ASPETTI DI BASENEL MIX DESIGN DEL CALCESTRUZZO. Gianni Bebi. Brescia maggio 2013

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BRESCIA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE ASPETTI DI BASENEL MIX DESIGN DEL CALCESTRUZZO Gianni Bebi Brescia maggio 2013

2 2 CAMPIONAMENTO CAMPIONAMENTO Il giudizio su produzioni di innumerevoli tonnellate viene formulato in base ad indagini condotte su campioni di pochi chilogrammi (o ettogrammi). La proprietà fondamentale del campionamento è la RAPPRESENTATIVITA L incorrettezza del campione conduce a risultati fuorvianti. Si possono evidenziare problemi inesistenti o occultarne di reali

3 3 CAMPIONAMENTO CAMPIONAMENTO DEL CEMENTO Regolato dalla norma UNI EN 196 parte 7 a La procedura varia in funzione dell imballo: In sacchi Sfuso. In attesa dell invio al laboratorio, conservare i campioni in contenitori stagni.

4 4 CAMPIONAMENTO CAMPIONAMENTO DEGLI AGGREGATI Si espleta in due fasi: - Prelievo in cava Da nastro Da mucchio Da tramoggia. - Riduzione del campione: Mediante quartatura.

5 5 CAMPIONAMENTO Non usare cazzuole o badili: Gli elementi grossi non verrebbero trattenuti. Utilizzare solo sessole.

6 6 CAMPIONAMENTO Quartatura. 1 Formare una pizza 2 Suddividerla in 4 parti 3 Scartare due porzioni contrapposte 4 Rimiscelare 5 Continuare fino ad ottenere la massa desiderata.

7 7 CAMPIONAMENTO PRELIEVO DEL CALCESTRUZZO FRESCO Utilizzare sessola e non cazzuola. Prelevare dall intero scarico della betoniera (o almeno a metà dello scarico). Comporre il campione con diversi prelievi e miscelare Prelevare una quantità di almeno il 20% superiore a quella necessaria per le diverse determinazioni. Dimensioni del lato del provino (funzione di D max) D mm 16 >16 31,5 >31,5 63 > Lato cubo mm

8 8 CAMPIONAMENTO RIEMPIMENTO DELLE CUBIERE 1 - Riempire un terzo di tutte le cubiere 2 - Costipare tutti i primi strati 3 - Riempire il secondo strato e costipare 4 - procedere fino al terzo strato

9 9 CAMPIONAMENTO PRELIEVO DI CALCESTRUZZO INDURITO Si esegue con la carotatrice. I campioni si chiamano appunto carote. Sulle carote si possono rilevare le seguenti caratteristiche: Resistenza a compressione Massa volumica Permeabilità Giudizio sull assortimento granulometrico Contenuto di cemento (poco affidabile) Eccetera

10 10 CAMPIONAMENTO PRELIEVO DI CALCESTRUZZO INDURITO Diametro carota 3 volte dimensione massima dell aggregato Altezza possibilmente doppia del diametro

11 11 CAMPIONAMENTO RESISTENZA DELLA FORNITURA I carotaggi non possono sostituire i cubetti RESISTENZA DELLA STRUTTURA L opera è collaudata se Res 85% di Rck

12 12 CAMPIONAMENTO PRELIEVO DI CALCESTRUZZO INDURITO Cappatura Elemento Disalveolato

13 13 CAMPIONAMENTO FATTORI CHE INFLUENZANO LA RESISTENZA DELLA CAROTA -differenza fra resistenza cilindrica e cubica Rcil = Rcub*0,83; - forma e dimensioni della carota, compreso il rapporto lunghezza diametro; -eventuale presenza di ferro d armatura nella carota, diametro e posizione dello stesso; - punto e direzione di prelievo; - metodo di cappatura o rettifica della carota; - dispersione dei risultati. - azione del carotaggio; -condizioni di stagionatura diverse fra struttura e cubetto standard; -incidenze connesse con la messa in opera: compattazione, presenza di vuoti, stagionatura e fessurazione.

14 14 CAMPIONAMENTO Coefficiente di correzione FATTORI CHE INFLUENZANO LA RESISTENZA DELLA CAROTA 1,00 ASTM C42 0,96 BS ,92 0,88 0,84. 0,80 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 Rapporto Altezza / diametro

15 1 CEMENTO CEMENTO Ricetta esemplicativa per cemento Portland. Prendere una tazza di calcare macinato, aggiungere mezza tazza di argilla (o roccia scistosa) macinata;mettere il tutto in un forno rotante alla temperatura di circa 1500 C sino a quando, per la rotazione, il materiale si trasforma in palline (chiamate clinker), aggiungere un cucchiaio di gesso e, infine, macinare finemente il tutto.

16 2 CEMENTO SCHEMATIZZAZIONE DEL CICLO PRODUTTIVO

17 3 CEMENTO IDRATAZIONE Il cemento si combina chimicamente e fisicamente con l acqua attraverso il processo di idratazione. Sui granuli di cemento si sviluppa un sistema di cristalli che, con il tempo, acquistano consistenza e dimensioni maggiori.

18 4 CEMENTO PRESA E INDURIMENTO Sono due fasi dello stesso fenomeno, distinte soltanto per convenzione. Nella fase di presa avviene un progressivo aumento della viscosità Finita la presa inizia l indurimento caratteristico del cemento. I tempi di presa sono determinati strumentalmente con l ago di Vicat. L indurimento si determina con la rottura dei provini.

19 5 CEMENTO AGO DI VICAT MANUALE E AUTOMATICO

20 6 CEMENTO PASTA E MALTA DI CEMENTO La pasta è composta da cemento, acqua, aria ed eventuali additivi. La malta è composta da pasta e sabbia. Un particolare tipo di malta è la malta plastica o normale composta da acqua, cemento e sabbia normalizzata nei rapporti 1:2:6. Con la malta plastica si realizzano diverse prove, la più importante è la resistenza a compressione che si effettua su travetti da 40 x 40 x 160 mm.

21 7 CEMENTO MISCELATORE E COMPONENTI PER MALTA NORMALIZZATA

22 8 CEMENTO PROVE FISICHE SU CEMENTO Flessione Compressione

23 9 CEMENTO TIPI E CLASSI DI CEMENTO Il tipo identifica la composizione. La classe indica la resistenza a compressione. Classi (UNI ENV 197/1). Classe Resistenza iniziale 32,5 Ordinaria 32,5 R*) Elevata 42,5 Ordinaria 42,5 R Elevata 52,5 Ordinaria 52,5 R Elevata *) R indica indurimento rapido. Requisiti meccanici e fisici Classe Resistenza compressione N/mm 2 2 giorni Iniziale 7 giorni 32, ,5 R 10-32,5 42, ,5 R 20-42,5 52, ,5 R 30-52,5 Inizi o pres a Espansio ne Normalizzat a 28 giorni min. mm 52,5 62,

24 10 CEMENTO TIPI DI CEMENTO Tipo Denominazione cemento Sigla Clinker Loppa AF granulata Microsilice Pozzolana Cenere volante Scisto calcinato K S D 3) P Q 4) V Naturale Industriale Silicica Calcare Calcica W T L Costituenti secondari 2) I Portland I Portland II/A-S alla loppa II/B-S alla microsilice II/A-D II/A-P Portland II/B-P alla pozzolana II/A-Q II/B-Q Cemento II/A-V II Portland II/B-V alle ceneri II/A-W volanti II/B-W Portland allo II/A-T scisto calcinato II/B-T Portland II/A-L al calcare II/B-L Portland II/A-M < ) > composito II/B-M < ) > Cemento III/A III di III/B Altoforno III/C IV Cemento IV/A < > 0-5 Pozzolanico IV/B < > 0-5 V Cemento V/A < > 0-5 Composito V/B < > 0-5 1) I valori del prospetto si riferiscono al nucleo del cemento, escludendo solfato di calcio e gli additivi. 2) I costituenti secondari possono essere filler oppure uno o più costituenti principali, sempre che questi non siano inclusi come costituenti principali nel cemento. 3) La proporzione di microsilice è limitata al 10%. 4) La proporzione di loppa non ferrosa è limitata al 15%. 5) La proporzione di filler è limitata al 5%.

25 11 CEMENTO TIPI DI CEMENTO I - Portland II - Portland con Loppa Microsilice Pozzolana Ceneri volanti Scisto calcinato Calcare Composito III - Altoforno IV - Pozzolanico V - Composito Esempio di classificazione. CEM II A-L II = Portland Composito A = % di clinker (A= B=65-79) L = Tipo di aggiunta ( L = calcare)

26 12 CEMENTO CRITERI DI SCELTA Tipo di cemento Tipo di esposizione dell'opera Portland Opere normali. Sufficiente durabilità in ambiente non aggressivo. Di miscela Elevata durabilità, opere marine. Altoforno Attacco chimico (escluse acque solforose), opere di grande mole, rivestimenti di forni e caldaie. Pozzolanico Moderato attacco chimico, in acqua di mare, acque pure, oli, grassi, fognature e canali di scarico. Composito In terreni e/o acque solfatiche. Alluminoso Resistenze iniziali e finali molto elevate, ma in assenza di umidità; opere refrattarie

27 13 CEMENTO RAPPORTO ACQUA CEMENTO A/C Rapporto fra la massa dell acqua efficace e la massa del cemento. Acqua efficace = Acqua aggiunta + acqua di umidità acqua assorbita E il parametro fondamentale della tecnologia del calcestruzzo, ad esso sono correlabili tutte le caratteristiche, in particolare quelle meccaniche e chimiche. Sono sufficienti circa 30 litri di acqua per idratare 100 kg di cemento, l acqua in eccesso è richiesta solo per la lavorabilità

28 14 CEMENTO RAPPORTO ACQUA CEMENTO A/C L acqua in eccesso è libera di evaporare e lasciare microvuoti e porosità Porosità e vuoti comportano decrementi della resistenza e incrementi della permeabilità a cui è associata la durabilità dei conglomerati.

29 1 AGGREGATI AGGREGATI GIACIMENTI Giacimenti alluvionali Forma naturale o misto a frantumato (frantumazione di ciottoli grossolani) Giacimenti in roccia Solo frantumato

30 2 AGGREGATI IMPIANTO DI SELEZIONE

31 3 AGGREGATI CLASSI O PEZZATURE Suddivisione generale: Finissimi (Filler) Fini (sabbia) Grossi (ghiaia e pietrisco) Nomi correnti delle classi o pezzature Tondi Frantumati da mm a mm Sabbia Sabbia 0-4 Pisello o ghiaino Graniglia o risetta 4-8 Ghiaietto Pietrischetto 8-16 Ghiaia Pietrisco 16 - >25

32 4 AGGREGATI FORMA Aggregati naturali forma tondeggiante non allungata o piatta (dosaggi medio bassi) Aggregati frantumati forma poliedrica non allungata o aghiforme (dosaggi elevati)

33 5 AGGREGATI FORMA SUPERFICIE SPECIFICA

34 6 AGGREGATI PROVE ED ANALISI In Italia sono regolate dalla UNI EN per la marcatura CE e dalla UNI 8520 per i limiti di accettazione

35 7 AGGREGATI GRANULOMETRIA Dimensione aggregato d/d Granulometria G xx Sabbia 0/4 Gf 85 (D 4 mm e d =0 Apertura vaglio mm Percentuale passante (in massa)

36 8 AGGREGATI LIMITI DI ACCETTAZIONE Contenuto di minerali nocivi. Tipologia/caratteri stica Gesso, anidrite Solfuri ossidabili Contenuto ammissibile Solfati solubili in acido = 0,2% Mica e scisti = 5% A.g. micacei = 10% A.f. A.g. = Aggregato grosso A.f. = Aggregato fine F. = Frantumato N. = Naturale Definizione Note Metodo di prova AS 0,2 Nelle frazioni fini è ammesso 0,8 (AS 0,8 ) UNI EN UNI EN , punto 12 = 0,1 % -- UNI EN UNI EN , punto 11 UNI EN 932-3

37 9 AGGREGATI LIMITI DI ACCETTAZIONE Limiti per il contenuto di polveri Tipologia/caratteri ammissibile Contenuto stica Passante allo 0,063 A.g.N. = 1,5% A.g.F. = 4,0% A.f.N. = 3,0% A.g.F = 10% A.g. = Aggregato grosso A.f. = Aggregato fine F. = Frantumato N. = Naturale Definizione Note Metodo di prova F 1,5 F 4,0 F 3,0 F 10 Limiti per massa volumica e assorbimento di acqua UNI EN Tipologia/caratteri stica Massa volumica SSA Assorbimento d acqua Contenuto ammissibile Definizione Note Metodo di prova > 2300 kg/m 3 UNI EN = 1,0% Solo per classi di esposizione XF UNI EN

38 10 AGGREGATI LIMITI DI ACCETTAZIONE Limiti per costituenti chimici Tipologia/caratteri stica Contenuto di solfati solubili in acido Contenuto di cloruri solubili in acqua Costituenti che alterano la presa e l induriment o del cls Contenuto ammissibile A.g. = 0,2% A.f. = 0,8% Definizione Note Metodo di prova AS 0,2 UNI EN AS 0,8 Punto 12 0,03 UNI EN Punto 7 Aumento di presa su malta = 120 min; Diminuzione di resistenza a 28 gg = 20% A.f. = 0,5% A.g. = 0,1% Contenuto di contaminanti leggeri A.f. = 0,25% A.g. = 0,05% A.g. = Aggregato grosso A.f. = Aggregato fine F. = Frantumato N. = Naturale La diminuzione di resistenza a 28 gg è determinata in confronto a cls di caratteristiche note Per cls ordinari Per cls a vista e pavimentazioni UNI EN Punto 15.1; 15.2; 15.3 UNI EN Punto

39 11 AGGREGATI LIMITI DI ACCETTAZIONE Limiti per caratteristiche e proprietà richieste. Tipologia/caratteri stica Indice di forma Indice di appiattimento Resistenza alla frammentazione. Coefficiente Los Angeles Resistenza al gelo Aggregati reattivi Contenuto ammissibile Perdita di massa per cicli di gelo disgelo = 2% Perdita di massa per disgregazione in solfato di magnesio = 25% Espansione. Prova accelerata = 0,1%. 0,05 a 3 mesi 0,1 a 6 mesi Definizione Note Metodo di prova SI 40 UNI EN Sl 35 UNI EN LA 30 UNI EN Punto 5 F 2 Classi di esposizione UNI EN XF1, XF2, XF3, E XFA MS 25 UNI EN UNI

40 12 AGGREGATI orme di riferimento UNI EN one petrografica mmerciale Allegato al documento di Trasporto n. Sabbia fine ESEMPIO DI MARCATURA CE del Il presente documento è parte integrante e non divisibile del documento di trasporto a cui fa riferimento e non può essere riprodotto o diffuso. Anno 04 Sistema : : : :2003 Aggregati per calcestruzzo Aggregati per materiali non legati e legati con Aggregati per Aggregati per leganti idraulici per l impiego in opere di conglomerati Malte ingegneria civile e nella costruzione di strade bituminosi Conglomerato di varia origine, sia sedimentaria (rocce carbonatiche e sedimentarie) con frammenti a diversa tessitura cristallina, sia vulcanica in sub-ordine (dioriti e gabbri). Sabbia Sabbia Ghiaietto Ghiaietto Sabbia Sabbia Ghiaietto Ghiaietto Ghiaiotto Sabbia Ghiaietto Sabbia Sabbia lavata getto 8/16 16/30 lavata Getto 8/16 16/30 32/60 lavata 8/16 lavata intonaco acci utilizzata Base + 2 Base + 2 Base + 2 Base + 2 Base + 1 Base + 2 Base + 2 Base + 2 Base + 1 Base + 2 Base + 2 Base + 2 Base + 2 Base + 2 regato Fine Fine Misto Grosso Grosso Fine Fr.Unica Grosso Grosso Grosso Fr.Unica Grosso Fine Fine ei granuli (categoria Fl/SI) NPD NPD 15/15 15/20 15/15 NPD 15/15 20/20 20/20 20/20 NPD 15/20 NPD NPD metria d/d 0/1 0/4 0/12,5 8/16 11,2/22,4 0/4 0/12.5 8/16 11,2/22,4 22,4/45 0/4 8/16 0/4 0/4 ia Gf85 Gf85 Ga90 Gc85/20 Gc85/20 Gf85 Ga80 Gc85/15 G20/15 Gc85/15 G20/15 Gc80/20 G20/15 Ga85 Gc90/10 G25/15 categoria 1 categoria 4 olumica dei granuli Mg/m3 2,68 2,75 2,75 2,75 2,74 2,75 2,75 2,75 2,74 2,66 2,75 2,75 2,75 2,72 à delle polveri (% / categoria) <3 / f3 <3 / f3 <3 / f3 <1,5 / f1.5 <1,5 / f1.5 <3 / f3 <3 / f3 <2 / f2 <2 / f2 <2 / f2 <3 / f3 <2 / f2 <3 8,2 zione dei fini Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Non nocivi Se 55 MB 3,3 to di conchiglie: categoria SC NPD SC10 SC10 SC10 SC10 NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD SC0 SC0 ale particelle frantumate: categoriac NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD C57/70 C57/70 C61/70 NPD C40/57 NPD NPD za alla: entazione/frantumazione (categoria) NPD NPD LA25 LA20 LA20 NPD LA25 LA20 LA20 LA20 NPD LA20 NPD NPD abilità NPD NPD NPD VL40 VL40 NPD NPD NPD NPD NPD NPD PSV40 NPD NPD ione NPD NPD NPD AAV10 AAV10 NPD NPD NPD NPD NPD NPD AAV10 NPD NPD (categoria) NPD NPD NPD MDE10 MDE10 NPD NPD MDE20 MDE20 MDE20 NPD MDE10 NPD NPD ità dell aggregato fine (categoria) NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD ECS 30 NPD za allo shock termico NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD 0 0 NPD NPD degli aggregati grossi ai leganti 0 a 25 c NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD osi (%) 8 a 40 c NPD NPD izione/contenuto: ri (%) <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD <0,06 <0,06 i solubili in acido (categoria) AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 AS 0,2 NPD NPD AS 0,2 AS 0,2 totale (%) <1 <1 <1 <1 <1 S1 S1 S1 S1 S1 NPD NPD <1 <1 uenti che alterano la velocità sa e di indurimento Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti Assenti NPD NPD Assenti Assenti nuto di carbonato di calcio (%CaCO3) NPD 77,9 77,9 77,9 77,9 NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD di volume: per essiccamento (%) NPD 0,012 0,012 0,012 0,012 NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD mento di acqua (%WA) 0,6 0,8 0,7 0,7 0,6 WA241 WA241 WA241 WA241 WA241 WA241 WA241 0,8 1 ne di radioattività Bq/kg NPD <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 di metalli pesanti NPD Non presenti secondo Non presenti secondo rocarburi poliaromatici NPD Non presenti secondo D.M. 05/02/98 Non presenti secondo D.M. 05/02/98 D.M. 05/02/98 D.M. 05/02/98 tre sostanze pericolose NPD ità al gelo/disgelo F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile ità al solfato di magnesio ità alla reazione alcali-silice Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile Assenza acqua =1 Durabile NPD NPD NPD NPD NPD NPD NPD Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo Assenza acqua =1 Durabile Non reattivo

41 13 AGGREGATI SOSTANZE DANNOSE Mescolate con l aggregato Costituenti l aggregato Impurità e/o composizione Fenomeno Limi e/o argille Sostanze organiche Cloruri Solfati Silice reattiva Riduzione dell adesione pasta-aggregato. Aumento della richiesta d acqua Alterazione tempi di presa e indurimento Attacco ai ferri d armatura Fessurazioni vistose Fessurazioni vistose

42 14 AGGREGATI MASSA VOLUMICA - ASSORBIMENTO - UMIDITÀ Asciutto. Granulo e pori privi di acqua (M.V. Assoluta) Saturo. Granulo asciutto e pori saturi. (M.V. SSA) Bagnati o umidi. Pori saturi e acqua in superficie.

43 15 AGGREGATI ASSORTIMENTO GRANULOMETRICO Per ottenere la massima densità del calcestruzzo, gli elementi più fini devono occupare tutti i vuoti lasciati da quelli più grossi. Quindi: assortimento granulometrico corretto; disponibilità di più classi granulometriche. L assortimento di una classe si determina mediante l analisi granulometrica, da cui si ricava la curva granulometrica dell aggregato.

44 0,15 0,30 0,6 1,19 2,38 4,76 9,52 12,7 19,1 25,4 31,7 38,1 50,8 63,5 Passante al vaglio ( % in m assa) Tr attenuto al vaglio ( % in m assa) 16 AGGREGATI SETACCIATORE E ANALISI GRANULOMETRICA Aggregati fini (sabbia) Aggregati grossi (Ghiaia e pietrisco) Modulo Staccio ASTM Crivello 0,5 0,6 0,8 1,0 1,3 1,6 2,0 2,5 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0

45 17 AGGREGATI AGGREGATI SPECIALI Tipo Materiale Principali impieghi Leggeri Pesanti Pomice, polistirolo, argilla espansa, perlite, vermiculite,scorie d altoforno, scisti espansi Barite, granulati metallici (ferro piombo) Isolamento termico e acustico. Isolamento da radiazioni nucleari, zavorre Fra gli aggregati speciali si possono annoverare anche quarzo e basalto. Impiegati nella costruzione di caveaux.

46 18 ACQUA D IMPASTO Caratteristiche regolate dalla UNI EN Non deve contenere sostanze che alterino i tempi di presa e indurimento. In pratica, deve essere inodore e incolore. In caso di dubbio, confezionare due impasti: uno con Fra l acqua gli aggregati a disposizione speciali si e una possono con quella annoverare potabile. anche Se quarzo la differenza e basalto. di resistenza Impiegati a nella 28 giorni costruzione non supera di il caveaux. 10 %, l acqua può essere considerata idonea.

47 1 ADDITIVI ADDITIVI Prodotti che, aggiunti al calcestruzzo, ne migliorano le prestazioni. Generalmente il nome identifica la funzione: coloranti, coadiuvanti di pompaggio, impermeabilizzanti, inibitori di corrosione, inibitori della reattività degli aggregati, ecc.

48 2 ADDITIVI PLASTIFICANTI - FLUIDIFICANTI - SUPERFLUIDIFICANTI - IPERFLUIDIFICANTI Effetto principale: Riduzione dell acqua d impasto a pari lavorabilità. Azione meno pronunciata per plastificanti e fluidificanti, più marcata per super e iperfluidificanti. Dosaggi. 0,2 0,4% per plastificanti e fluidificanti; 0,8 3 % per super e iperfluidificanti

49 3 ADDITIVI AERANTI Inglobano nel calcestruzzo delle microbolle di aria ( da 0,1 a 0,3 mm) ad una determinata distanza una dall altra (spacing)

50 4 ADDITIVI AERANTI Impiego fondamentale: aumentare la resistenza del calcestruzzo ai cicli di gelo e disgelo. Il dosaggio si stabilisce sperimentalmente. Deve introdurre una quantità di aria proporzionale alla dimensione massima Dmax dell aggregato: 6 7 % per Dmax < 20 mm 4 5 % per Dmax > 25 mm La norma prevede il 4%

51 5 ADDITIVI RITARDANTI E ACCELERANTI Modificano i tempi di indurimento (teoricamente non alterano i tempi di presa) Ritardanti per clima caldo e getti di grande mole Acceleranti resistenze elevate a brevi stagionature Un particolare tipo di accelerante è l antigelo; consente di ottenere in tempi brevi 5 MPa (resistenza alla quale il calcestruzzo è immune dai danni del gelo)

52 6 AGGIUNTE AGGIUNTE In genere costituite da elementi fini (filler) Le più diffuse, caratterizzate da elevate proprietà pozzolaniche, sono : Ceneri volanti (Fly ash) Microsilice (Silica fume) Dosaggi (in percentuale sul cemento): Ceneri volanti = anche superiori al 50% Microsilicati = 5 10 % Con microsilice, e particolari additivi superfluidificanti, si possono raggiungere resistenze superiori a 100 MPa ed elevate impermeabilità.

53 7 ACQUA D IMPASTO ACQUA D IMPASTO Caratteristiche regolate dalla UNI 8981 parte 7 a. Non deve contenere sostanze che alterino i tempi di presa e indurimento. In pratica, deve essere inodore e incolore. In caso di dubbio, confezionare due impasti: uno con l acqua a disposizione e una con quella potabile. Se la differenza di resistenza a 28 giorni non supera il 10 %, l acqua può essere considerata idonea.

54 1 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO Componenti del calcestrzzo: Cemento Acqua Aggregati Additivi (eventuali?) Aria In seguito alla miscelazione è, in un primo tempo, caratterizzato da una consistenza plastica (fino all inizio presa), in seguito, con il procedere dei processi di idratazione, indurisce fino a raggiungere le resistenze che le sono proprie.

55 2 CALCESTRUZZO NORME Per le caratteristiche generali e le prescrizioni di controllo, si fa riferimento alla: legge 1086/71 o meglio, ai decreti ad essa collegati e aggiornati periodicamente. (NTC Norme Tecniche per le Costruzioni) Per le indicazioni di carattere tecnologico e i controlli del calcestruzzo sia allo stato fresco che indurito e ai suoi componenti, si fa riferimento alla norma UNI EN 206-1

56 3 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO ALLO STATO FRESCO LAVORABILITÀ - CONSISTENZA Per la messa in opera è necessaria una energia inversamente proporzionale alla sua lavorabilità. Lavorabilità, consistenza, plasticità e fluidità sono, in pratica, dei sinonimi. Determinata con l abbassamento al cono o slump test

57 4 CALCESTRUZZO LAVORABILITÀ - CONSISTENZA Il termine indicato dalla UNI 9858 è Consistenza, suddivisa in 5 classi. Classe di Abbassamento al cono Denominazione consistenza mm corrente S1 Da 10 a 40 Umida S2 Da 50 a 90 Plastica S3 Da 100 a 150 Semifluida S4 Da 160 a 200 Fluida S5 210

58 5 CALCESTRUZZO FATTORI CHE INFLUENZANO LA LAVORABILITÀ Contenuto di acqua Notare che la lavorabilità è correlabile alla quantità di acqua per metro cubo, ma solo marginalmente al dosaggio di cemento Dimensione massima (o diametro massimo D ) dell aggregato: D maggiore = lavorabilità maggiore Forma dell aggregato tondo o naturale = maggiore lavorabilità Proporzionamento della miscela Presenza di additivi.

59 6 CALCESTRUZZO SEGREGAZIONE Il calcestruzzo è composto da materiali con diversa massa volumica durante la miscelazione tendono a separarsi Sul calcestruzzo indurito si manifestano vespai. Un particolare tipo di segregazione si manifesta con il trasudamento o bleeding sui getti orizzontali (pavimenti e solette). La sua entità evidenzia il grado di segregazione o mancanza di omogeneità. Verificare con la prova del cono

60 7 CALCESTRUZZO MESSA IN OPERA Se la messa in opera non è adeguata, anche il calcestruzzo omogeneo può dar luogo a fenomeni di segregazione. Valutare il Dmax in funzione dello spessore del copriferro e dell interferro, di 1/4 della sezione inferiore della struttura di 2/3 dell interferro di 1,3 volte il valore di copriferro Evitare miscele troppo fluide. Ridurre la caduta di getto (sempre inferiore a 1 m), per i getti di pareti, utilizzare una calza.

61 8 CALCESTRUZZO VIBRAZIONE Il vibratore è il mezzo per costipare e NON per far scorrere il calcestruzzo. Deve essere inserito verticalmente in più punti di opportuna distanza e ad una profondità tale da interessare lo strato di getto in opera. Se non eseguita correttamente, la vibrazione può causare segregazione. SI NO

62 9 CALCESTRUZZO POMPAGGIO Caratteristiche del calcestruzzo: Dosaggio di cemento superiore a 250 kg/m3; Dmax inferiore a 1/3 del diametro delle tubazioni; Slump superiore a 80 mm; Assortimento granulometrico corretto, o solo leggermente sovrasabbiato. In casi particolari si può ricorrere a prodotti coadiuvanti del pompaggio.

63 10 CALCESTRUZZO CONDIZIONI CLIMATICHE PERTICOLARI L idratazione del cemento è influenzata dalla temperatura Accelera con il caldo Rallenta con il freddo Adottare le precauzioni necessarie ad impedire che la temperatura del calcestruzzo sia sempre Inferiore a 30 C Superiore a 5 C

64 11 CALCESTRUZZO GETTO IN CLIMA CALDO Aumentare lo slump di partenza in relazione al tempo che trascorre dall impasto alla messa in opera. Se necessario, utilizzare additivi ritardanti Per le strutture verticali, non rimuovere i casseri per almeno 3 giorni Per quelle orizzontali, irrorare con acqua al termine del getto Le ultime precauzioni possono essere sostituite dall impiego di prodotti antievaporanti (Curing compound)

65 12 CALCESTRUZZO GETTO IN CLIMA FREDDO Adottare le precauzioni necessarie affinché il calcestruzzo raggiunga un resistenza di 5 MPa prima che la temperatura diventi troppo rigida. Se necessario scaldare i componenti (almeno l acqua) Terminare le operazioni di getto nelle prime ore del pomeriggio. Proteggere le strutture con materiali isolanti Quelle verticali lasciando il cassero (se di legno) Per quelle orizzontali, creare una camera d aria con del polietilene. Per determinare i tempi di scassero, monitorare con termometri.

66 13 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO INDURITO STAGIONATURA La stagionatura adeguata consente di ottenere la massima resistenza e durabilità. Proteggere la struttura dagli agenti atmosferici: Irraggiamento solare; ventilazione ed eccessi termici. Per stagionatura accelerata (adottata in prefabbricazione) il calcestruzzo non deve superare 60 C.

67 14 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO INDURITO RITIRO E FESSURAZIONE Salvo con l adozione di componenti speciali o nel caso di struttura immersa in acqua il calcestruzzo ritira Perché il volume dei della pasta indurita è inferiore ai due componenti: acqua e cemento. Ritiro plastico (fino a 24 ore) Ritiro idraulico (continua per anni) Il ritiro è favorito principalmente dal rapporto acquacemento, dal rapporto aggregati-cemento e dalla carenza di protezione del getto. L effetto più evidente è la fessurazione.

68 15 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO INDURITO RESISTENZA Fra le caratteristiche più importati vi sono le varie resistenze: Trazione, flessione, taglio, usura e cavitazione Ma, di norma, il calcestruzzo è caratterizzato dalla resistenza a compressione a cui possono essere riferite tutte le altre caratteristiche (salvo nel caso di alta resistenza ottenuta con dosaggi di cemento elevati) L unità di misura è il N/mm 2 o MPa un N/mm 2 = 10,2 kg/cm 2

69 16 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO INDURITO RESISTENZA In Italia le resistenza è determinata su provini cubici, confezionati al momento del getto e maturati secondo norma. La resistenza è inversamente proporzionale al rapporto A/C dipende dall assortimento granulometrico dalla dimensione e forma degli aggregati dal costipamento e dalla stagionatura.

70 17 CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO INDURITO RESISTENZA E STAGIONATURA

71 18 CALCESTRUZZO Antiritiro: CALCESTRUZZI SPECIALI Ridotto A/C - Agenti antiritiro Impermeabili: Ridotto A/C - Additivi speciali Solfatoresistenti: Ridotto A/C - Cemento antisolfato e/o agenti superpozzolanici. Resistenti cicli di gelo disgelo: Ridotto A/C - Additivi aeranti - aggregati non gelivi Alta resistenza: A/C < 0,3 - superfluidificanti - fibre - aggregati spec. Figbrorinforzati: Fibre di resina - vetro - metalliche

72 19 CALCESTRUZZO Faccia a vista: CALCESTRUZZI RITENUTI SPECIALI Dosaggio cemento > 300 kg/mc- granulometria leggermente sovrasabbiata - Stesso cemento per diversi getti - Messa in opera. Pavimenti: Rck 30 - A/C 0,55 - Consistenza S4 - Dmax maggiore possibile - Granulometria normale - Aerante per piazzali esterni e temperature rigide. Applicare impermeabilizzanti

73 1 VERIFICA RESISTENZA VERIFICA DELLA RESISTENZA I controlli su calcestruzzo sono regolati dalla legge 1086/71 Che prevede l emanazione periodica di decreti ministeriali di aggiornamento. Quello attualmente in vigore è D.M. 24/1/2008 Noto come NTC (Norme Tecniche per le Costruzioni)

74 2 VERIFICA RESISTENZA NTC Capitolo 11 Il Direttore Lavori (o un suo incaricato) deve presenziare al prelievo e curare l invio dei provini al laboratorio ufficiale o autorizzato. Prelievo Confezione, durante il getto, di almeno 2 cubetti La media dei due risultati è la resistenza di prelievo Frequenza Un prelievo ogni 100 m 3 di getto o almeno un prelievo al giorno

75 3 VERIFICA RESISTENZA CONTROLLO DI ACCETTAZIONE Per determinare l idoneità della produzione si può scegliere fra due criteri di valutazione delle resistenze: Controllo di tipo A Per piccole produzioni Controllo di tipo B Per cantieri di grandi dimensioni, con almeno 15 prelievi

76 4 VERIFICA RESISTENZA CONTROLLO DI TPO A Si effettua su tre prelievi consecutivi Posto R1, R2 e R3 le resistenze dei singoli prelievi, con R1 quale inferiore dei tre, e Rm la loro resistenza media, si devono verificare entrabe le seguenti diseguaglianze: R1 Rck - 3,5 MPa Esempio per Rck 30. R1 = 30-3,5 26,5 MPa Rm Rck + 3,5 MPa Esempio per Rck 30. Rm = ,5 33,5 MPa

77 5 VERIFICA RESISTENZA CONTROLLO DI TIPO B La verifica si esegue su almeno 15 prelievi Devono essere rispettate le seguenti diseguaglianze Rm Rck + 1,4 s (MPa) R1 Rck - 3,5 (MPa) Con Rm e R1 rispettivamente la media e il valore inferiore, s è lo scarto quadratico medio Lo scarto quadratico medio (indice di omogeneità)= s Rm Rp n 1 2

78 6 DURABILITÀ Durabilità DURABILITÀ Capacità, da parte di opere o manufatti, di mantenere nel tempo i valori delle caratteristiche funzionali. Degrado Il manifestarsi di fenomeni di alterazione che riducono la funzionalità

79 7 DURABILITÀ PRINCIPALI CAUSE DI DEGRADO Fattori intrinseci Porosità e permeabilità Componenti inadeguati, errori di proporzionamento, modalità esecutive Fattori esterni Carbonatazione: consente l ossidazione dei ferri Reattività agli alcali: gravi espansioni Cicli di gelo e disgelo: disgregazione del conglomerato Cloruri: corrosione del ferro Solfati: espansioni Acidi: disgregazione del conglomerato.

80 8 DURABILITÀ Tab UNI Prospetto I (1a Parte). Classi di esposizione

81 9 DURABILITÀ Tab UNI Prospetto I (2a Parte). Classi di esposizione

82 10 DURABILITÀ Tab UNI Prospetto I (3a Parte). Classi di esposizione

83 11 DURABILITÀ Tab UNI Prospetto I (4a Parte). Classi di esposizione

84 12 DURABILITÀ Tab UNI Prospetto 4 Valori limiti per la composizione del calcestruzzo

85 13 DIAGNOSTICA DIAGNOSTICA Determinazione dello stato di salute di un opera. Si espleta in tre fasi: Progetto diagnostico realizzazione delle misure elaborazione dei risultati Le prove possono essere distruttive semidistruttive non distruttive

86 14 DIAGNOSTICA PRINCIPALI INTERVENTI DI DIAGNOSI Esame visivo: valutazione stato superficiale Impatto (martello): delaminazioni e resistenza (approssimativa) Sclerometro, sonda Windsor e pullout: resistenza, omogeneità Carotaggio: Resistenza, composizione analisi chimiche. Pacometro: copriferro e dislocazione ferri Ultrasuoni: Omogeneità, fessurazione e resistenza (approssimativa) Fenolftaleina: carbonatazione.

87 15 DIAGNOSTICA SCLEROMETRO CARBONATAZIONE- ULTRASUONI - SONDA WINDSOR

88 Gianni Bebi CALCESTRUZZO IN PRATICA APPENDICE B PROVE ED ANALISI APPENDICE B PRELIEVI PROVE ANALISI B.1 PREMESSA. In questa appendice sono illustrate le procedure per i prelievi, le prove e le analisi necessarie alla identificazione di alcune caratteristiche del calcestruzzo e del suo livello qualitativo. Le procedure proposte nascono da anni di esperienza pratica e, anche se possono differenziarsi da quanto previsto dalle norme, sono sviluppate in modo da essere realizzabili in cantiere, con un minimo di attrezzatura. B.2 CONFEZIONE CUBETTI. La confezione dei cubetti, necessari per la prova di compressione, è stata trattata, in modo schematico, nel Capitolo 1 dove era prevista la compattazione del calcestruzzo mediante pestellatura. Quella illustrata di seguito prevede invece l impiego di un apposito vibratore che rende più veloce ed efficace tutta l operazione. 1 Innanzitutto il campione deve essere prelevato durante lo scarico della betoniera, o dall autobetoniera, avendo cura di scaricare circa metà carico e raccogliere tutto il flusso di calcestruzzo. 2 Il riempimento delle cubiere deve avvenire per strati, non si deve riempire una cubiera e procedere con il riempimento della successiva. 3 Attenzione: deve essere utilizzata un apposita sessola e non la cazzuola che potrebbe condurre a segregazione

89 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 4 Quindi si procede alla vibrazione avendo cura di inserire l ago vibrante verticalmente ed estrarlo lentamente quando termina l affioramento dell aria. Compatibilmente con la consistenza si potrà scegliere se vibrare ogni strato e/o inserire il vibratore solo al centro o in cinque punti: vicino agli spigoli e in centro. 5 Al termine della vibrazione si rimuove il calcestruzzo in eccesso e si procede alla lisciatura superficiale, che si effettua con una normale cazzuola. 6 L ultima operazione consiste nell identificazione del prelievo. Si consiglia di registrare il numero che corrisponde a quello che identifica il verbale di prelievo. Testi molto lunghi creano confusione. Per 24, o al massimo 48 ore, i provini devono essere collocati in ambiente a temperatura di circa 20 C e protetti con panno umido, quindi si procede allo scassero, avendo cura di riportare il contrassegno direttamente sul calcestruzzo, utilizzando un pennarello indelebile o un gessetto in cera. Dopo lo scassero i provini devono essere collocati in ambiente idoneo: umidità superiore al 95% e temperatura di circa 20 C

90 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI B.3 PROVA DEL CONO SLUMP TEST La procedura corretta è oggetto della norma UNI EN Innanzitutto il campione deve essere prelevato durante lo scarico della betoniera, o autobetoniera, avendo cura di scaricare circa metà carico e raccogliere tutto il flusso di calcestruzzo. 2 Dopo aver inumidito cono e base, si procede al riempimento in tre strati di uguale altezza. Occorre fare attenzione che ne il cono ne la piastra si muovano. 3 Ogni strato viene costipato con 25 colpi di pestello regolamentare (barra diametro 16 mm). Non si deve utilizzare il vibratore e non si deve procedere all assestamento con colpi sulla forma d acciaio. 4 Procedere fino all ultimo strato. 5 Dopo l operazione di compattazione si procede alla lisciatura della superficie 6 e alla pulizia della base, in modo che il calcestruzzo possa fluire senza attrito

91 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 7 Si sfila il cono tenendolo verticale, l operazione si svolge lentamente (fra 5 e 10 secondi). 8 La misura dello slump è data dalla differenza fra l altezza del cono e la parte più elevata del calcestruzzo e viene espressa in millimetri

92 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI B.4 CONTENUTO DI ARIA. METODO DEL POROSIMETRO. La determinazione del contenuto di aria nel calcestruzzo fresco viene proposta con due tipi di strumentazione, entrambi previsti dalla norma UNI EN B.4.1 Metodo con porosimetro a colonna d acqua. 1 Immagini dell attrezzatura. 2 - Si riempie la parte inferiore del contenitore, procedendo in tre strati (come per i cubetti), ogni strato deve essere costipato con pestello. La norma prevede anche l uso di vibratore, si consiglia di scegliere il metodo di compattazione utilizzato nel getto. 3 L opeazione di costipamento procede fino all ultimo strato

93 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 4 - Al termine del riempimento si deve aver cura di lisciare la superficie e pulire i bordi (in caso di sporco sui bordi, si può danneggiare la guarnizione). 5 - Si ricompone lo strumento, chiudendolo ermeticamente. 6 - Si versa l acqua fino alla linea di livello (non allo zero), quindi si chiudono i rubinetti di ingresso e di sfogo dell acqua. 7 Si applica una pressione di 1 atmosfera, utilizzando una normale pompa per bicicletta. In realtà le atmosfere conferite sono due: quella immessa artificialmente più la pressione atmosferica. 8 L apposito manometro indica la pressione applicata. Con un martello in gomma, o attrezzo simile, percuotere i bordi del cilindro in ghisa per espellere l eventuale aria in esso contenuta. 9 - Nel cilindro trasparente graduato si legge direttamente il contenuto di aria in percentuale

94 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI B.4.2 Metodo monometrico. 1 - Anche questo tipo di porosimetro è diviso in due parti. Si procede al riempimento e costipamento in tre strati. 2 - Finito l ultimo strato si procede alla lisciatura superficiale e alla pulizia del bordo per evitare danneggiamenti alle guarnizioni. 3 - Si richiude lo strumento in modo ermetico, utilizzando le apposite leve. 4 - Si immette l acqua da un rubinetto fino quando fuoriesce da quello opposto

95 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 5 - Con l apposita pompa, a rubinetti a- perti, si immette pressione fino a quando la lancetta del manometro risulta sulla linea rossa (non a zero). 6 - Premere il pulsante Test. 7 - Leggere il contenuto di aria sul manometro

96 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI B.5 ANALISI DEL CALCESTRUZZO FRESCO. Questa analisi è descritta nella norma UNI 6393 e contempla la ricerca del contenuto di acqua e di cemento, oltre alla definizione dell assortimento granulometrico. Contenuto di cemento e assortimento granulometrico si possono calcolare solo procedendo all analisi in laboratorio. Mentre il solo contenuto di acqua, trattato di seguito, può essere realizzato in cantiere con la normale attrezzatura per la confezione dei cubetti a cui va aggiunta una bilancia. Sostanzialmente si tratta di mescolare il campione di calcestruzzo con dell alcol, sfruttando due proprietà di questo materiale: l alcol inibisce la presa, per cui la prova può essere effettuata anche dopo alcuni giorni; inoltre essendo un liquido infiammabile, con il calore della sua bruciatura si porta all evaporazione l acqua del calcestruzzo. Nel caso non si utilizzi alcol è possibile utilizzare anche un forno a microonde, meno pericoloso per l incolumità dell operatore, ma i tempi di asciugatura sono maggiori e, soprattutto il campione non supera i 3 kg. Essendo il campione piuttosto ridotto, la sua rappresentatività è determinante. Si consiglia di procedere per campioni elementari che, in seguito vengono miscelati e, da questo campione, si preleva la quantità di calcestruzzo necessaria. Tale quantità è fissata dalla norma ed è proporzionale alla dimensione massima dell aggregato. Comunque un campione di 7-9 kg può risultare sufficiente per la quasi totalità dei calcestruzzi. 1 - Determinazione del peso del campione di calcestruzzo fresco. 2 - Aggiunta di alcol

97 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 3 - Mescolare fino a quando gli aggregati appaiono puliti. 4 - Bruciatura dell alcol. Procedere fino a che, mescolando il campione si forma polvere di cemento. In realtà si dovrebbe procede fino a quando due pesate consecutive sono simili. 5 - Determinazione del peso del calcestruzzo asciutto. 6 Determinazione della massa volumica: peso di un cubetto diviso per il suo volume (3.375 litri per cubo da 15x15x15). Esempio di calcolo del rapporto acqua-cemento. Sono stati determinati o noti i seguenti dati: Peso campione umido Pu 7952 g Peso campione asciutto Pa 7286 g Massa volumica MV 2394 kg/m

98 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI Caratteristiche degli aggregati: Peso al m 3 kg Assorbimento % Acqua assorbita litri Sabbia 979 1,5 14,685 Ghiaietto 349 0,5 1,745 Ghiaia 524 0,5 2,62 Totale acqua assorbita litri L acqua nel campione Ac sarà: Ac = Pu Pa = = 666 Per conoscere l acqua totale At in un metro cubo si risolve la seguente proporzione: Ac / Pu = At / MV = 666 / 7952 = At / 2394 At AcMV Pu 666* 2394 = 200, Si deve calcolare la quantità di acqua efficace Aeff e il dosaggio di cemento. Quest ultimo potrà essere fornito dal produttore, anche perché si sta diffondendo la stampa della pesata sul documento di trasporto, si ipotizza: dosaggio di cemento 340 kg/m 3 l acqua efficace Aeff si calcola sottraendo all acqua totale quella assorbita, quindi: Aeff = 200,5 19,05 = 181,45 Pertanto il rapporto acqua-cemento : A/C = 181,45 / 340 = 0,

99 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI B.6 PROFONDITÀ DI CARBONATAZIONE. Generalmente questa determinazione viene eseguita per verificare se la profondità di penetrazione della reazione ha raggiunto le armature o, addirittura, se è andata oltre. Si tratta di rimuovere alcuni frammenti di calcestruzzo in corrispondenza di un ferro d armatura, normalmente su uno spigolo, e spruzzare una soluzione alcolica di fenolftaleina che, come una cartina di tornasole, vira al rosso se il calcestruzzo no è carbonatato. Un altro metodo illustrato è quello di utilizzare un trapano, mentre la punta penetra nel calcestruzzo viene spruzzata di fenolftaleina e, non appena la polvere che fuoriesce diventa rossa, si arresta il trapano misurando la profondità di carbonatazione sulla stessa punta. Il metodo è meno preciso, ma consente un indagine più vasta in poco tempo. Il materiale polverizzato dal trapano può essere anche analizzato. B.6.1 Metodo con asportazione di calcestruzzo. 1 Con un martello si asporta la parte esteriore dello spigolo. 2 Si procede alla pulizia con un pennello. 3 Si spruzza la fenolftaleina. 4 Si misura lo strato rimasto incolore

100 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI Nota. La profondità di carbonatazione riscontrata (foto 4) è superiore al copriferro. Infatti il ferro è arrugginito. B.6.2 Metodo con trapano. 1 Si pratica un foro nel calcestruzzo, avanzando lentamente mentre si spruzza la fenolftaleina sulla punta. 2 Dopo un certo periodo la polvere che fuoriesce dal foro diventa rossa. Si interrompe la foratura

101 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 3 Si misura la profondità di carbonatazione: dalla punta alla zona rossa. 3 In pochi minuti si possono eseguire diversi saggi. B.6.3 Prelievo campioni per cloruri. Quando si deve stabilire la profondità di penetrazione dei cloruri, si devono raccogliere campioni da inviare ad un laboratorio specializzato. Oppure, sono reperibili sul mercato appositi kit che consentono di eseguire l analisi in cantiere. Entrambi prevedono la riduzione dei campioni in polvere. Per raccogliere il campione ci si avvale di un pezzo di tubo in plastica, tagliato a fetta di salame con un apposito foro ad un estremità, nella parte inferiore si applica un sacchetto che raccoglie la polvere che fuoriesce dal foro. Si consiglia di procedere per strati: praticare diversi fori di una certa profondità, ad esempio 8 mm, fino a quando si ritiene che il campione è sufficiente; dopo la sua corretta identificazione il sacchetto viene cambiato e si riprendono i fori già eseguiti e raggiungere una seconda profondità, ad esempio 15 mm. Si prosegue ottenendo campioni provenienti da diverse profondità e l analisi potrà indicarci fino a dove sono penetrati i cloruri

102 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI 1 Il tubo si appoggia al calcestruzzo. 2 Praticando il foro la polvere viene raccolta dal sacchetto

103 Gianni Bebi. CALCESTRUZZO IN PRATICA. APPENDICE B PROVE ED ANALISI

104 MIX DESIGN IL METODO DEL DESERTO Gianni Bebi Technobase

105 SPECIFICHE: Rck 30 MPa; Rapporto A/C < 0,65 Consistenza S4; Dimensione dell aggregato D maggiore possibile; Assortimento granulometrico normale Cemento, classe 42,5 e tipo Ptl; Calcestruzzo aerato, nel caso di esposizione al gelo.

106 MIX DESIGN Insieme di scelte dei componenti per la confezione di calcestruzzo rispondente alle specifiche di: «Resistenza (fisica e chimica) «Durabilità «Eventuali caratteristiche particolari. Un aspetto particolare del mix design è il proporzionamento della miscela.

107 PROPORZIONAMENTO DELLA MISCELA Si devono definire: Tipo e classe di cemento Rapporto A/C Quantità di acqua (per lavorabilità) Dosaggio di cemento (funzione di lavorabilità e A/C) Tipo e dosaggio di additivo Proporzionamento granulometrico

108 PROPORZIONAMENTO GRANULOMETRICO Con i metodi tradizionali, si devono conoscere i seguenti dati (da laboratorio): Analisi granulometriche degli aggregati La loro massa volumica SSA Correlazione acqua/slump Efficacia degli additivi Ecc.

109 0,075 0,15 0,30 0,60 1,20 2,38 4,76 9,52 12,7 19,1 25,4 31,8 Pasaante % PROPORZIONAMENTO GRANULOMETRICO D 22 Riferimento 1 Tentativo 2 Tentativo 3 Tentativo Ghiaia Ghiaietto Sabbia Apertura vagli mm

110 Come fare se: non è disponibile un tecnologo il preconfezionatore non è specializzato Il calcestruzzo DEVE essere prodotto in cantiere SI RICORRE AL METODO DEL DESERTO.

111 Metodo pratico di proporzionamento della miscela METODO DEL DESERTO Attrezzatura: gabasso cazzuola e sessola calcolatrice foglio per appunti bilancia cubiere cono per slump (opzionale)

112 COMPONENTI

113

114 PROPORZIONAMENTO Specifiche scelte o di capitolato: Cemento CEM I 42,5 Rck 30 Classe di esposizione XC2 (rapporto A/C 0,60) Consistenza S4 disponibilità: Tre classi di aggregato: Sabbia Ghiaietto Ghiaia Diametro max D 25

115 SCELTA DEL RAPPORTO A/C Rck 30 con cemento classe 42,5 si ottiene con A/C 0,62 Classe di esposizione XC2, si sceglie A/C 0,60 Valore desunto da: letteratura cementeria precedenti esperienze amico tecnico

116 SCELTA DELLA CONSISTENZA Consistenza richiesta S4 con impiego di superfluidificante Il primo impasto sperimentale sarà, per comodità slump CON.PAV.I 13

117 REALIZZAZIONE DI RAPPORTO A/C In un gabasso si versano 10 kg di cemento 6 litri di acqua Si ottiene una pasta di cemento (boiacca) con il rapporto A/C desiderato CON.PAV.I 14

118 PASTA DI CEMENTO (BOIACCA) CON.PAV.I 15

119 CONFEZIONE IMPASTO SPERIMENTALE Si procede con aggiunte di aggregati fino a che si raggiunge la lavorabilità o consistenza desiderata Aggiungere sabbia quando e ghiaioso, ghiaia quando e sabbioso e ghiaietto quando manca d intermedio REGISTRARE OGNI AGGIUNTA CON.PAV.I 16

120 PRIMA AGGIUNTA AGGREGATI Si aggiungono aggregati come da tabella, registrandone il peso Componente kg Acqua 6 Cemento 10 Sabbia 13 Ghiaietto 13 Ghiaia 13 CON.PAV.I 17

121 PRIMO GIUDIZIO Impasto estremamente fluido e ghiaioso CON.PAV.I 18

122 AGGIUNTA DI SABBIA Componente Aggiunte 1 a 2 a kg kg Acqua 6 Cemento 10 Sabbia Ghiaietto 13 Ghiaia 13 CON.PAV.I 19

123 IL CALCESTRUZZO È SABBIOSO CON.PAV.I 20

124 AGGIUNTA DI GHIAIA E GHIAIETTO Componente Aggiunte 1 a 2 a 3 a kg kg kg Acqua 6 Cemento 10 Sabbia Ghiaietto 13 3 Ghiaia 13 5 CON.PAV.I 21

125 COMPLETAMENTO AGGIUNTE Componente Aggiunte 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a kg kg kg kg kg Acqua 6 Cemento 10 Sabbia Ghiaietto ,5 Ghiaia CON.PAV.I 22

126 COMPOSIZIONE IMPASTO SPERIMENTALE A/C 0,62 SLUMP 50 Componente Peso Acqua 6 kg Cemento 10 Sabbia 25 Ghiaietto 16,5 Ghiaia 19 Totale: 76,5 CON.PAV.I 23

127 COMPOSIZIONE IMPASTO SPERIMENTALE A/C 0,62 SLUMP 50 CON.PAV.I 24

128 COMPOSIZIONE IMPASTO SPERIMENTALE A/C 0,62 SLUMP 50 CON.PAV.I 25

129 COMPOSIZIONE IMPASTO SPERIMENTALE A/C 0,62 SLUMP 50 Massa volumica 2380 kg/m 3 Massa impasto sperimentale 76.7 kg Numero.imp asti."n" ,7 31 Peso comp. dell impasto : Peso impasto = Peso comp. Al m 3 : M.V. CON.PAV.I 26

130 COMPOSIZIONE DI UN METRO CUBO A/C 0,62 SLUMP 50 Componente Peso Moltipl. Peso Peso per per per m 3 m 3 arrot. kg kg kg Acqua Cemento ,3 310 Sabbia ,7 780 Ghiaietto 16, ,0 510 Ghiaia ,6 590 Totale: 76, CON.PAV.I 27

131 IMPASTO SPERIMENTALE CONSISTENZA S4 Componente Peso kg Acqua 60 Cemento 10 Sabbia 25 Ghiaietto 16,5 Ghiaia 19 Additivo Sfl 0,1 Totale: 76,6 CON.PAV.I 28

132 COMPOSIZIONE DI UN METRO CUBO A/C 0,62 SLUMP 200 Compon. Peso Moltipl. Peso al Peso al m 3 per m 3 arrot. kg kg kg Acqua 6 30, Cemento 10 30,73 307,3 310 Sabbia 25 30,73 768,2 770 Ghiaietto 16,5 30,73 507,0 510 Ghiaia 19 30,73 583,8 580 Additivo Sfl 0,1 30,73 3,07 3 Totale: 76,8 30, CON.PAV.I 29

133 COMPOSIZIONE DI UN METRO CUBO A/C 0,62 SLUMP 200 CON.PAV.I 30

134 CORREZIONE PER UMIDITÀ AGGREGATI Gli aggregati arrivano in cantiere umidi. Si considera la sola umidità della sabbia. Si avrà: Peso sabbia da tabella 770 kg Umidità sabbia 5 % acqua in sabbia sabbia realmente pesata ( ) 31,5 kg 731 kg AGGIUNGERE 31,5 KG AL PESO DELLA SABBIA TOGLIERE 31,5 LITRI DALL ACQUA CON.PAV.I 31

135 COMPOSIZIONE DI UN METRO CUBO A/C 0,62 SLUMP 200 Componente Peso al Peso al m 3 kg m 3 arrot. kg Acqua 190,5 38,5 152 Cemento Sabbia 768,2 + 38,5 810 Ghiaietto 507,0 510 Ghiaia 583,8 580 Additivo Sfl 3,07 3 Totale: CON.PAV.I 32

136 PROPORZIONAMENTO DELLA MISCELA L ultima colonna della tabella precedente è la ricetta unitaria da consegnare al pesatore. Se i cubetti forniscono valori troppo alti o troppo bassi, si può ritoccare il dosaggio di cemento. Però Attenzione al rapporto A/C CON.PAV.I 33