
sensibilmente inferiore a quello dell’acciaio.
tutte queste evidenti e indiscusse qualità che abbiamo brevemente
richiamato potrebbero far pensare, come in origine è stato, che il
calcestruzzo sia un materiale
" povero e senza carattere "
e a differenza di altri, per esempio l'acciaio, si presti ad un utilizzo
generico e quindi paradossalmente, se così non fosse, dare luogo
ad aspetti fortemente negativi.
Tutto questo se non vengono rispettate, in tutte le fasi, alcune
semplici, ma fondamentali, regole di corretta esecuzione
Il problema
Se le prescrizioni progettuali definite per l'impasto non tengono conto
dell’ambiente in cui questo dovrà operare, in breve tempo l’opera sarà
destinata a deteriorarsi, richiedendo frequenti ed onerosi interventi di
risanamento con conseguenti disagi per gli utenti.
La produzione del calcestruzzo deve avvenire nel rigoroso rispetto delle
ricette qualificate dal laboratorio e il trasporto non ne deve modificare le
proprietà iniziali di confezionamento.
La conduzione dell’impianto e dell’autobetoniera deve pertanto essere
eseguita con procedure operative in grado di soddisfare alcuni requisiti
tecnico-produttivi:
1) le modalità di dosaggio e di controllo della consistenza (prima
dell’ultimazione del carico) dovrebbero essere effettuate tenendo
conto della durata ipotetica del viaggio, al fine di evitare l’aggiunta
di acqua in cantiere ad opera dell’autista.
2) fondamentali sono le operazioni di posa in opera e di
maturazione per ottenere un prodotto prestazionale.
3) la superficialità nel getto, una cattiva vibratura o una distribuzione
non uniforme all’interno del cassero, possono comprometterne, in
alcuni casi anche in modo irrimediabile, la struttura e la vita utile.
Il calcestruzzo è in grado di
soddisfare le richieste strutturali
ed è materiale durevole
solo se risulta in opera omogeneo e compatto.
• Calcestruzzo proveniente da stesso impasto
Getto effettuato con criteri di corretta
posa in opera
Getto effettuato (?!)
Che cosa si genera nel getto a
posa avvenuta ?
1) fenomeno di presa, rilevabile nelle prime ore
dopo il getto
2) fase di indurimento, con maturazione a 28
giorni dal getto
La presa e l’indurimento del
calcestruzzo
Da un punto di vista pratico il periodo di presa e quello dormiente:
a) coincidono con le fasi di mescolamento degli ingredienti del
calcestruzzo in betoniera, di trasporto dalla centrale di betonaggio al
cantiere, di posa in opera e di compattazione del conglomerato all’interno
della cassaforma.
b) la durata di questi periodi deve essere tale da non ostacolare
queste operazioni che sono legate evidentemente alla logistica del cantiere
e al tipo di opera che si deve realizzare.
L’inizio della presa rappresenta il momento in cui l’impasto
non è più manipolabile.
Non sarà più possibile gettarlo all’interno del cassero né sarebbe
consigliabile effettuare, ad esempio, alcuna compattazione
anche quando la posa fosse stata ultimata.
PREQUALIFICA IMPIANTO
• Controlli accettazione di tipo A ( fino a 1.500 mc. )
• Controlli accettazione di tipo B ( oltre i 1.500 mc. )
carbonatazione
• Concrete
durability
È noto ………. a tutti !!!
Il rapporto acqua / cemento
(a/c )
Classi di consistenza mediante abbassamento al
cono di Abrams:
S1 - consistenza umida: abbassamento (slump) da
10 a 40 mm
S2 - consistenza plastica: abbassamento (slump)
da 50 a 90 mm
S3 - consistenza semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
S4 - consistenza fluida: abbassamento (slump) da
160 a 210 mm
S5 - consistenza superfluida: abbassamento
(slump) ≥ 220 mm.
Classi di esposizione ambientale
(EN 206-1, prospetto 1)
classe
Ambiente/agenti di degrado
X0
assenza di rischio di corrosione delle armature o di attacco del cls.
XC
corrosione delle armature indotta da carbonatazione
XD
corrosione delle armature indotta da cloruri esclusi quelli provenienti
dall’acqua di mare
XS
corrosione da cloruri presenti nell’acqua di mare
XF
degrado del cls. provocato da cicli di gelo/disgelo con o senza sali
disgelanti
XA
attacco chimico del calcestruzzo
CLASSI DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE
ESEMPIO DI UTILIZZO PER DIFFERENTI ELEMENTI STRUTTURALI
copertura
XC4
Facciata
XC4
XC1
XC4
XC3
PT aperto
falda freatica
XC2;
imp.
XC2; imp.
28
Le casserature “ industrializzate “ aumentano le possibilità
di buona riuscita del getto e ottimizzano l’incidenza al mq.
di manodopera relativa alle operazioni di armo e disarmo