Le sovrastrutture in calcestruzzo

Transcript

1 Le sovrastrutture in calcestruzzo 1. Tipologie delle pavimentazioni rigide 2. Caratteristiche calcestruzzi stradali 3. Lavorabilità 4. Progettazione della miscela 5. I giunti 6. Trasporto e stesa 7. Caratteristiche prestazionali 8. Pavimentazioni ad armatura continue 9. Ulteriori applicazioni 1. Tipologie delle pavimentazioni rigide Le pavimentazioni in conglomerato cementizio sono costituite da piastre di forma rettangolare delimitate da giunti. Recentemente sono state introdotte ulteriori tipologie ad elevatissime prestazioni, costituite da nastri continui di conglomerato cementizio armato. La funzione dell eventuale armatura non è quella di sopportare le sollecitazioni flessionali ma, piuttosto di contenere le deformazioni igrotermiche durante il periodo di maturazione. Infatti, le sollecitazioni pressoflessionali indotte dal traffico sulla lastra in cls non inducono stati di sollecitazione elevati, tali da giustificare la disposizione di un armatura specifica. Tuttavia, tali sollecitazioni, di trazione nella faccia inferiore della lastra, possono essere sopportate da un calcestruzzo di qualità elevata, con resistenza caratteristiche a trazione per flessione di circa Kg/cm². Nella ordinaria tecnica delle costruzioni in c.c.a. si prescinde dalla caratteristiche di resistenza a trazione del cls poiché si affida tale compito alle barre di acciaio. 1

2 2. Caratteristiche calcestruzzi stradali Per ottenere le prestazioni di resistenza a trazione per flessione un calcestruzzo stradale deve rispondere a ben precisi requisiti granulometrici, dosaggi e percentuali di acqua e cemento, essere confezionato esteso con particolare cura. Il cemento impiegato è di tipo idraulico normale o ad alta resistenza. La tensione ammissibile a compressione vale: R bk Kg/cm² 4 mentre a trazione è: 3 2 f R bk Kg/cm² Di fatto per un Rbk=300 si ha: s = 97.5 Kg/cm² f = 31.1 Kg/cm² La prescrizione di Kg/cm² occorre che venga attentamente verificata. Ulteriori indicazioni sono: elevato coefficiente di qualità LA < 32 per cls normale LA < 28 per c.c.a. LA < 24 per c.a.p. Pulizia degli inerti: E.S. > 80 per dosaggi > 250 Kg/m 3 E.S. > 70 per dosaggi < 250 Kg/m 3 3. Lavorabilità Lo studio della miscela è finalizzato ad ottenere le massime prestazioni di resistenza e durabilità del conglomerato cementizio. Accanto alle prove di rottura di provini cubici per schiacciamento o di rottura di travetti prismatici a trazione per flessione, sono importanti anche altri test preventive utili per il corretto proporzionamento dei componenti la miscela. Ulteriori caratteristiche richieste ai calcestruzzi stradali sono: buona lavorabilità e tempi di presa non inferiori alle 2 ore, al fine di consentireiltrasportosulluogodistesa,lasualavorazioneestesa. La facilità di lavorazione è funzione della fluidità del materiale, ma quando questa risulta eccessiva si possono verificare difficoltà nel tenere la miscela in volumi confinati. Pertanto, oltre ad una certa lavorabilità è necessario un certo grado di consistenza. La consistenza viene determinata attraverso il cono di Abrams (slump test). Un cilindro tronco conico (R=20, r=10, h=30), aperto alle estremità, viene riempito di cls e compattato in modo standard. Si misura l abbassamento subito dal cls dopo aver rimosso il contenitore. Per cls stradali viene in genere prescritto che sia compreso tra 2 e 5 cm. La lavorabilita viene determinata con l apparecchio Lesage. Un parallelepipedo (15x15x35 cm) è diviso da un setto. Il cls viene inizialmente disposto su un solo scomparto. Successivamente il setto viene tolto sottoponendo l apparecchio ad una serie di movimento vibranti standardizzati. La lavorabilità viene misurato dal tempo che il cls impiega a disporsi orizzontalmente nelle due camere. Viene in genere richiesto un valore tra 15 e 20 sec. 2

3 4. Progettazione della miscela Curve granulometriche degli inerti e della sabbia Altroaspettodateneresottocontrolloèlaquantitàdiaria occlusa. (rapporto tra volume delle bolle d aria nella massa del cls e il volume occupato dal cls). Viene valutato con metodi manometrici stimando le variazioni di volume subite dal cls sotto pressione. Viene prescritto un valore tra il 3% e il 6% Ulteriori considerazioni possono essere svolte sulla resistenza finale in funzione della granulometria del dosaggio di acqua e cemento. Detti: S = dosaggio di sabbia G = dosaggio di graniglia P = pietrisco (25/40) C = dosaggio di cemento A = dosaggio d acqua In genere si parte da un dosaggio di Kg/m 3 di cemento con rapporto A/C = 0.5 e un rapporto S/P = Progettazione della miscela 3

4 4. Progettazione della miscela In genere si parte da un dosaggio di Kg/m 3 di cemento con rapporto A/C = 0.45 e un rapporto S/P = 0.6. Aifinidellaresistenzafinalesonoimportantianchealtri fattori: caratteristiche morfologiche degli inerti. L'impiego di inerti provenienti tutti da frantumazione consente di incrementare la resistenza flessionale; aggregati di natura calcarea presentano qualche vantaggio per l'affinità con la malta di cemento, per il maggiore assorbimento d'acqua. Tuttavia negli strati superficiali essi non garantiscono una microrugosità costante nel tempo. È preferibile l'impiego di rocce eruttive con LA<20. Tale aspetto viene superato nelle moderne sovrastrutture rigide, nelle quali viene sempre realizzato un manto di usura in conglomerato bituminoso (questo oltre a garantire una maggiore e costante aderenza, a consente di aeremaggiori avere livelli di comfort di viaggio, minore rumore e vibrazioni, proteggere la lastra dagli agenti meteorici, smorza le sollecitazioni dinamiche, protegge i giunti da infiltrazioni d'acqua, etc. un tempo di presa maggiore di 2ore e una velocità di ritiro lenta consento una migliore maturazione del getto e maggiori prestazioni nella maturazione del getto si deve evitare il brusco ritiro igrotermico in presenza di alte temperature e rapida evaporazione dell'acqua. Si ricorre in qualche caso a ricoprire le lastre di pellicole impermeabili. 4. Progettazione della miscela L'impiego di addittivi fluidificanti consente di ridurre la quantità d'acqua e, pertanto, incrementare la resistenza del cls. È possibile ridurre A/C a con slump di 20 cm. Si ha un cls con la minima quantità d'acqua (strettamente necessaria per una completa idratazione) con bleeding nulli (essudazione ed esubero dell'acqua di impasto). Ciò consente una grande lavorabilità e in casi molto spinti di realizzare cls autolivellanti senza bisogno di costipamento ed evitando i pericoli di un eccessivo ritiro. Nelle applicazioni minori e di limitato impegno dove non è giustificato un approfondito studio del mix design, si può fissare in 330 K/m 3 il dosaggio d cemento con un A/C =

5 5. I giunti 5. I giunti 5

6 5. I giunti 5. I giunti 6

7 7

8 6. Trasporto e stesa 6. Trasporto e stesa Durante il trasporto del calcestruzzo, dall'impianto di betonaggio al luogo di impiego, occorre evitare la segregazione dei singoli componenti e, che determina il deterioramento del calcestruzzo medesimo. La posa in opera viene eseguita dopo aver preparato accuratamente le casseforme, gli scavi ed i piani di posa e dopo aver posizionato le armature metalliche. Nel caso di getti contro terra, roccia, ecc., si procede alla pulizia del sottofondo, al posizionamento di eventuali drenaggi, alla stesa di materiale isolante. Lo scarico del conglomerato dal mezzo di trasporto deve avvenire con tutti gli accorgimenti atti ad evitare la segregazione. A questo scopo il conglomerato deve cadere verticalmente al centro della cassaforma ed essere steso in strati orizzontali di spessore limitato (max 50 cm). La vibrazione del calcestruzzo deve proseguire fino a che praticamente cessi la fuoriuscita di bolle d aria ma senza provocare segregazione. Le superfici esterne devono presentarsi lisce, compatte, omogenee, perfettamente regolari ed esenti da macchie o chiazze. Le eventuali irregolarità o sbavature devono essere asportate e i punti incidentalmente difettosi devono essere ripresi accuratamente con malta fine di cemento immediatamente dopo il disarmo. Eventuali ferri (filo, chiodi, reggette) che, con funzione di legatura di collegamento casseri od altro, dovessero sporgere dai getti finiti, dovranno essere tagliati almeno 0.5cm sotto la superficie finita, e gli incavi risultanti verranno accuratamente sigillati. 8

9 6. Trasporto e stesa Di norma i getti devono essere eseguiti senza soluzione di continuità, in modo da evitare ogni ripresa. La superficie del calcestruzzo indurito deve essere accuratamente pulita, lavata, spazzolata e scalfita fino a diventare sufficientemente rugosa, così da garantire una perfetta aderenza con il getto successivo; ciò potrà essere ottenuto anche mediante l'impiego di additivi ritardanti o di speciali adesivi i per riprese di getto. Tra le successive riprese di getto non dovranno aversi distacchi o discontinuità o differenze. La posa in opera del calcestruzzo deve essere sospesa nel caso che la temperatura dell'impasto scenda al di sotto di +5 C. Viceversa la temperatura dell impasto non dovrà superare i 35 C. Durante il periodo di stagionatura protetta è necessario mantenere le superfici dei getti ad una umidità relativa superiore al 95% evitando nel contempo che essi subiscano urti, vibrazioni e sollecitazioni di ogni genere. Per limitare le tensioni di origine termica, la differenza massima di temperatura tra il centro e la superficie del getto, non deve superare i 20 C. 7. Caratteristiche prestazionali Il calcestruzzo va specificato dal progettista come miscela progettata con riferimento alle prestazioni richieste (calcestruzzo a prestazione garantita). I dati fondamentali per gli impasti a prestazione garantita, da indicarsi in tutti i casi, comprendono: 1.Classe di resistenza; 2.Massima dimensione nominale degli aggregati; 3.Tipo di struttura (semplice, armata o precompressa); 4.Classe di esposizione ambientale 5.Lavorabilità La classe di resistenza del calcestruzzo è definita dalla resistenza caratteristica a compressione misurata su cubi di 150mm di lato (Rck) o cilindri di diametro 150mm e altezza 300mm (fck). 9