INDICE. Un cls di qualità 1/6

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1 INDICE,OFDOFHVWUX]]RIUHVFR 7UDVSRUWR /DYRUDELOLWj 0HVVDLQRSHUDSHUYLEUD]LRQH 6HJUHJD]LRQHHFRHVLRQH %OHHGLQJ GHOFOV 3RPSDJJLRGHOFOV 0L['HVLJQRSURSRU]LRQDPHQWR GHO FDOFHVWUX]]R 1 Un cls di qualità 1/6 I fenomeni aggressivi derivano da aver cercato di ottenere la massima resistenza meccanica senza badare alla durabilità MA 2 1

2 Un cls di qualità 2/6 Per fare un cls di qualità non ci si può affidare al caso mentre il processo di produzione del cls deve essere controllato 3 Un cls di qualità 3/6 Processo di produzione controllato = non basta la buona volontà know-how e addestramento basso A/C e uso di additivi controllo di qualità 4 2

3 Un cls di qualità 4/6 Il know-how (LOVDSHUIDUH) parte da tecniche di mix design e tiene conto dei vincoli di fluage, ritiro, Il Mix Design parte dalla definizione dei requisiti. 5 Gli additivi: Un cls di qualità 5/6 aeranti, in tutte le condizioni in cui è previsto gelo fluidificanti o superfluidificanti, che rendano lavorabile il cls per far sì che i manufatti vengano realizzati in modo adeguato 6 3

4 Un cls di qualità 6/6 Il controllo di qualità è fatto a due fini: confermare con prove di qualificazione le caratteristiche previste a tavolino controllare gli strumenti utilizzati per le misure. 7 Mix Design 1/51 Due filiere: una a sinistra legata alle caratteristiche dell elemento costruttivo, che considera cioè le prestazioni in servizio dell elemento una a destra che riguarda la produzione Il cls va considerato infatti sia nell ottica del processo produttivo che porta alla costituzione di un manufatto, sia nell ottica dell elemento costruttivo stesso. 8 4

5 Mix Design 2/51 Schema di un processo per il mix design del calcestruzzo 9 Mix Design 3/51 Il calcolo strutturale fornisce la resistenza caratteristica R ck Considero poi un primo fattore produttivo, ossia il tipo di controllo scadente, normale o buono che consente di prendere in considerazione la competenza dell azienda che produrrà ciò che il progettista definisce a tavolino, anche se non si ha a disposizione il profilo esatto del produttore 10 5

6 Mix Design 4/51 Il calcolo strutturale fornisce la resistenza caratteristica, ma quella che si considera in realtà è la resistenza media R ck = R m kk dove K sta per valore caratteristico c sta per cls kk è legata alle condizioni operative 11 Mix Design 5/51 K = 3,5 N/mm 2 se il getto < m 3 1,4 N/mm 2 se il getto > m 3 K è in funzione delle condizioni di controllo 12 6

7 Mix Design 6/51 Condizioni di controllo: Controllo buono non in condizioni di laboratorio, ma in condizioni operative, reali con a disposizione risorse e materie controllabili (inerti dosati a peso e non a volume, controllo umidità intrinseca inerte e correzione A/C in base a tale umidità, controlli incrociati, uso di inerti ben assortiti sabbia, ghiaietto, ghiaia - dosati rimanendo nell ambito di determinati rapporti granulometrici) 2 K 4 e 2,8 kk 5,6 13 Mix Design 7/51 Condizioni di controllo: Controllo normale o scadente acqua dosata ad occhio, inerti dosati a volume, no prove preliminari In questo caso i fattori correttivi sono molto più alti e k può raggiungere anche valori compresi tra 7 e 10. KK è dunque la misura dell incertezza, dell aleatorietà che si ha man mano che si diminuisce il controllo. La R m è sempre più elevata della R ck perché è necessario tenere conto dell incertezza. 14 7

8 Mix Design 8/51 15 Mix Design 9/51 Nota R m, determino A/C 16 8

9 Mix Design 10/51 A/C si può correggere in funzione di altri parametri, generando filiere diverse e parallele: fluage durabilità modulo di elasticità ritiro La situazione è la seguente: H i = f(a/c) Quindi al variare dei parametri trovo (A/C) 1 (A/C) 2-17 Mix Design 11/51 Ottengo una costellazione di valori non necessariamente coincidenti adotto il valore più basso, promuovendo eventualmente la resistenza meccanica (se il valore più basso non corrisponde a quello determinato in base ad essa) ed effettuando la cosidetta SURPR]LRQHGHOFDOFHVWUX]]R 18 9

10 Mix Design 12/51 Tabella utile nel caso di cls antigelivi 19 Mix Design 13/51 È necessario verificare anche la durabilità Norma UNI 9858 Calcestruzzo Prestazioni, produzione, posa in opera e criteri di conformità 20 10

11 Mix Design 14/51 È necessario verificare anche la durabilità Norma UNI 9858 Calcestruzzo Prestazioni, produzione, posa in opera e criteri di conformità 21 Mix Design 15/51 Definito A/C, considero la temperatura durante il lavoro: se la temperatura di getto è rigida (cfr. parte precedente additivi acceleranti, getto caldo, inerti caldi, acqua calda) se la temperatura di esercizio è rigida additivi aeranti (cfr. parte precedente) temperatura di trasporto (in inverno acceleranti, in estate ritardanti) 22 11

12 Mix Design 16/51 Filiera lavorabilità è necessario conoscere le caratteristiche del getto: forma della cassaforma (semplice, particolare, armatura normale, armatura spessa, solaio, parete) condizioni di FXULQJ, ossia di trattamento e maturazione (costipamento, formazione manodopera) 23 Mix Design 17/51 Se mi basassi solo sulla filiera di sinistra, la lavorabilità sarebbe un risultato, invece, in questo modo, la lavorabilità è un dato 24 12

13 Mix Design 18/51 Categorie di lavorabilità: bassa media alta 25 Mix Design 19/51 Norma UNI 9858 Calcestruzzo Prestazioni, produzione, posa in opera e criteri di conformità 26 13

14 Mix Design 20/51 27 Mix Design 21/51 Le due tabelle hanno un carattere descrittivo che aiuta a raggiungere una condizione meno soggettiva Le due tabelle rappresentano un po la stessa cosa: si forniscono definizioni e si indicano i metodi di verifica Richiamo ai metodi di misura della lavorabilità Il cls asciuttissimo ha applicazioni limitate, è un cls da laboratorio Le categorie più usate sono cls semiplastico e plastico Il cls superfluido è utilizzato per pavimentazioni o per aggetti autolivellanti Il range di applicazione va dai rigidi ai fluidi 28 14

15 Mix Design 22/51 La lavorabilità è un fattore con una duplice importanza: consente al cantiere di lavorare come deve con un prodotto che non viene ulteriormente modificato conferma che i parametri di produzione sono sotto controllo 29 Mix Design 23/51 Fissata la lavorabilità, viene fissato il diametro massimo degli inerti con il criterio secondo cui deve essere minore rispetto all interferro più piccolo attraverso cui deve passare 30 15

16 Mix Design 24/51 la lavorabilità è funzione del quantitativo assoluto di acqua le caratteristiche legate alla resistenza dipendono dal rapporto A/C. Quindi, se si aumenta il contenuto assoluto di acqua o aumento A/C o aumento anche il quantitativo di cemento in modo che A/C rimanga invariato. 31 Ricapitolando: 1. determino A/C Mix Design 25/51 2. determino A (contenuto assoluto di acqua) quindi 3. determino C (contenuto di cemento) 32 16

17 Mix Design 26/51 Se mi accorgo che il quantitativo di cemento è eccessivo (è il componente più costoso) non posso diminuire il cemento allora utilizzo additivi fluidificanti o superfluidificanti 33 Mix Design 27/51 Principio additivi fluidificanti: cemento in eccesso tolgo cemento, ma anche acqua diminuisce lavorabilità ripristino le condizioni con l uso di fluidificante nelle proporzioni indicate dal produttore (1% di fluidificante per una diminuzione del 20% di acqua circa) 34 17

18 Mix Design 28/51 35 Mix Design 29/51 Determinazione degli inerti: V i = 1 (m 3 ) volume H 2 O (peso H 2 O) volume cemento volume aria del cemento ho il peso, quindi passo al volume attraverso il peso specifico del cemento, assimilabile a quello della roccia (3150 kg/m 3 ) aria è quella inclusa o naturalmente o artificialmente attraverso l uso di aeranti usati per cls antigelivi 36 18

19 Mix Design 30/51 Si ottiene in questo modo il quantitativo complessivo degli inerti quindi è necessario decidere l assortimento degli inerti. Due metodi: uno basato sulla scelta della curva granulometrica uno che prescinde dalla curva granulometrica, utilizzabile quando si usano solo due inerti (sabbia e ghiaia) 37 Mix Design 31/51 Il primo metodo: Si sceglie la curva granulometrica e si dimensionano gli inerti disponibili con metodi analitici basati sull inserimento della curva granulometrica obiettivo e delle curva granulometriche dei vari inerti disponibili Curva granulometrica: curva teorica (obiettivo o reale) 38 19

20 Mix Design 32/51 Analisi granulometrica: prendere un inerte, asciugarlo in forno o con alcool pesarlo metterlo in cima ad una batteria di setacci, messa su un tavolo vibrante ogni setaccio trattiene un certo quantitativo e si pesa ciò che si trova ai vari setacci 39 Mix Design 33/51 Massa trattenuta cumulativa (tutto ciò che sta sopra setaccio i-esimo) = somma masse trattenute Dalle quantità assolute, passo alle % del trattenuto comulativo e del passante cumulativo Ottengo dei punti 40 20

21 Mix Design 34/51 41 Mix Design 35/51 Il fuso granulometrico è quello compreso tra due curve granulometriche ottenute mettendo una tolleranza in più e una in meno rispetto alla curva obiettivo La curva sperimentale deve cadere nel fuso

22 Mix Design 36/51 Riassumendo: Si sceglie la curva obiettivo, o meglio il fuso granulometrico che comprende la curva obiettivo più due tolleranze Si inseriscono le curve granulometriche reali degli inerti (generalmente tre = controllo buono) utilizzati e il sofware indica le percentuali dei vari inerti Si conosce il volume totale degli inerti, quindi si può determinare il peso dell inerte passando attraverso la massa volumica specifica È opportuno eseguire prove di qualificazione preliminare, ad esempio sulla resistenza meccanica 43 Il secondo metodo: Mix Design 37/51 è utilizzabile solo se utilizzano due inerti (sabbia e ghiaia) metodo più complesso non fa riferimento alla curva granulometrica 44 22

23 Mix Design 38/51 Fasi: determinare Y a (massa volumica apparente del grosso) determinare Y mc (massa mucchio compatto del grosso) calcolare b 0 = Y mc /Y a ricavare b (volume del grosso) in funzione di b 0 45 Mix Design 39/51 Dati: Y a - massa volumica apparente del grosso massa volumica della roccia in quanto tale, del singolo ciotolo determinare Y mc - massa mucchio compatto del grosso si tiene conto dei vuoti, assestando l inerte in modo che il volume occupato sia il minimo b 0 = Y mc /Y a < 1 ricavare b (volume del grosso) in funzione di b 0, facendo riferimento alla tabella seguente in cui, in funzione del diametro massimo, per interpolazione, ottengo il rapporto b/b 0, in funzione di un parametro sintetico che esprime la granulometria della sabbia, chiamato finezza della sabbia, che è la somma dei residui cumulativi della sabbia, ossia un parametro che deriva dalla curva granulometrica della sabbia Ricavare b e, per differenza, il volume della sabbia V sabbia = 1 V H2 O V cemento V aria V inerte grosso 46 23

24 Mix Design 40/51 47 Mix Design 41/51 Ancora sulla curva granulometrica La curva granulometrica ottimale è una espressione che rappresenta in forma analitica la dimensione dell inerte. Due curve: secondo Fuller secondo Bolomey 48 24

25 Mix Design 42/51 Secondo Fuller % del residuo cumulativo = 100 (d/d) 1/2 dove d = valore in ascissa D = diametro massimo L inerte che segue questa curva è un inerte con la massima compattezza possibile, che rende cioè minimo il volume della pasta (con l obiettivo di risparmiare perché la pasta è l ingrediente più costoso) 49 Mix Design 43/51 Oggi si tende non usare la curva di Fuller e ad utilizzare la curva di Bolomey Secondo Bolomey % del residuo cumulativo = A + (100 A) (d/d) 1/

26 Mix Design 44/51 È una curva di Fuller corretta con valori di A determinati in base ad una tabella. La curva di Bolomey si comincia ad usare quando ci si rende conto che il cls deve essere lavorabile. Si dice che il cls di Fuller è più aspro. Le curve di Fuller e Bolomey sono curve obiettivo. 51 Mix Design 45/51 Il fluage è un fenomeno indesiderato perché perché rappresenta un comportamento non elastico ed è fondamentale da considerare in ambito strutturale. Se io applico un carico ad un elemento costruttivo, questo si deforma prima in modo elastico poi, al passare del tempo e pur rimanendo costante il carico, continua la deformazione. Rimane cioè una deformazione residua e il comportamento è plastico. Tra i vari fattori che condizionano il fluage c è la precocità del carico

27 Mix Design 46/51 Come si quantifica il fluage? Il fluage è una percentuale della deformazione elastica. Se L è la deformazione che attendo dal comportamento elastico di un corpo, allora C = -L, dive - è un coefficiente moltiplicativo della deformazione elastica. 53 Mix Design 47/51 La deformazione totale, ossia la componente elastica più la componente da fluage, è: L t = L e + L f = (1+-)L e 54 27

28 Mix Design 48/51 I fattori che influenzano il fluage: -= I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 dove I 1 = umidità relativa aria I 2 = età del cls al momento del carico (per ritardare età del cls al momento del carico si fa in modo, anche quando si deve disarmare velocemente e si ha un cls con resistenza meccanica sufficiente, di puntellare) I 4 = fisso uno spessore fittizio o una dimensione fittizia con la quale entro in un diagramma e trovo I 4 come 2A c /u, dove A c è la sezione dell elemento costruttivo e u il perimetro della sezione a contatto con l atmosfera I 5 = si determina tenendo conto della quantità di tempo per la quale rimane applicato il carico 55 Mix Design 49/51 I 3 è funzione del rapporto A/C. Si procede al contrario : si definisce C = -L il carico è noto, per cui L è noto si conoscono tutti i parametri di -, tranne I 3 stabilisco C, ossia il valore di fluage, a priori determino I

29 Resistenza all abrasione: Mix Design 50/51 unica grandezza che non dipende in modo sostanziale da A/C dipende dalla durezza degli inerti pavimentazioni industriali devono resistere a sollecitazioni notevoli (agisco su durezza inerti piuttosto che su resistenza meccanica) si realizza spolvero su getto fresco, ossia si aggiunge uno strato di malta cementizia caricata con inerti di particolare durezza (quarzo) quando è richiesta la massima resistenza all abrasione, si agisce caricando la malta con inerte di ferro: a volte anche pastine che sono malte cementizie contenenti limatura di ferro, proveniente da scarti di altre lavorazioni (spessore da qualche mm a 1-1,5 cm) lo spolvero deve aderire completamente al supporto 57 Mix design come: Mix Design 51/51 reingegnerizzazione del processo di produzione del cemento analisi del valore applicata al processo di produzione del cemento (percorso ad ostacoli 58 29

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