I CONTROLLI DI RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E SCIENZE APPLICATE I CONTROLLI DI RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA Prof. Ing. Luigi Coppola

2 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M È accettabile un VALORE MEDIO DELLA RESISTENZA STRUTTURALE, misurata con tecniche opportune (distruttive e non distruttive) e debitamente trasformata in resistenza cilindrica o cubica, NON INFERIORE ALL 85% DEL VALORE MEDIO DEFINITO IN FASE DI PROGETTO.

3 D.M R cubmedia-opera 0.85 R cm-progetto f ck = 0.83 R ck f cm = 0.83 R cm f cm = f ck + 8 N/mm R cm = 0.83 R ck + 8 (in N/mm 2 ) R cm = R ck (in N/mm 2 ) R cubmedia-opera 0.85 (R ckprog + 9.6)

4 EN R ck-opera 0.85 R ckprogetto

5 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA È accettabile un VALORE MEDIO DELLA RESISTENZA STRUTTURALE, misurata con tecniche opportune (distruttive e non distruttive) e debitamente trasformata in resistenza cilindrica o cubica, NON INFERIORE ALL 85% DELLA RESISTENZA CARATTERISTICA ASSUNTA IN FASE DI PROGETTO. R ck-opera 0.85 R ckprogetto

6 CHI? PROGETTISTA IMPRESA e D.L. COSA? PRESCRIZIONE DI CAPITOLATO ACCERTARE CHE IL PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI CONSEGUIRE IL VALORE PRESCRITTO DAL PROGETTISTA PER LA R CK QUANDO? IN FASE PROGETTUALE PRIMA DELL INIZIO DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DELL OPERA D.L. CONTROLLI DI ACCETTAZIONE EFFETTUATI CON PRELIEVO DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA DEL CALCESTRUZZO IN CANTIERE PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO ALLA CONSEGNA D.L. CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA SU CAROTE CON h/d=1 ESTRATTE DALLE STRUTTURE DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO

7 CARTIGLIO MATERIALI

8 VOCE DI ELENCO PREZZI Fornitura e posa in opera di calcestruzzo a prestazione garantita, in accordo alla EN 206-1, per strutture.. in classe di esposizione.. (UNI EN e UNI 11104), R ck. N/mm 2, Lavorabilità al getto., D max. mm, Cl.

9 CHI? COSA? QUANDO? IMPRESA e D.L. ACCERTARE CHE IL FORNITORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI PRODURRE IL CALCESTRUZZO RISPONDENTE ALLE SPECIFICHE DI CAPITOLATO DEFINITE IN FASE PROGETTUALE PRIMA DELL INIZIO DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DELL OPERA IMPRESA e D.L. ACQUISIRE LA DOCUMENTAZIONE DI CONFORMITA DELLE MATERIE PRIME IMPIEGATE NELLA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO ALLE NORME VIGENTI (UNI- EN 12620, UNI-EN 934-2, UNI-EN 1008, UNI-EN 197/1,ETC.) ACQUISIRE LA DOCUMENTAZIONE CHE LA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO AVVENGA CON UN CONTROLLO DI PROCESSO IN ACCORDO ALLE «Linee guida sul calcestruzzo preconfezionato» CERTIFICATO DA UN ORGANISMO TERZO

10 SCELTA DEL PRODUTTORE PROCESSO INDUSTRIALIZZATO IN IMPIANTI ESTERNI AL CANTIERE PROCESSO INDUSTRIALIZZATO IN IMPIANTI DI CANTIERE CALCESTRUZZI IN PRODUZIONE CONTINUA VOLUME DI CALCESTRUZZO PRODOTTO > 1500 m 3 DI MISCELA OMOGENEA FPC DOSSIER : Ingredienti, Calcestruzzo: prestazioni reologiche e meccaniche DOCUMENTI: FPC

11 FPC

12 SCELTA DEL PRODUTTORE PROCESSO INDUSTRIALIZZATO IN IMPIANTI ESTERNI AL CANTIERE PROCESSO NON INDUSTRIALIZZATO IN IMPIANTI DI CANTIERE CALCESTRUZZI SPECIALI NON PRODOTTI DI ROUTINE VOLUME DI CALCESTRUZZO PRODOTTO < 1500 m 3 DI MISCELA OMOGENEA PREQUALIFICA DOSSIER : Ingredienti, Calcestruzzo: prestazioni reologiche e meccaniche DOCUMENTI: Certificazione rilasciata da Laboratori di cui all art. 59 del DPR 380/2001

13 CHI? PROGETTISTA IMPRESA e D.L. COSA? PRESCRIZIONE DI CAPITOLATO ACCERTARE CHE IL PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI CONSEGUIRE IL VALORE PRESCRITTO DAL PROGETTISTA PER LA R CK QUANDO? IN FASE PROGETTUALE PRIMA DELL INIZIO DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DELL OPERA D.L. CONTROLLI DI ACCETTAZIONE EFFETTUATI CON PRELIEVO DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA DEL CALCESTRUZZO IN CANTIERE PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO ALLA CONSEGNA D.L. CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA SU CAROTE CON h/d=1 ESTRATTE DALLE STRUTTURE DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO

14 MODALITA DI PROVA PLANARITA DELLE FACCE DEI PROVINI E PERPENDICOLARITA COMPATTAZIONE A RIFIUTO DEL CALCESTRUZZO TRASPORTO DOPO ALMENO 16 h DAL CONFEZIONAMENTO MOTIVAZIONE EVITARE ROTTURE DEL PROVINO PER CONCENTRAZIONI DI SFORZO O PER SFORZI DI TRAZIONE GENERATI DA ECCENTRICITA DEL CARICO ESPULSIONE DELL ARIA DALL IMPASTO E RAGGIUNGIMENTO DELLA MASSA VOLUMICA MASSIMA EVITARE CHE SI FORMINO MICROFESSURAZIONI NEL CALCESTRUZZO FRESCO PER EFFETTO DEGLI URTI DOVUTI AL TRASPORTO SU STRADE ACCIDENTATE MATURAZIONE A 20 C EVITARE CHE TEMPERATURE COSTANTEMENTE FREDDE O TEMPERATURE ELEVATE DURANTE I PRIMI GIORNI DAL GETTO PENALIZZINO LA RESISTENZA A 28 GG. MATURAZIONE IN ACQUA O IN AMBIENTE CON U.R.> 95% EVITARE LA COMPARSA DI FESSURAZIONI E GARANTIRE UNA CORRETTA IDRATAZIONE DEL CEMENTO

15 RESISTENZA E COMPOSIZIONE In definitiva, quindi, il rispetto delle condizioni sopramenzionate nel confezionamento e nella maturazione dei provini ha come obiettivo quello di far si che la resistenza meccanica a compressione di prelievo desunta dalle prove di schiacciamento dipenda esclusivamente dai parametri composizionali dell impasto quali il rapporto a/c, il tipo e la classe di cemento, tipo e dosaggio di eventuali aggiunte pozzolaniche o idrauliche impiegate nel confezionamento dell impasto di cui è responsabile il produttore del calcestruzzo.

16 CHI? D.L. COSA? CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN QUANDO? PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO ALLA CONSEGNA SICUREZZA STRUTTURALE ACCERTARE CHE LA RESISTENZA CARATTERISTICA DEL CALCESTRUZZO SIA CONFORME A QUELLA UTILIZZATA DAL PROGETTISTA NEL DIMENSIONAMENTO STRUTTURALE CONTRATTUALE STABILIRE SE IL CALCESTRUZZO FORNITO E CONFORME A QUELLO CONCORDATO CON LA STIPULA DEL CONTRATTO TRA PRODUTTORE E IMPRESA

17 CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN CONTROLLO DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN IN AGGIUNTA A QUELLO EFFETTUATO DALLA D.L. EFFETTUATI DALLA D.L. (SUPER PARTES) EFFETTUATI DALLA IMPRESA (PARTE IN CAUSA) NESSUNA NECESSITA DI EFFETTUARE I PRELIEVI IN CONTRADDITTORIO NECESSITA DI EFFETTUARE I PRELIEVI IN CONTRADDITTORIO CON IL PRODUTTORE

18 CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO ALLA CONSEGNA D.L. INCARICA UN LABORATORIO AUTORIZZATO (L.1086) CERTEZZA CHE L ITER PROCEDURALE NEL CONFEZIONAMENTO E NELLA CONSERVAZIONE DEI CUBETTI VENGA RISPETTATO

19 DUPLICE VALENZA Resta inteso che i prelievi effettuati dalla Direzione Lavori hanno un duplice valore in quanto: 1. la Direzione lavori li utilizzerà per controllare che la resistenza meccanica del calcestruzzo fornito sia conforme al valore prescritto dal progettista per il rispetto dei livelli di sicurezza generale delle strutture; 2.l acquirente (generalmente l impresa) potrà utilizzarli per valutare se il calcestruzzo fornito è congruente con quello pattuito commercialmente con il produttore.

20 RESPONSABILITA Eventuali non conformità evidenziate dai valori di resistenza a compressione, misurati con le modalità sopra descritte, su provini prelevati a bocca di betoniera o a pié d opera, rispetto alla resistenza caratteristica a compressione prescritta dal progettista e pattuita tra acquirente e fornitore ricadono senza alcuna ombra di dubbio sotto l esclusiva responsabilità del produttore di calcestruzzo

21 ONERI In sostanza, la resistenza a compressione valutata sui cubetti a bocca di betoniera consente di stabilire se essa è conforme al valore caratteristico utilizzato dal progettista nel dimensionamento strutturale (VALENZA STRUTTURALE) permettendo, nell eventualità che il controllo dovesse risultare negativo, di accollare gli oneri derivanti da una minore resistenza a compressione del calcestruzzo fornito rispetto a quella utilizzata per il calcolo strutturale (e pattuita nel contratto commerciale tra produttore e impresa), interamente al fornitore.

22 PENALE A) applicazione di una penale tanto maggiore quanto più il valore caratteristico della resistenza a compressione effettiva (R ckeff ) si discosta (in meno ovviamente) da quello utilizzato per il calcolo strutturale (R ckprogetto ). Ad esempio, a titolo di suggerimento si potrebbe applicare una penale pari al 5-10% del prezzo del calcestruzzo con la R ck pattuita se la resistenza caratteristica effettiva del conglomerato è > 90% di quella stabilita contrattualmente e una penale del 15-20% se il valore effettivo della resistenza caratteristica dovesse risultare inferiore o uguale al 90% di quella pattuita;

23 RIDUZIONE DEL PREZZO Applicazione di una riduzione del prezzo anch essa proporzionale al deficit di resistenza a compressione riscontrato.

24 RIDUZIONE DEL PREZZO A titolo di esempio, si potrebbe applicare una riduzione del prezzo così calcolata: RiduzioneP rezzo 1.25 R ck progetto Rck eff prezzor ck progetto R ck progetto

25 ESEMPIO R ck-progetto = 30 N/mm 2 R ck-eff (controllo di accettazione) = 25 N/mm 2 PENALE 15% RIDUZIONE DI PREZZO 21% PREZZO EFFETTIVO 33% inferiore del prezzo di R ck 30 N/mm 2. PrezzoEffettivo RiduzioneP rezzo 1.25 R R ck progetto ck progetto R ck eff

26 CONSIDERAZIONI E evidente che quanto suggerito determina un consistente abbattimento del prezzo del calcestruzzo che, tuttavia, non deve essere visto come un provvedimento punitivo nei confronti del produttore, ma va inteso come deterrente che stimoli il fornitore ad esercitare in centrale di betonaggio stringenti controlli sulla produzione per evitare di incorrere in controlli di accettazione con esito negativo

27 COSTI DI DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE Costi derivanti dalla necessità, emersa a seguito delle verifiche strutturali, di effettuare interventi di consolidamento o di demolizione e ricostruzione degli elementi realizzati con il calcestruzzo non conforme. In quest ultima evenienza (demolizione e ricostruzione) non si applica ovviamente né la penale né la riduzione di prezzo.

28 CHI? D.L. COSA? CONTROLLO DELLA RESISTENZA A COMPRESSIONE IN OPERA MEDIANTE ESTRAZIONE E SUCCESSIVO SCHIACCIAMENTO DI CAROTE QUANDO? DOPO L ESECUZIONE DEL GETTO OBBLIGATORIO ESITO NEGATIVO DEL CONTROLLO DI ACCETTAZIONE EFFETTUATO CON PRELIEVO DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA DEL CALCESTRUZZO IN CANTIERE DISCREZIONALE ESITO POSITIVO DEL CONTROLLO DI ACCETTAZIONE MA SUSSISTONO DUBBI SULLA QUALITA DELL ESECUZIONE DELLE STRUTTURE

29 CHI? NTC COSA? NOVITA QUANDO? DOPO LA POSA IN OPERA DEL CALCESTRUZZO VALORE CARATTERISTICO DELLA RESISTENZA IN OPERA ALMENO PARI ALL 85% DI QUELLA CARATTERISTICA ASSUNTA IN FASE DI PROGETTO R ck-opera 0.85 R ck-progetto

30 COEFFICIENTE PARZIALE DI SICUREZZA DEL MATERIALE La diminuzione della resistenza a compressione in opera è tenuta in conto attraverso il coefficiente di sicurezza parziale del materiale. Il dimensionamento viene, infatti, effettuato con un valore della resistenza a compressione inferiore a quello caratteristico

31 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M RESISTENZA DI CALCOLO A COMPRESSIONE DEL CALCESTRUZZO Per il calcestruzzo la resistenza di calcolo a compressione, f cd : f ck a cc f cd = a cc f ck / g c resistenza caratteristica cilindrica a compressione del calcestruzzo a 28 giorni. coefficiente riduttivo per le resistenze di lunga durata 0,85 g C coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo 1,5

32 ESEMPIO C25/30 f cd = 25 x 0.85 / 1.5 = 14.2 N/mm 2

33 CAROTAGGIO La determinazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo, in particolare della resistenza caratteristica a compressione, può essere effettuata attraverso un metodo di prova distruttivo, ovvero il prelievo di campioni mediante carotaggio, e la successiva prova di rottura a compressione.

34 CUBETTI E CAROTE Come è noto il dimensionamento delle sezioni in calcestruzzo armato avviene sulla base del valore della resistenza caratteristica a compressione misurata su provini cubici di lato 150 mm, compattati a rifiuto e maturati per 28 giorni alla temperatura di 20 C e U.R. del 95%. Nella valutazione della resistenza a compressione in opera essendo praticamente impossibile estrarre dalle strutture dei cubi di lato 150 mm si deve ricorrere, invece, ad effettuare la prova di schiacciamento su carote.

35 RESISTENZA CARATTERISTICA IN OPERA INFERIORE A R ck,progetto IMPOSSIBILITA DI COMPATTARE CON LA STESSA EFFICACIA DEL CUBETTO LE STRUTTURE IN OPERA IMPOSSIBILITA DI MATURARE A UMIDO LE STRUTTURE IN OPERA PER 28 GIORNI COME PER IL PROVINO CUBICO MALUS 15 %

36 MALUS vs R cm-progetto 15% > 15% STRUTTURA COLLAUDABILE VERIFICA DELLE SEZIONI

37 CONTROLLO DELLA RESISTENZA IN OPERA STRUTTURA NON COLLAUDABILE VERIFICA SEZIONI STRUTTURA COLLAUDABILE CONSOLIDAMENTO DEMOLIZIONE e RICOSTRUZIONE

38 CASO Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera Azioni da intraprendere ONERI per interventi di consolidamento, demolizione/ricostruzione 1 POSITIVO R ckeff R ckprogetto NESSUNA POSITIVO 85%R ckprogetto collaudabile R ck,opera la struttura è - 2 POSITIVO R ckeff R ckprogetto NEGATIVO R ck,opera < 85%R ckprogetto VERIFICA SEZIONI utilizzando un valore pari a R ck,opera /0.85 IMPRESA ESECUTRICE 3 NEGATIVO R ckeff < R ckprogetto NEGATIVO R ck,opera < 85%R ckprogetto POSITIVO R ck,opera 85%R ckeff VERIFICA SEZIONI utilizzando un valore pari a R ck,opera /0.85 PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO 4 NEGATIVO R ckeff < R ckprogetto NEGATIVO R ck,opera < 85%R ckprogetto NEGATIVO R ck,opera 85%R ckeff VERIFICA SEZIONI utilizzando un valore pari a < R ck,opera /0.85 IMPRESA ESECUTRICE E PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO

39 R ck-progetto R ck-eff R ck-progetto R ck-opera 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA E COLLAUDABILE ENTRAMBI GLI ATTORI HANNO SVOLTO CORRETTAMENTE LE PROPRIE MANSIONI

40 R ck-progetto R ck-eff R ck-progetto R ck-opera 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA NON E COLLAUDABILE LE RESPONSABILITA SONO ESCLUSIVE DELL IMPRESA ESECUTRICE

41 R ck-progetto R ck-eff < R ck-progetto R ck-opera 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA NON E COLLAUDABILE R ck-opera 0.85 R ck-eff LE RESPONSABILITA SONO ESCLUSIVE DEL FORNITORE DI CALCESTRUZZO

42 R ck-progetto R ck-eff < R ck-progetto R ck-opera 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA NON E COLLAUDABILE R ck-opera < 0.85 R ck-eff LE RESPONSABILITA SONO DI ENTRAMBI GLI ATTORI

43 GIUDIZIO OGGETTIVO In definitiva, quindi, se correttamente e in accordo alle Norme tecniche per le Costruzioni, il Direttore Lavori effettua i controlli di accettazione e successivamente decida di valutare la resistenza a compressione del calcestruzzo in opera sarà sempre possibile stabilire univocamente e con dati oggettivi le azioni da intraprendere e a chi accollare gli oneri derivanti dagli interventi che si rende necessario attuare.

44 CONTROLLO DELLA RESISTENZA IN OPERA COLLAUDABILITA ACCERTAMENTO RESPONSABILITA CUBETTI CAROTE GIUDIZIO OGGETTIVO

45 SITUAZIONE INTRICATA La situazione, invece, diventa più complicata in quei contesti in cui una disattenta Direzione Lavori omette di effettuare i controlli di accettazione, contravvenendo già ad un obbligo di legge, e successivamente decida di valutare la resistenza del calcestruzzo dalle strutture in opera ai fini della collaudabilità dell elemento.

46 R ck-progetto R ck-eff?????? R ck-opera 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA E COLLAUDABILE ENTRAMBI GLI ATTORI HANNO SVOLTO CORRETTAMENTE LE PROPRIE MANSIONI

47 R ck-progetto R ck-eff?????? R ck-opera < 0.85 R ck-progetto Controllo di accettazione Controllo resistenza in opera LA STRUTTURA NON E COLLAUDABILE LE RESPONSABILITA SONO DI???????

48 LE RESPONSABILITA SONO DI??????? DIREZIONE LAVORI PER MANCATO CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DELLA DIREZIONE LAVORI NEGLIGENZA FRODE NEL CASO CHE D.L. LAVORI PER CONTO DELL IMPRESA ESECUTRICE

49 CHI? D.L. COSA? CONTROLLO DELLA RESISTENZA IN OPERA QUANDO? DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO COLLAUDABILITA ACCERTARE CHE LA STRUTTURA SIA O MENO COLLAUDABILE ACCERTAMENTO RESPONSABILITA STABILIRE LE RESPONSABILITA DELLA NON CONFORMITA DELLA RESISTENZA IN OPERA (PRODUTTORE E/O IMPRESA)

50 CONTROLLO DELLA RESISTENZA IN OPERA COLLAUDABILITA ACCERTAMENTO RESPONSABILITA CUBETTI CAROTE CAROTE GIUDIZIO OGGETTIVO GIUDIZIO SOGGETTIVO