Lavorabilità definizioni

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1 Calcestruzzo fresco

2 Lavorabilità definizioni attitudine di un calcestruzzo ad essere impastato, trasportato, posto in opera, compattato e rifinito senza che si verifichino segregazioni caratteristica che indica la capacità del calcestruzzo fresco a muoversi ed a compattarsi

3 Importanza della lavorabilità? la lavorabilità è una proprietà tipica del calcestruzzo fresco che condiziona anche le prestazioni del calcestruzzo in servizio. Tuttavia spesso la prescrizione è spesso disattesa in sede di progetto ed in cantiere con penalizzanti ed improprie aggiunte di acqua.

4 Misura della lavorablità: slump test Misura dell abbassamento (slump) del calcestruzzo sformato da un tronco di cono metallico ( cono di Abrams) con costipazione manuale. Quando la forma viene sollevata l impasto non più sostenuto si abbassa. La diminuzone di altezza in cm è il risultato della prova. 0-5 cm (impasti asciutti o consistenti) 5-12 cm (impasti plastici o normali) > 12 cm (impasti fluidi o molli)

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7 In base al valore di slump si definiscono 5 classi di consistenza, individuata dalla lettera S seguita da un numero da 1 a 5 che corrisponde ad un impasto sempre più fluido.

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11 La consistenza è una caratteristica che viene indicata in progetto. Generalmente per getti verticali (pilastri e plinti) è possibile utilizzare impasti di classe S3-S4, mentre per getti orizzontali o molto armati può essere necessaria la classe S5. Calcestruzzi di categorie S1 o S2 possono essere usati solo per getti di grandi dimensioni (pavimentazioni stradali, dighe...) e con accurati trattamenti di vibrazione dell'impasto.

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13 Impasto (1) Dosaggio preciso dei vari componenti (metodi volumetrici e gravimetrici). (2) Miscelazione per ricoprire tutta la superificie delle particell e di aggregato con la pasta di cementoed omogenizzare l impasto. La miscelazione si esegue in betoniera, rivoluzioni a giri al minuto. Non deve essere prolungata troppo a lungo per evitare evaporazione di acqua con dimunuzione di slump.

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16 Trasporto I calcestruzzi vengono preparati nelle centrali di betonaggio e trasportati con autobetoniere (3-9 m 3 ). Per tempi di trasporto lunghi è necessario aggiungere un ritardante per evitare che inizi la presa.

17 Posa in opera L imapsto è una massa fluida costituita da componenti di diverso peso specifico e dimensioni, è qundi necessario prendere delle preacauzioni per evitare la separazione dei componenti durante l operazione di riempimento delle casseforme (gettata)

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19 Compattazione La compattazione del calcestruzzo ha lo scopo di eliminare o ridurre i vuoti contenuti nella massa. L introduzione nelle casseforme per caduta libera da inglobare nel calcestruzzo dal 5 al 20 % di aria se non venisse eliminata la reststenza meccanica del calcestruzzo indurito sarebbe seriamente compremessa compattazione si può eseguire a mano con barre di ferro oppure mediante vibratori immersi nella massa fluida.

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22 Segregazione Tendenza dei materiali eterogenei dell impasto a separarsi a causa della diversa dimensione delle particelle e differenze di peso specifico la segregazione può essere contenuta curando operazioni di impasto, trasporto, posa in opera e rifinitura scegliendo la granulometria degli inerti ed il dosaggio di acqua. Primo tipo: segregazione durante operazioni di impasto, trasporto, posa in opera e finitura Secondo tipo: segregazione che avviene nelle casseforme, a calcestruzzo fermo, aggregato grosso tende a scendere e la malta a risalire. Si ha a seguito di vibrazione intensa e prolungata

23 Bleeding (essudamento) Sedimentazione sul fondo delle particelle solide per effeto della gravità ed affioramento di acqua in superficie. É una forma di segregazione che porta anche ad uno spessore affiorante di 1 cm. Effetti positivi (se contenuto!) e negativi (sotto poca acqua, sopra troppa acqua!)

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25 Ritiro plastico Prima della presa il calcestruzzo può subire diminuzione di volume dovuta a perdita di acqua per assorbimento da parte delle casseforme e/o per essudazione e successiva evaporazione. In climi caldi e zone molto ventilate si possono produrre fessurazioni superficiali del manufatto. Si limita tale effetto bagnando le casseforme prima della gettata e coprendo la superficie dei getti con teli umidi Reazione di idratazione del cemento avvengono con diminuzione di volume!!

26 Stagionatura Al termine della presa, inizia il periodo di indurimento a seguito della graduale idratazione del legante. Il calcestruzzo acquisisce resistenza meccanica fino ad acquistare la consistenza di una pietra.

27 Scopo della stagionatura è mantenere il calcestruzzo saturo d acqua affinche gli spazi originariamente pieni d acqua vengano man mano riempiti dai prodotti di idratazione del cemento. Per una corretta stagionatura sono fondamentali le condizioni ambientali di umidità relativa che sono influenzate anche da temperatura e vento. Se umidità è inferiore a 80% l acqua tende ad evaporare rapidamente, i capillari della pasta si svuotano, le reazioni idratazione sono incomplete e il manufatto indurito presenta elevata porosità.

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30 L effetto della temperatura è duplice. Elevate temperature favoriscono evaporazione dell acqua ed accelerano la cinetica delle reazioni di idratazione C inizialmente veloce poi si arresta per lunghe stagionature C minore resistenze iniziali ma con crescita costante < 15 C sviluppo resistenza troppo lento

31 Stagionatura in climi caldi posa in opera sera/notte raffredamento inerti raffreddamento acqua impasto cemento a basso calore di idratazione mantenere getti umidi barriere frangivento

32 Stagionatura in climi freddi gettata in ore calde riscladamento inerti con vapore riscaldamento acqua T minore 40 C per evitare presa troppo rapida cementi ad elevato calore di idratazione protezione contro la dispersione di calore delle gettate con aumento spessore casseforme o coimbentazione.

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34 Quali fattori influenzano la lavorabilità? caratteristiche degli aggregati distribuzione granulometrica, Dmax, forma, tessitura quantità acqua di impasto dosaggio cemento

35 Combinazione degli aggregati Raramente l aggregato a disposizione rientra nei fusi richiesti dalle norme, è quindi necessario combinare più aggregati in modo che nel complesso rientri nel fuso ganulometrico consigliato.

36 Esempio 1. combinazione di due aggregati di classe granulometrica completamente separata

37 Dal grafico, il passante al setaccio da 7 mm deve essere 42% La miscela deve contenere 42 % dell aggregato che passa completamente al setaccio da 7 mm (sabbia!)

38 Esempio 2. combinazione di tre aggregati di granulometria diversa e parzialmente sovrapposta

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42 Calcolo degli impasti Stabilire la corretta composizione di un impasto in termini di quantità dei componenti necessari alla preparazione di 1 metro cubo di calcestruzzo dotato delle proprietà ottimali: bassi costi buona lavorabilità elevata resistenza meccanica elevata durevolezza

43 Procedura dell American Concrete Institute (ACI) fissato Dmax, lavorabilità dipende dalla quantità di acqua, determinata dalla tabella, necessaria a fornire la lavorabilità desiderata con l inerte a disposizione in funzione Rc desiderata dai grafici ACI si individua rapporto a/c noto rapporto a/c si calcola dosaggio cemento su tabelle ACI si determina volume solido di inerte grosso da impiegare con la sabbia per metro cubo di calcestruzzo noti volumi di acqua, cemento e aggrgato grosso si determina per differenza il volume della sabbia

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