IL CALCESTRUZZO (1^parte)

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1 ELEMENTI DI TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A.A Prof. Luca Venturi IL CALCESTRUZZO (1^parte)

2 Costruzioni a Roma con opus caementicium La scoperta quasi casuale delle caratteristiche idrauliche di determinati materiali consentì lo sviluppo dell opus caementicium,, il calcestruzzo romano, il cui impiego permise la costruzione di edifici che ancora oggi possiamo ammirare per la loro qualità architettonica. A partire dal II secolo a.c. si sviluppa nell Italia meridionale una nuova tecnica in muratura: tra due muri realizzati in pietra da taglio, con funzione di guscio, vengono inseriti e compressi malta di calce, pietrisco e mattoni rotti. Pietre di legatura l (diatoni( diatoni) ) collegano i due gusci della muratura e garantiscono la stabilità necessaria fino a quando l emplektonl (il compresso) non si sia indurito. Se per le parti esterne delle opere murarie si utilizzano principalmente palmente pareti di mattoni è però possibile trovare superfici con il calcestruzzo a vista in costruzioni di carattere funzionale, come ad esempio le cisterne o le terme. Nel libro De architectura, Vitruvio descrive per la prima volta nel 13 a.c. la fabbricazione della malta idraulica e del calcestruzzo ottenuto con malta idraulica e frammenti di pietra.

3 Nel 27 a.c. Agrippa intraprende la costruzione dell edificio edificio sicuramente più spettacolare della Roma antica: il Pantheon. La sottostruttura, con diametro di 43,40 mt viene coperta da una cupola in calcestruzzo portante. Rilievi hanno mostrato come nella sottostruttura e nella cupola a cassettoni siano stati utilizzati calcestruzzi di diverso spessore cosicché il peso diminuisca progressivamente verso l alto fino all apertura apertura che consente l accesso l della luce.

4 Questo tipo di calcestruzzo, avente per legante la pozzolana mista a calce, fu impiegato dai romani con il nome di "betunium" betunium"; dal nome latino deriva quello di "beton" beton" " usato oggi da francesi e tedeschi. Si trattava di un conglomerato impiegato soprattutto per fondazioni, oni, per murature di grande spessore e, qualche volta, per riempire i cassettoni delle cupole e compresi tra i costoloni di muratura di mattoni. La cupola è un chiaro esempio dell impiego di questo conglomerato, al cui interno si ritrovano cocci di laterizio e di altro materiale, in quanto il confezionamento del betunium era anche l occasione per smaltire notevoli quantità di materiali di risulta.

5 Il calcestruzzo armato nell architettura moderna Dal periodo romano attraverso il medioevo, l occidente l dimenticò la tecnica del calcestruzzo, per affidare le sue strutture alle pietre e all abilit abilità di tutta una serie di maestranze di cavatori, intagliatori e muratori. A partire dalla seconda metà del Settecento e lungo tutto l Ottocento, l le sperimentazioni e le osservazioni scientifiche permisero di riscoprire un legante adatto a ricostruire frammenti di pietrisco o e ghiaia in una pietra artificiale ponendo le basi di una tecnica costruttiva che rivoluzioner uzionerà i procedimenti del cantiere. Dai primi dell Ottocento al 1880, il conglomerato cementizio dei Romani viene reinventato,, nel modo di essere manipolato, nel modo di essere progettato e nella sua convenienza economica-produttiva. Il nuovo materiale permise dapprima solamente di fondare le pile dei ponti, le strutture portuali, di fare i canali delle fognature della città ottocentesca. Per impiegarlo estesamente nelle costruzioni occorreva inventare ancora un materiale capace di superare la pietra, perché più di essa resistente a trazione. Si trattava di unire alla pietra artificiale un materiale ad essa compatibile, capace di conferire al tutto necessaria n resistenza a trazione. L inserimento L di rinforzi in ferro con funzione resistente a trazione, nella seconda metà dell Ottocento, diventa l invenzione l di un nuovo materiale e, con esso, della sua tecnica costruttiva e del suo impiego come vero e proprio procedimento costruttivo. È l invenzione del calcestruzzo armato, più semplicemente, del cemento armato.

6 Con l utilizzo l del calcestruzzo armato inizia una nuova epoca: si tratta ta del primo materiale costruttivo eterogeneo, poiché è un composto di acciaio, cemento, sabbia, ghiaia e acqua, le cui caratteristiche risultano migliori dei singoli elementi che lo compongono. Ma è solo a partire dagli anni 20 che gli architetti del Movimento Moderno iniziarono a considerare elementi di primaria importanza le caratteristiche tipiche t del calcestruzzo. "Il fatto di poter creare pietre fuse di qualunque forma, superiori alle naturali, perché capaci di resistere a tensioni, ha in sé qualcosa di magico". (Pierluigi Nervi)

7 LE CORBUSIER Villa Savoie, Poissy,, 1929 Cappella di Rouchamp,, 1954

8 FRANK LLYOD WRIGHT Robie House, Chicago

9 FRANK LLYOD WRIGHT Casa Kauufmann, Mill Run, Pennysylvania,,

10 JØRN UTZON Opera House, Sydney, Australia,

11 EERO SAARINEN Terminal TWA, New York,

12 PIER LUIGI NERVI Aviorimesse ad Orbetello (P.L. Nervi, ) 38)

13 PIER LUIGI NERVI Padiglione per esposizioni, Torino,

14 PIER LUIGI NERVI Palazzo dello Sport di Roma, 1960

15 RICHARD MEIER Chiesa Tor Tre Teste, Roma, 2003

16 RICHARD MEIER Progetto Ara Pacis,, Roma, 2006

17 SANTIAGO CALATRAVA Città delle Arti e delle Scienze, Valencia, 2003

18 I LEGANTI Sono detti leganti tutti quei materiali che previo impasto con acqua, a assumono nel tempo consistenza litoide, con un fenomeno detto presa e un successivo indurimento. I più importanti leganti tradizionali, con affinità di comportamento, sono: 1. Calci 2. Agglomerati cementizi 3. Gessi 4. Cementi Calci Sono i leganti più antichi. Sono classificati in due categorie a seconda di come effettuano e la presa: Calci aeree: fanno presa a contatto dell aria reagendo con la CO2. è un legante derivato dalla cottura tra gli 800 e 900!C C di rocce calcaree in cui il carbonato di calcio sia presente in quantità non inferiore al 90%; Calci idrauliche: la cui temperatura di cottura supera i 1000!C C e che fanno presa reagendo con acqua Agglomerati cementizi Sono così definiti alcuni leganti con caratteristiche migliori rispetto alle a calci idrauliche ma con resistenze a compressione minori rispetto ai minimi di legge richieste ai cementi.

19 Gessi Sono leganti idraulici utilizzati prevalentemente per interni che e provengono dalla cottura di rocce selenitose. Il minerale cuocendo, perde parte dell acqua, per riassorbirla successivamente aumentando di volume e venendo a costituire una massa dura e compatta. Cementi Sono quei leganti di natura idraulica capaci di raggiungere, dopo o la presa ed il conseguente indurimento, resistenze meccaniche molto elevate. I tempi di presa, relativi alle varie qualità dei cementi, sono fissati dalle norme:

20 L inizio e la durata della presa sono accertati su provini di pasta a normale (legante + acqua) mediante la penetrazione di un ago (Ago di Vicat) ) di sezione di 1 mmq.. mediante un carico di 300g. Quando l'ago si trova a 3mm dal fondo si dice che la presa è cominciata quando l ago non penetra più apprezzabilmente nello stesso, la presa è terminata.

21 Composizione dei cementi Chimicamente le miscele per ottenere i cementi sono costituite da: Silice (SiO2): 20-24% 24% Allumina e ossidi di ferro (Al2O3 3 + Fe2O3): 7-11% 7 Ossido di Calcio (CaO( CaO): 63-67% 67% Gesso: <3% (Generalmente il gesso viene inserito prima della macinazione per ritardare la presa) I cementi possono essere classificati in base alla loro composizione (da cui ne deriva la denominazione), o in base alla loro resistenza (che dàd luogo al titolo = resistenza massima alla compressione ottenuta fino allo schiacciamento dopo 28 giorni).

22 Sotto il profilo dei componenti sono divisi in: Cementi naturali o Portland sono quelli ottenuti direttamente dalla cottura di marne, con piccola aggiunta di gesso per regolare il processo di idratazione, e successiva macinazione. Sono ottime marne da cemento quelle che hanno composizione chimica con n il 78% di carbonato di calcio e il 22% di sostanze argillose. Le marne vengono macinate finemente (per avere la cosidetta farina cruda ), indi dopo estivazione e stagionatura, cotte. Il prodotto che fuoriesce dal forno di cottura si presenta a granelli di colore scuro ed è detto clinker. Il clinker, reso friabile dalla stagionatura viene macinato e poi i polverizzato finemente attraverso sfere di acciaio. Cementi artificiali sono tutti quei leganti idraulici ottenuti con miscele di sostanze di diversa provenienza: cemento pozzolanico: : ottenuto dalla miscelazione di clinker di cemento portland con pozzolana (roccia vulcanica), in grado di definire al prodotto to particolare resistenza alle azioni di acque salmastre. cemento d alto d forno: : ottenuto dalla miscelazione di clinker di cemento portland con loppe basiche granulate (sottoprodotto della siderurgia), in grado di garantire un elevato valore idraulico.

23 Cementi speciali sono quei cementi la cui composizione chimica non è caratterizzata dalla predominanza del calcare, ma risultante da miscele di particolari i composti, o da elevate temperature di cottura, o dall uso di addittivi specifici. nella maggior parte dei casi rappresentano particolari prodotti, caratterizzati da prestazioni particolari, di impiego limitato e/o speciale: 1. cementi bianchi,, caratterizzati dalla purezza delle materie di origine (caolino) con limitazione degli ossidi di ferro. Per la cottura si utilizzano combustibili privi di ceneri residue per lasciarne inalterato il colore; 2. Cementi colorati: : si ottengono aggiungendo pigmenti inorganici colorati al cemento bianco; 3. cementi alluminosi: : conosciuti anche come fusi in quanto ottenuti dalla cottura a !C, e quindi sino alla fusione, di una miscela di bauxite (minerale di alluminio) e calcare. Sono leganti di alto pregio caratterizzati da difficoltà di cottura ed elevati costi di produzione, utilizzati per impieghi ove occorra elevata resistenza meccanica in tempi brevi; 4. Cemento ferrico: : si ottiene dal cemento portland normale con l aggiunta l di una piccola percentuale di cenere di pirite (ossido di ferro); 5. Cemento ad indurimento extrarapido: : l accelerazione l del processo di indurimento si ottiene aggiungendo al Portland macinato molto finemente una percentuale del 2% di cloruro di calcio.

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25 La normativa italiana, in conformità con altre nazioni, prevede una serie di cementi così detti NORMALIZZATI: I cementi normalizzati, sono a loro volta raggruppati in classi, a seconda della resistenza meccanica presentata secondo prove unificate, realizzate su provini una volta trascorso il tempo di maturazione. I provini vengono sottoposti a sollecitazioni oni di flessione e compressione, che ne determinano le resistenze caratteristiche. Per sbarramenti di ritenuta: utilizzato solo per la realizzazione di dighe, presenta un indurimento molto lento.

26 IL CEMENTO Utilizzato fin dall epoca pre-romana romana quando dalla cottura di rocce calcaree si ottenevano le calci aeree, fu solo a partire dal 1824 che un inglese, Joseph Aspidin,, realizzò un cemento naturale da cottura in forno di una miscela finemente macinata di argilla e calcare. Il prodotto lo chiamò Portland poiché,, una volta impastato con acqua ed indurito, era molto somigliante ad una pietra naturale da costruzione estratta a Portland, una piccola penisola a sud della Gran Bretagna. A partire dal 1845, un altro inglese, Isacco Johnson,, portando questo prodotto a temperatura più elevata, e con successiva fine macinazione, ottenne un legante simile agli attuali, dando l avvio l alla produzione industriale dei cementi portland. Il cemento in polvere impastato con acqua offre un ottima resistenza alla compressione (anche senza presenza di sabbia) ed il fenomeno di presa ha luogo o tanto all aria aria che in presenza di acqua. La norma europea EN 197/1 definisce il cemento come un legante idraulico, cioè un materiale inorganico finemente macinato che, mescolato con acqua,, forma una pasta che rapprende ed indurisce in seguito a reazioni e processi di idratazione azione e che, una volta indurita, mantiene la sua resistenza e la sua stabilità anche sott'acqua. Il cemento si trova in commercio con diverse denominazioni, e le diverse qualità dipendono dalla dosatura della miscela di calcare e di argilla, dalla temperatura eratura e durata della cottura, dalla macinazione, dalla stagionatura.

27 Per ottenere qualità costante e controllata, la dosatura di calcare e di argilla viene eseguita artificialmente, nelle proporzioni volute. Tutti i cementi normati sono costituiti dal Clinker di cemento Portland, composto da 2/3 3 in massa di silicati di calcio e da 1/3 contenente ossidi di alluminio, di ferro e altri. Il clinker è ottenuto mediante cottura ad alta temperatura di una miscela detta ta "farina cruda", costituita da rocce calcaree e argillose. Il processo è costituito dalle seguenti fasi: macinazione e miscelazione dei pezzi, cottura a 1450!C C con produzione del clinker, raffreddamento rapido del prodotto, macinazione del clinker ed aggiunta di una piccola quantità di gesso (circa 5%, funge da regolatore di presa) insaccamento del prodotto finito Il cemento è fornito in tre modi: - in sacchi da 25 kg recanti le indicazioni del tipo, resistenza, produttore - sfuso (silos) - direttamente dalla centrale di betonaggio

28 Il cemento conforme alla norma è indicato dalla sigla CEM. L'indurimento idraulico del cemento CEM è dovuto all'idratazione dei silicati di calcio e di altri composti chimici, come gli alluminati di calcio. CaO e SiO2 devono essere almeno il 50% in massa. La norma divide i cementi comuni in cinque tipi differenti: CEM I cemento Portland CEM II cemento Portland compisito (alla loppa, alla microsilice,, alla pozzolana, alle ceneri volanti, allo scisto calcinato, al calcare, composito) CEM III cemento d'altoforno CEM IV cemento pozzolanico CEM V cemento composito

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30 DOSAGGIO DEL CEMENTO NEL CALCESTRUZZO Aumentando la quantità del cemento nell impasto, ferme restando le qualità e quantità degli altri componenti, si ottiene un calcestruzzo di maggiore resistenza. La dosatura del cemento viene determinata quindi in funzione dell uso a cui è destinato il calcestruzzo prodotto.

31 Il dosaggio del cemento è poi anche in funzione al diametro massimo dell inerte impiegato per il calcestruzzo. Dal grafico risulta una dosatura minima di 300 Kg/mc mc,, che può arrivare fino a 700 kg/mc per inerti di 2 mm di diametro (solo sabbia), in tal caso non si ottiene più il calcestruzzo ma una malta cementizia.

32 GLI INERTI Gli inerti naturali o di frantumazione devono essere costituiti da elementi non gelivi, privi di parti friabili, polverulente, terrose e di sostanze comunque nocive all indurimento del conglomerato ed alla conservazione delle armature; queste caratteristiche devono essere continuamente controllate durante l esecuzione l dell opera. Per inerti si intende sia la sabbia che il pietrisco o la ghiaia. Sabbia: utilizzata per la realizzazione di malte. Pietrisco: viene ricavato dalla frantumazione di roccia. Deve essere lavato per eliminare i residui di polvere propri della lavorazione. Ghiaia: di formazione naturale non particolarmente indicata per la forte disomogeneità dei singoli elementi dal punto di vista chimico (presenza di elementi i poco resistenti come le arenarie), per la forma spesso troppo appiattita e per la presenza di elementi organici che ne diminuiscono la resistenza. Le caratteristiche degli inerti possono essere controllate in diversi modi. Un primo esame in cantiere permette di verificare la pulizia e la presenza di particelle dannose; se con le dita si può facilmente spezzare in due parti l elemento l di ghiaia o pietrisco, vuol dire che la roccia di provenienza ha scarsa resistenza e che è preferibile utilizzare tale inerte per la realizzazione di strutture poco sollecitate.

33 In laboratorio la qualità degli inerti viene verificata controllando: il tenore di impurità organiche; il materiale passato al setaccio 0,075 UNI; deve essere : per la sabbia, inferiore al 3% in peso; per la ghiaia, inferiore al 1% in peso; per il pietrisco, isco, inferiore al 1,5% in peso; il coefficiente di forma C,, che serve ad indicare come il pietrisco o la ghiaia si avvicinano, come forma, a solidi poliedrici o a sfere: C = " volumi degli elementi / " volumi delle sfere circoscritte. Tale coefficiente deve essere maggiore di 0,15. Nel caso si abbiano ano inerti di dubbie caratteristiche, un valido controllo può essere una prova per confronto con un altro inerte risultato adeguato. Per un buon calcestruzzo non è sufficiente che gli inerti siano omogenei, puliti e resistenti; occorre che mescolati con acqua e cemento diano una massa molto compatta. Infatti la resistenza meccanica del calcestruzzo dipende anche dalla d compattezza,, che si ottiene adottando degli elementi di diverse dimensioni in modo che c si riducano al minimo i vuoti.

34 Se gli inerti fossero composti da granuli della stessa misura, nella n massa del calcestruzzo si avrebbero numerosi vuoti, che solo in parte potrebbero essere occupati o dal cemento. Influenza della forma degli inerti sulla compattezza del calcestruzzo. In particolare, se gli inerti fossero in prevalenza composti da granuli piccoli ( ø < 10 mm) la quantità di cemento che verrebbe utilizzata non sarebbe sufficiente per riempire gli spazi vuoti e per rivestire tutte le superfici dei singoli granuli. Al contrario se gli inerti fossero tutti di grosse dimensioni (ø( > 25 mm), il cemento utilizzato sarebbe sufficiente per rivestire tutti i granuli di inerte ma non n potrebbe riempire i vuoti fra i singoli granuli. L ideale quindi è che i granuli siano di dimensioni diverse.

35 Gli studiosi Füller e Bolomey hanno tratto dalle loro sperimentazioni alcune curve granulometriche per gli inerti. La curva di Füller è una parabola di equazione: p = 100 #d/d p = percentuale di inerte passante al setaccio con fori di ø d D = diametro massimo dell inerte. L arco compreso fra le due curve di costituisce il così detto fuso granulometrico, entro il quale deve essere compresa la curva granulometrica degli inerti disponibili in cantiere e destinati alla realizzazione del calcestruzzo. Se in uno o più punti la curva granulometrica del materiale disponibile si discosta dal fuso, occorre ridurre od aumentare per tentativi la quantità dell inerte causa della irregolarità.

36 Dosatura classica degli inerti per un metro cubo di calcestruzzo. Dosatura degli inerti per calcestruzzo comunemente usato per un piccolo cantiere.

37 L ACQUA DI IMPASTO L acqua per l impasto l deve essere limpida, non contenere sali in percentuali dannose d e non essere aggressiva. Possiamo quindi affermare che tutte le acque naturali normali possono essere utilizzate per la realizzazione dell impasto di un calcestruzzo. Sono da escludersi le acque degli scarichi industriali e civili, o che contengono zucchero, olii e grassi. Per le acque torbide è ammesso un limite di torbidità di 2 g per litro definito residuo alla evaporazione : sopra tale limite occorre far decantare l acqua. l Qualora venga usata acqua calda per l impasto, l la temperatura non deve essere superiore ai 60!C. Discorso a parte riguarda l acqua l di mare, la quale non influisce sui tempi di indurimento ma m sulla resistenza del materiale a maturazione avvenuta.

38 Il parametro cardine della resistenza del calcestruzzo è il rapporto acqua/cemento, ovvero a parità di contenuto di cemento risulta maggiormente resistente una miscela con un minore contenuto di acqua. L acqua è indispensabile per determinare la reazione di idratazione del cemento,, (fenomeno di presa).

39 Il contenuto teorico ottimale di acqua ai fini della resistenza sarebbe quello stechiometrico, pari a 0,28, che consiste nella sola acqua necessaria all'idratazione del legante. Nella realtà tale contenuto di acqua non consente di idratare tutta la massa di cemento perché,, trattandosi di un rapporto stechiometrico (e quindi un rapporto o 1:1 tra particelle d'acqua e di cemento), non è possibile garantire il contatto di ogni granello di cemento con ogni particella d'acqua. Un rapporto a/c così ridotto conduce pertanto a miscele talmente asciutte d avere d l'aspetto di un terreno appena umido e quindi impossibili da lavorare. Si opera perciò con rapporti acqua/cemento più alti e tipicamente tra lo 0,45 e 0,65. In tale intervallo di valori, al diminuire del rapporto a/c si ha un aumento della durabilità dei manufatti, a discapito però della lavorabilità in fase di posa in opera (talvolta, nelle miscele in cantiere, operando con valori di a/c inferiori a 0,55-0,60 0,60 si ricorre all'uso di additivi finalizzati ad indurre una maggiore fluidità della miscela a parità di contenuto di acqua). La quantità d'acqua contenuta nell'impasto influisce anche sulla maturazione del conglomerato cementizio: : un rapporto molto elevato, superiore a 0,60 può indurre un'evaporazione intensa nella fase di presa del legante, generando delle micro lesioni all'interno del manufatto che ne possono pregiudicare il comportamento futuro.

40 Il meccanismo della presa e dell indurimento del cemento si può suddividere in due fasi: 1. l acqua di impasto venendo a contatto con i granuli di cemento, forma una sostanza gelatinosa che riveste i granuli stessi e li salda. Durante tale periodo, solo la parte superficiale dei granuli viene idratata, poiché la massa gelatinosa ostacola il passaggio in profondità dell acqua di impasto. Tale fenomeno fa aumentare i tempi di indurimento nto dell impasto, e per tale motivo è importante che il cemento sia macinato il più fine possibile, 2. all interno della massa gelatinosa si formano dei cristalli di silicati e idrato di calcio, cristalli che concorrono a collegare ancora più intimamente i granuli. Per tale fenomeno il calcestruzzo aumenta la sua resistenza con il passare e del tempo. Schematizzazione del fenomeno di presa ed indurimento del cemento.

41 DOSAGGIO MEDIO PER 1 MC DI IMPASTO - sabbia 0,400 mc - pietrisco 0,800 mc - cemento 300 Kg - acqua 120 litri (di cui 90 per la presa e 30 per la lavorabilità) Rapporto Acqua cemento di 120/300 = 0,4 ECCESSO DI ACQUA NELL IMPASTO Problema costante nella preparazione del calcestruzzo è l eccessivo quantitativo di acqua: capita spesso che per semplificare le fasi del getto, le maestranze tendano ad aumentare in maniera spesso eccessiva la quantità di acqua nell impasto. Tale situazione risulta dannosa in quanto ciò provoca: - diminuizione della resistenza del calcestruzzo; - aumento del fenomeno di ritiro; - rischio di separazione degli inerti.

42 DIMINUIZIONE DELLA RESISTENZA Variazione di resistenza del calcestruzzo al variare del rapporto o acqua-cemento. cemento. La notevole diminuizione della resistenza appare più accentuata per i calcestruzzi di pochi giorni e poi si stabilizza su valori costanti. Nel grafico sono confrontate le resistenze di calcestruzzi con vari rapporti acqua -cemento, rispetto a quello con A/C = 0,45.

43 Diagramma ricavato sperimentalmente che evidenzia la diminuzione di resistenza del calcestruzzo confezionato con eccesso di acqua. Quando l acqua l determina un rapporto di 0,80 la resistenza dopo 28 gg. diminuisce del 50%.

44 AUMENTO DEL RITIRO L aumento del ritiro determina fessurazioni nella massa, con gravi conseguenze per l impermeabilità delle strutture SEPARAZIONE DEGLI INERTI Un eccesso notevole di acqua comporta il rischio gravissimo della separazione degli inerti, che tendono a stratificarsi in base al loro peso specifico, alterando completamente le caratteristiche granulometriche del calcestruzzo.

45 CONO DI ABRAMS Il cono di Abrams è uno stampo a forma di tronco di cono che serve a determinare la consistenza del calcestruzzo fresco. Solitamente è costruito in lamiera di acciaio zincato o inossidabile piuttosto o spessa; è dotato di due manici per la sformatura e, nella parte inferiore, di due alette che servono a mantenerlo fermo nel corso del riempimento. La prova che viene eseguita utilizzando il cono di Abrams prende il nome di slump test ed è una valutazione della deformazione che un impasto subisce per effetto fetto del proprio peso, quando viene privato del recipiente che lo sostiene. Il recipiente tronco-conico conico viene riempito con tre strati successivi, costipando ogni strato con 25 colpi dati d con un pestello (lunghezza 2'=61 cm, diametro 2/3"=1,6 cm. punta arrotondata). Si livella la superficie e si estrae il cono con molta delicatezza. za. Il calcestruzzo comincia così ad abbassarsi.

46 Dalla misura dell'abbassamento relativo si deduce la consistenza dell'impasto: -asciutta (0-5 5 cm); -plastica (5-10 cm); -fluida (>10 cm). L'abbassamento può avvenire in diversi modi: l'unico accettabile è lo slump vero, cioè un abbassamento regolare dell'impasto. Gli altri (slump( di taglio, collasso) sono indice di qualche irregolarità nel confezionamento del calcestruzzo.

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48 In base al risultato dello slump test,, si individuano 5 classi di consistenza: Slump Classe di appertenenza Definizione S1 (umida, minima lavorabilità); S2 (plastica); S3 (semifluida) S4 (fluida); S5 (superfluida, massima lavorabilità). 0-4 cm S1 Terra umida 5-9 cm S2 Plastica cm S3 Semifluida cm S4 Fluida > 21 cm S5 Superfluida Nella tabella sono riportate le diverse classi di consistenza del cls così come definite dalla UNI 9858 in relazione all'abbassamento misurato con lo slump test. La consistenza è una caratteristica che viene indicata in progetto: generalmente per getti verticali (pilastri e plinti) è possibile utilizzare malte di classe S3-S4, S4, mentre per getti orizzontali o molto armati può essere necessaria la classe S5. LàL dove siano necessari impasti ancora più fluidi, si utilizza il calcestruzzo autolivellante. 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. La lavorabilità è influenzata da molti fattori, tra i quali i principali sono: 1.rapporto acqua/cemento; 2.dimensioni degli aggregati e curva granulometrica; 3.contenuto di cemento; 4.presenza di additivi.

49 CONFEZIONAMENTO E TRASPORTO La confezione del calcestruzzo, cioè l esecuzione dell impasto dei vari elementi, è una operazione molto importante, dalla quale dipende l omogeneitl omogeneità del calcestruzzo stesso. Il cemento può essere fornito sfuso o in sacchi; questi sono costituiti da un doppio foglio di carta molto resistente, con una quantità di 25 Kg di cemento, abbastanza facili da prendere e trasportare a mano. I sacchi devono essere conservati in ambiente asciutto ed arieggiato, iato, preferibilmente coperto. Il cemento conservato per lungo tempo in magazzino può essere utilizzato solo su parti non molto sollecitate in quanto durante il lungo periodo può p aver perso le proprie caratteristiche. La confezionatura può essere fatta a mano o con apposite macchine e chiamate betoniere. La confezionatura a mano è ormai completamente abbandonata anche nei piccoli cantieri a favore della betoniera,, la quale permette di avere un impasto mescolato in maniera più omogenea risparmiando tempo e materiale. La betoniera viene utilizzata per quantità ridotte, nel caso di getti più consistenti, il calcestruzzo viene portato dalle autobetoniere o preparato direttamente tamente in cantiere con la centrale di betonaggio.

50 Un sistema più facile e che permette una miglior conservazione del cemento, è l utilizzo di silo metallico (Centrali di Betonaggio), dotati, in genere, di un sistema automatico di gestione della produzione e della registrazione delle pesate.

51 Quando il cantiere non è dotato di centrale di betonaggio, si può impiegare il calcestruzzo pre-confezionato confezionato. Oggi è quasi scomparso il confezionamento di calcestruzzo "a composizione" o "a dosaggio", in cui si specifica la quantità dei singoli componenti. Si tende infatti a richiedere un calcestruzzo con prestazioni ben definite e per la sua composizione, tenendo conto di numerose variabili quali resistenza, durabilità,, aggressività dell'ambiente, contenuto d'aria inglobata, rapporto acqua/cemento, additivi ecc. Il trasporto non influisce sulle qualità del cls. Tuttavia, durante il trasporto avvengono variazioni di lavorabilità che possono essere influenzate dai metodi e tempi di trasporto, e dalle condizioni ambientali. Le caratteristiche dell impasto che influiscono sulla perdita di lavorabilità sono: tenore di acqua di impasto, Tipo di cemento ed eventuale presenza di addittivi, Temperatura iniziale dell impasto. Quanto alle condizioni ambientali, la temperatura influisce sulla a velocità di presa e sull evaporazione dell acqua. Il dosaggio di acqua dovrebbe essere tale da assicurare la lavorabilit abilità voluta al momento dello scarico del cls, senza dover eseguire aggiunte di acqua in cantiere.

52 Il trasporto viene effettuato in genere tramite autobetoniere, o autobetonpompe, cioè autobetoniere dotate di pompa per calcestruzzo.

53 Il getto viene in genere realizzato tramite pompa per calcestruzzo. Il calcestruzzo, una volta in cantiere, va gettato in un'apposita cassaforma. Esso, infatti, ha l'apparenza di un fluido denso privo di forma: la cassaforma serve, appunto, a dare forma al calcestruzzo e a creare, scale, pilastri, travi, solai, solette, fondazioni.

54 Affinché non restino nel calcestruzzo delle bolle d aria d ed affinché esso vada ad inglobare completamente l armatura, l si esegue, subito dopo il getto, una operazione di costipamento, per lo più attraverso apparecchi vibranti ad immersione nel cls fresco. La vibrazione ben eseguita provoca la massima compattezza, un buon assestamento della massa, l eliminazione l delle bolle d aria d e lo scolamento dell acqua superflua, oltre a creare pericolose discontinuità nel materiale.

55 IL GETTO L operazione di posa in opera del calcestruzzo consiste nel gettare l impasto nelle apposite casseforme prima che abbia inizio la fase di presa del cemento. Il sistema più semplice è l utilizzo di gru a braccio e benna, la quale può scaricare il calcestruzzo direttamente nel punto interessato. In questo caso l operazione non presenta particolari inconvenienti. Quando invece occorre trasportare e travasare t il calcestruzzo, si deve fare attenzione affinché i componenti non si separino, in quanto gli inerti più grossi tendono a spostarsi verso il basso, mentre la sabbia e l acqua l risalgono verso la superficie. Getto del calcestruzzo con l uso l di gru

CONFEZIONAMENTO E TRASPORTO

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