Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
CAMPIONAMENTO
E
MESSA IN OPERA
DEL
CALCESTRUZZO
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Dott. Fabrizio Ramacci
23-9-2005 supplemento ordinario alla GAZZETTA UFFICIALE
NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI 2005
11. MATERIALI E PRODOTTI PER USO STRUTTURALE
11.1.1 SPECIFICHE PER IL CONGLOMERATO CEMENTIZIO
[…] la resistenza convenzionale a compressione uniassiale caratteristica misurata su cubi Rck.
Il progettista […] al fine di ottenere la resistenza caratteristica […] dovrà dare indicazioni in
merito
Ai processi di maturazione
Alle procedure di posa in opera
[…] dare indicazioni in merito alla composizione della miscela
[…] prevedere classi di esposizione ambientale
e del requisito di durabilità
La resistenza caratteristica è definita come la resistenza al di sotto della quale si ha il 5%ndi probabilità di trovare
valori inferiori.
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11.1.2. CONTROLLO DI QUALITA’ DEL CONGLOMERATO
Valutazione preliminare della resistenza
Controllo di accettazione
Prove complementari
11.1.3 VALUTAZIONE PRELIMINARE DELLA RESISTENZA
L’appaltatore […] deve garantire […] la resistenza caratteristica
11.1.4. PRELIEVO DEI CAMPIONI
[…] la “Resistenza di prelievo” che costituisce il valore mediante il quale vengono
eseguiti i controlli del conglomerato.
[…] Per la preparazione, la forma, le dimensioni, la stagionatura dei provini di
calcestruzzo
vale quanto indicato nelle norme UNI EN 12390-1 e UNI EN 12390-2.
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11.1.5. CONTROLLO DI ACCETTAZIONE
Il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di eseguire controlli sistematici in corso d’opera
Il controllo di accettazione va eseguito su miscele omogenee e si articola, […] nel:
Controllo di tipo A
Controllo di tipo B
R1 ≥ Rck - 3,5
(N/mm2 )
R1 = minor valore di resistenza dei prelievi (N/mm2 )
Tipo A:
Rm ≥ Rck + 3,5
Tipo B:
Rm ≥ Rck + 1,48 s
Rm = resistenza media dei prelievi
s = scarto quadratico medio (N/mm2 )
(N/mm2 )
(N/mm2 )
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Distribuzione Gaussiana
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11.1.5.1 Controllo di tipo A
È riferito ad un quantitativo di miscela omogenea non maggiore di 300 m3 .
[…] tre prelievi, ciascuno dei quali eseguito su un massimo di 100 m3 di getto di miscela omogenea
[…] è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero.
11.1.5.2 Controllo di tipo B
Nelle costruzioni con più di 1500 m3 di miscela omogenea
[…] Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un prelievo, e
complessivamente almeno 15 prelievi sui 1500 m3 .
11.1.5.3 Prescrizioni comuni per entrambi i criteri di controllo
Il Direttore dei Lavori deve procedere direttamente al prelievo
dei campioni necessari per le prove di accettazione […]
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11.1.6. CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA
[…]
Il valore medio della resistenza del calcestruzzo in opera […]
è in genere inferiore al valore medio della resistenza dei prelievi.
È accettabile un valore medio, misurato con tecniche opportune (distruttive e non distruttive)
e debitamente trasformato in resistenza cubica, non inferiore all’85 % di Rck .
11.1.7 PROVE COMPLEMENTARI
[…]
Potranno servire al Direttore dei lavori od al Collaudatore per dare un
giudizio del calcestruzzo in opera
qualora non sia rispettato il “controllo di accettazione”.
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11.1.8. PRESCRIZIONI RELATIVE AL CALCESTRUZZO CONFEZIONATO
CON PROCESSO INDUSTRIALIZZATO
Gli impianti […] devono essere idonei ad una produzione costante,
disporre di apparecchiature adeguate […]
di personale esperto e di attrezzature idonee a provare, valutare
e correggere la qualità del prodotto.
Gli impianti devono dotarsi di un sistema di controllo della produzione
allo scopo di assicurare che il prodotto abbia i requisiti previsti dalle presenti norme
e che tali requisiti siano costantemente mantenuti fino alla posa in opera.
[…]
Il Direttore dei Lavori è tenuto a verificare quanto sopra indicato
ed a rifiutare le eventuali forniture non conformi;
dovrà comunque effettuare le prove di accettazione […]
ed acquisire,
prima dell’inizio della fornitura,
copia della certificazione del controllo del processo produttivo.
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NORMA ITALIANA
UNI 9418
Seconda edizione
MAGGIO 1998
Calcestruzzo fresco
Determinazione della consistenza
Prova di abbassamento al cono
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PRINCIPIO
Il calcestruzzo fresco viene compattato in uno stampo a forma di tronco di cono. Lo stampo
viene sfilato verso l'alto e l'abbassamento del campione fornisce una misura della consistenza
del calcestruzzo.
APPARECCHIATURA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Stampo di metallo
Imbuto (opzionale)
Asta graduata da 0 mm a 300 mm,
Piastra/superficie di base
Pala a bocca quadrata
Sessola
Recipiente
Contasecondi
Panno umido
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PROCEDIMENTO
Inumidire lo stampo.
Riempire immediatamente in 3 strati successivi,
circa 1/3 dell'altezza dello stampo.
Assestare ciascuno strato con 25 colpi di pestello uniformemente distribuiti
dopo l'assestamento dell'ultimo strato rasare e lisciare la superficie del calcestruzzo
Ripulire la superficie di base e rimuovere lo stampo sollevandolo con cura
un sollevamento regolare
L'intera operazione, entro 150 s.
misurare con approssimazione ai 10 mm l'abbassamento al cono
del punto più alto del campione del calcestruzzo in esame.
Verificare che l'abbassamento non continui a variare sensibilmente durante il primo minuto
Nota
La lavorabilità di un impasto di calcestruzzo varia al trascorrere del tempo
in conseguenza del procedere dell'idratazione del cemento e dell'eventuale perdita di umidità.
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ESPRESSIONE DEI RISULTATI
Registrare l'abbassamento S, che esprime la consistenza S del calcestruzzo,
con approssimazione ai 10 mm.
La prova è valida solo se […] il calcestruzzo rimane sostanzialmente intatto e simmetrico
RESOCONTO DI PROVA
Nel resoconto di prova si deve riportare:
-
il riferimento della presente norma;
l'identificazione univoca del campione;
il luogo di esecuzione della prova;
la data e l'ora di esecuzione della prova;
la temperatura del campione di calcestruzzo al momento della prova (opzionale);
le eventuali cause di invalidazione della prova (cedimento con segregazione/con taglio/continuo);
il valore dell'abbassamento al cono;
le eventuali deviazioni rispetto al metodo di prova descritto
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NORMA ITALIANA
UNI 6127
Quarta edizione
MAGGIO 1998
Provini di calcestruzzo per le prove di resistenza
Preparazione e stagionatura
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PRINCIPIO
la presente norma comprende:
la preparazione e il riempimento degli stampi ;
la compattazione del calcestruzzo con opportuni mezzi di costipamento ;
la sformatura dei provini ;
la stagionatura dei provini sia prima sia dopo la sformatura ;
l'eventuale trasferimento dei provini durante il periodo di stagionatura .
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APPARECCHIATURA
• Stampi Gli stampi (per provini cubici, cilindrici o prismatici)
devono essere conformi alle prescrizioni delle UNI 6130-1 e UNI 6130-2. […]
• Tramoggia di riempimento Deve essere costruita con materiale non assorbente
e […] per facilitarne il riempimento.
• Mezzi di compattazione
Vibratore ad immersione […]
Nota I vibratori ad immersione di cantiere sono normalmente sproporzionati […]
Tavola vibrante […]
Pestello cilindrico di acciaio […]
Barra di compattazione di acciaio […]
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•
•
•
•
•
•
•
•
Sessola
Righello rasatore
Fratazzo o cazzuola con lama di forma trapezoidale
Recipiente di campionamento, […] adatto a raccogliere i prelievi elementari di calcestruzzo
e a rimescolarli.
Pala a bocca quadrata
Agente disarmante, non aggressivo nei confronti dello stampo e del provino.
Mazzuola non metallica
Contasecondi
Panni umidi o segatura umida
Involucri di materiale plastico a tenuta
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PROCEDIMENTO
Tutte le apparecchiature e gli attrezzi impiegati che vengono a contatto con il calcestruzzo
devono essere di materiale non assorbente e puliti.
Preparazione e riempimento degli stampi
la superficie interna dello stampo risulti pulita
e ricoperta da un sottile velo di agente disarmante […]
Se i provini vengono compattati manualmente,
il riempimento deve essere effettuato in strati successivi di spessore circa 50 mm. […]
Se i provini vengono compattati meccanicamente (mediante vibrazione),
il calcestruzzo deve essere introdotto in un unico strato, […] […]
Compattazione del calcestruzzo
Generalità e scelta del metodo
Ciascuno strato di calcestruzzo deve essere compattato,
subito dopo essere stato posto negli stampi,
in modo tale da ottenere la massima densità realizzabile con l'impasto dato,
mantenendone l'omogeneità.
[…]
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Compattazione con vibratore ad immersione
La vibrazione deve essere applicata per il minimo tempo necessario ad ottenere
la completa compattazione del calcestruzzo. Occorre evitare una vibrazione eccessiva,
che potrebbe provocare segregazione e risalita di lattime o perdita di aria introdotta artificialmente,
se presente. Il vibratore deve essere mantenuto verticale ed essere immerso nel calcestruzzo,
e da questo estratto, in modo graduale; si devono effettuare tre inserimenti dell'ago vibrante
in tre posizioni nel caso di provini cilindrici e cinque inserimenti in 5 posizioni diverse
(spostandosi quando possibile in diagonale), nel caso di provini cubici.
Il vibratore non deve essere mantenuto a contatto con il fondo o con le pareti interne
dello stampo, per non danneggiarlo. È ammesso invece il contatto con le pareti dall'esterno
per completare la compattazione.
La durata della vibrazione deve essere registrata con approssimazione di 1 s.
Compattazione con tavola vibrante
La vibrazione deve essere applicata per il minimo tempo necessario ad ottenere la
completa compattazione del calcestruzzo. Quando si usa una tavola vibrante
lo stampo deve essere fissato ad essa. Occorre evitare una vibrazione eccessiva,
che potrebbe provocare segregazione e risalita di lattime o perdita di aria introdotta artificialmente,
se presente. La durata di vibrazione richiesta dipenderà dalla consistenza del calcestruzzo
e dall'efficacia del vibratore; la vibrazione deve essere interrotta non appena
la superficie del calcestruzzo risulterà relativamente piana ed assumerà un aspetto
vetroso. La durata della vibrazione deve essere registrata con approssimazione di 1 s
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Dott. Fabrizio Ramacci
Compattazione con pestello cilindrico
Quando si esegue la compattazione con il pestello cilindrico i colpi devono essere
distribuiti in modo uniforme sulla sezione trasversale dello stampo.
Si deve avere cura di evitare che il pestello penetri in modo significativo nello strato precedente,
o che percuota il fondo dello stampo quando si compatta il primo strato.
Il numero dei colpi richiesti per ciascuno strato, allo scopo di realizzare la completa compattazione,
dipenderà dalla consistenza del calcestruzzo,
ma in nessun caso il calcestruzzo dovrà essere sottoposto a meno di 25 colpi per strato.
Allo scopo di rimuovere le bolle di aria intrappolata, ma non l'aria volutamente inglobata,
dopo la compattazione di ciascuno strato le pareti esterne dello stampo
dovranno essere percosse con leggeri colpi di mazzuola, rapidi e decisi,
fino a quando cesseranno di giungere alla superficie grosse bolle d'aria
e scompariranno le depressioni lasciate dal pestello.
Il numero di colpi di pestello deve essere registrato.
Compattazione con barra
Il calcestruzzo deve essere compattato come Compattazione con pestello cilindrico […]
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Livellamento della superficie
Subito dopo la compattazione la tramoggia di riempimento deve essere
rimossa e la superficie del calcestruzzo accuratamente livellata con un righello rasatore
e quindi lisciata con cazzuola o fratazzo.
Identificazione iniziale dei provini
Terminata la confezione dei provini occorre adottare immediatamente provvedimenti
atti ad identificarli in modo inequivocabile […]
Stagionatura dei provini
La stagionatura comprende tutto l'intervallo di tempo che intercorre
fra il completamento della preparazione dei provini e l'inizio delle operazioni di prova. […]
Stagionatura iniziale
Non appena l'operazione di confezione si è conclusa e i provini sono stati identificati,
questi devono restare nello stampo per almeno 16 h, ma per non più di 72 h, protetti dai rischi di urto,
vibrazione e disidratazione, a una temperatura di (20 ± 5) °C. […]
Sformatura
Al termine della stagionatura iniziale i provini devono essere sformati,
evitando di danneggiarne gli spigoli, e marcati in modo indelebile[…]
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Dott. Fabrizio Ramacci
Trasferimento
Anche la fase della stagionatura successiva alla sformatura deve essere effettuata
in condizioni di umidità e di temperatura controllate. […]
Stagionatura finale
Dopo la rimozione dallo stampo il provino deve essere conservato fino a prima della prova,
salvo gli eventuali periodi di trasferimento, in un bagno di acqua termostatata
alla temperatura di (20 ± 2) °C.
In alternativa si può utilizzare una camera di maturazione a (20 ± 2) °C
con umidità relativa non minore del 95% in tutto l'ambiente.
Stagionatura dei provini in condizioni particolari
È ammesso derogare dalle condizioni normalizzate di stagionatura sopra esposte
allo scopo di verificare lo sviluppo delle resistenze in particolari condizioni[…]
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Dott. Fabrizio Ramacci
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Dott. Fabrizio Ramacci
RESOCONTO DI PROVA
Il resoconto relativo alla preparazione dei provini deve comprendere i seguenti elementi:
- il riferimento della presente norma;
- l'identificazione univoca dell'impasto;
- la temperatura del calcestruzzo rimescolato (opzionale);
- il metodo di compattazione del calcestruzzo;
- la durata della compattazione o il numero dei colpi, secondo il metodo di compattazione;
- il luogo, la data e l'ora di preparazione dei provini;
- la forma, le dimensioni ed il numero dei provini;
- l'identificazione univoca dei provini;
-il tipo di prova per cui i provini sono stati preparati;
-qualsiasi deviazione significativa
rispetto al metodo per la preparazione dei provini descritto dalla presente norma. […]
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Dott. Fabrizio Ramacci
La messa in opera
del
calcestruzzo
Quando,
il calcestruzzo: un impasto di sassi, cemento e acqua;
ricopre i ferri d’armatura;
rapprende e indurisce,
trasformandosi in struttura.
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Dott. Fabrizio Ramacci
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Il calcestruzzo deve essere messo in opera e compattato
immediatamente dopo l'impasto.
In climi secchi e caldi il calcestruzzo
deve essere
messo in opera e compattato entro 30 min dalla fine dell'impasto,
mentre in climi freddi ed umidi l'attesa può essere di 1 h.
[UNI 8981-7]
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Dott. Fabrizio Ramacci
Consegne rapide
Programmare i tempi di preparazione
Additivi superfluidificanti e ritardanti
Preferibile cemento 32,5 R
Perdita di resistenze – Aggiunte di acqua
E’ anche possibile:
Specificare il tempo del mantenimento della lavorabilità.
[Additivi superfluidificanti ad elevato mantenimento della lavorabilità.]
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Dott. Fabrizio Ramacci
Per impedire
la
segregazione
il calcestruzzo
non deve essere versato da un'altezza maggiore
di
1m;
per altezze maggiori è indispensabile
ricorrere a scivoli o ad idonee canalette.
[UNI 8981-7]
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Dott. Fabrizio Ramacci
Inserire il tubo-pompa nel cassero
Personale qualificato
Distribuire uniformemente
Segregazione
Effetto estetico – Permeabilità
NIDI DI GHIAIA
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Dott. Fabrizio Ramacci
Si può anche utilizzare
un calcestruzzo autocompattante
(SCC),
che ha tra le sue prerogative
alta fluidità in assenza di segregazione.
Sono possibili anche cadute di 3,5 metri,
senza segregazione.
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Occorre tenere presente che
la compattazione del calcestruzzo
è
l'operazione più importante
fra quelle comprese nella sua messa in opera
e pertanto dovrebbe essere
eseguita da personale qualificato.
[UNI 8981-7]
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Perché ?
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Dott. Fabrizio Ramacci
Una compattazione inadeguata
porta alla presenza di macrovuoti,
nel calcestruzzo indurito.
Di conseguenza,
ho un calcestruzzo in opera
con una
densità inferiore
di quella che avrei avuto
con una compattazione maggiore, e ben distribuita
Bormio 15 marzo 2007
Da:
Dott. Fabrizio Ramacci
M. Collepardi - R. Troli (Enco Journal n. 31 del 2005)
Ricavano la seguente formula sperimentale:
Delta R (%) = 500 – (1- gc)
dove [gc = Dc / Dp]
Su comuni calcestruzzi non correttamente vibrati
si può avere anche un 10-20 % di resistenze in meno
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Correlazione lineare, grafico,
da “Il nuovo calcestruzzo”. M. Collepardi
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Per
Strutture congestionate dai ferri
La particolare lavorazione (pavimenti)
Velocizzare le operazioni del cantiere
Migliore aspetto estetico
Faticare meno
Per questi motivi
è sempre richiesta una grande lavorabilità
Calcestruzzo super fluido (S5)
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Dott. Fabrizio Ramacci
PERICOLO !!!!
Grosse penalizzazione delle resistenze
per manipolazione del calcestruzzo in cantiere.
Cosa fare:
Sempre S4 (16-20 cm)
Se pendenze S3 (10-15 cm)
Se come i pavimenti industriali o tanti ferri S5 ( > 21 cm)
L’ottimo >>> SCC
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Durante la messa in opera,
quando l’impasto cementizio
di sabbia, ghiaia, acqua, superfluidificante
e ovviamente cemento
sta per diventare una struttura,
il calcestruzzo può subire
importanti manipolazioni
che ne limitano le potenzialità.
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Il calcestruzzo per il suo indurimento
necessita di un sufficiente grado di umidità
e pertanto la conservazione di tale umidità
è della massima importanza per una buona maturazione.
In particolare, sulla durabilità del calcestruzzo
hanno molta influenza le condizioni iniziali di stagionatura,
perché una rapida evaporazione ed improvvise variazioni climatiche
possono provocare fenomeni di ritiro superficiale
con conseguenti fessurazioni sulla superficie del calcestruzzo.
In generale la stagionatura deve essere curata almeno
per una settimana dopo il getto,
inumidendo periodicamente la superficie del calcestruzzo
particolarmente in climi caldi e ricoprendo, se necessario,
il getto con fogli di materia plastica
o meglio con idonei prodotti filmogeni
[ UNI 8981-7 ]
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Dott. Fabrizio Ramacci
LA STAGIONATURA INIZIALE
Uno sbalzo di temperature;
(dal caldo dei casseri,
al freddo e al vento di un ambiente secco)
E’ la causa di un’evaporazione improvvisa
che accentua il fenomeno del ritiro
Si formano LE FESSURE.
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Se l’ambiente è umido…………………
Se l’ambiente non è umido
»»
Fessure.
Di conseguenza il calcestruzzo non può esercitare
la protezione di copriferro.
Anche se il calcestruzzo impiegato è un Sig. Calcestruzzo,
con un basso rapporto acqua cemento
e un elevato grado di compattazione.
Se l’ambiente non è umido
»»
la superficie si presenta più porosa,
quindi facilmente penetrabile dagli agenti del degrado.
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Dott. Fabrizio Ramacci
La causa: il Ritiro
La deformazione totale da ritiro si compone di due termini,
la deformazione per ritiro da essiccamento
e la deformazione per ritiro autogeno.
Il ritiro da essiccamento si manifesta lentamente
in seguito alla migrazione delle particelle di acqua
all’interno della pasta cementizia indurita.
Il ritiro autogeno si sviluppa
in seguito alla maturazione del calcestruzzo:
per tale motivo si manifesta principalmente
nel periodo immediatamente successivo al getto.
La deformazione totale da ritiro si può esprimere come:
ε
cs
=ε
cd
+ε
ca
dove:
ε
ε
ε
cd
è la deformazione totale per ritiro
è la deformazione per ritiro da essiccamento
ca
è la deformazione per ritiro autogeno.
cs
[NTC]
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Dott. Fabrizio Ramacci
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Dott. Fabrizio Ramacci
Per una settimana dopo il getto…
—
—
—
—
—
Mantenere umido…acqua…teli…stagionanti filmogeni…
Ma anche, calcestruzzi con:
Additivo superfluidificante - riduttore di acqua
Microfibre contro il ritiro in fase plastica
Additivi antiritiro
Cementi lenti
E additivi (ritardanti o acceleranti).
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Dott. Fabrizio Ramacci
La temperatura esterna
Da
0°C
a
10 °C
»»
lento sviluppo delle resistenze
Scendendo
sotto i
0 °C » » arresto dell’incremento delle resistenze;
fino ad arrivare alla formazione di lenti di ghiaccio,
che possono rompere la struttura dei “legami” nel calcestruzzo.
Se ci sono meno di 10 °C
è sempre da valutare se
risulta comunque conveniente gettare.
In climi freddi è consigliabile che il calcestruzzo abbia un
rapido indurimento,
al fine di raggiungere a breve almeno
una resistenza minima di 5 MPa.
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Dott. Fabrizio Ramacci
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Posso:
Aumentare il contenuto di cemento
Abbassare il rapporto acqua / cemento
Mantenere coperto o scaldare
Additivi acceleranti
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Dott. Fabrizio Ramacci
CADUTA DI RESISTENZE
Per carente compattazione
FESSURE
Per ritiro (azione di copriferro). Maturazione umida del calcestruzzo
MAGGIORE PERMEABILITA’ SULLA SUPERFICIE DEL CALCESTRUZZO
Per carente maturazione umida
BRUTTURE DEL CALCESTRUZZO
Per carenza di messa in opera e di un calcestruzzo idoneo
CADUTA DI RESISTENZE ANCHE CONSIDEREVOLI
Per aggiunte di acqua (a volte anche dovute a una carente prescrizione).
Temperature, tempistiche, armatura, produttività.
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Cosa propongo io ?
Passare
Da
Rck 25 S3 2a
A
Rck 30 S4 XC1
Come Rck minimo
Bormio 15 marzo 2007
Dott. Fabrizio Ramacci
Grazie