CALCESTRUZZO. LEGGERO STRUTTURALE con argilla espansa Leca

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1 CALCESTRUZZO LEGGERO STRUTTURALE con argilla espansa Leca

2 INDICE PREMESSA Questa pubblicazione vuole essere uno strumento di lavoro per tutti coloro che desiderano avere maggiori informazioni in merito al calcestruzzo leggero strutturale confezionato con argilla espansa. L impiego dei calcestruzzi leggeri strutturali è in forte espansione e l interesse riguardo le caratteristiche degli stessi si diffonde anche per opere di uso corrente. Per queste ragioni intendiamo qui riassumere le caratteristiche, le applicazioni, le prestazioni, i riferimenti normativi e le modalità di confezionamento e posa. Il lavoro si rivolge dunque a chi calcola, verifica e prescrive il calcestruzzo leggero strutturale confezionato con argilla espansa, riportando i riferimenti legislativi e normativi attualmente in vigore, ma anche a chi lo produce, lo confeziona e lo mette in opera. NOTA: Dal 01/01/2002 è avvenuta l integrazione delle attività nel settore dell argilla espansa e premiscelati leggeri tra Laterlite e Buzzi Unicem. La nuova società Laterlite opera con i marchi Leca, Ares e Termolite. A tal proposito segnaliamo che dove in questo testo sia indicato Leca, Leca Strutturale o Leca Terrecotte è possibile sostituire rispettivamente Termolite (T4), Termolite (T6), e Termolite (T8). Per quanto riguarda il prodotto Ares è sempre meglio consultare preventivamente l assistenza tecnica Laterlite. 1. Introduzione: il calcestruzzo leggero strutturale pag Le applicazioni 2.1 Recupero solai pag Ristrutturazioni in genere pag Getti strutturali pag Costruzioni in zona sismica pag Strutture prefabbricate pag Strutture in genere pag Argille espanse per calcestruzzi strutturali 3.1 Il ciclo produttivo pag Leca, Leca Strutturale e Leca Terrecotte pag La normativa 4.1 Le norme tecniche internazionali pag La normativa nazionale pag L aggregato leggero: le caratteristiche dell aggregato leggero 5.1 La massa volumica dell aggregato pag Il coefficiente di imbibizione pag La resistenza allo schiacciamento dei granuli pag La composizione del calcestruzzo 6.1 Legante pag Aggregati pag Acqua pag Aria pag Additivi pag Le proprietà reologiche 7.1 Lavorabilità pag Segregazione pag Vibrazione pag Le prestazioni del calcestruzzo indurito 8.1 La massa volumica pag La resistenza caratteristica a compressione pag La resistenza a trazione e flessione pag Il modulo elastico pag Il coefficiente di Poisson pag La dilatazione termica pag Il ritiro pag La viscosità pag La durabilità pag Indicazioni per il calcolo 9.1 Il metodo alle tensioni ammissibili pag Il metodo semiprobabilistico agli stati limite pag Disposizioni costruttive pag Consigli per la confezione pag Consigli per la posa 11.1 Posa in opera tradizionale pag Posa in opera con pompa da calcestruzzi pag Prestazioni pag Esempi di mix design pag Voci di Capitolato 14.1 Calcestruzzi leggeri premiscelati pag Calcestruzzi leggeri preconfezionati pag. 30 Bibliografia pag. 31 In copertina: NordHordland Bridge Bergen - Norvegia Calcestruzzo leggero strutturale densità: circa 1900 kg/m 3 resistenza circa 55 N/mm 2

3 INTRODUZIONE 1. INTRODUZIONE: IL CALCESTRUZZO LEGGERO STRUTTURALE La normativa italiana in materia di calcestruzzi, attualmente in vigore, stabilisce che si possa definire calcestruzzo leggero strutturale un conglomerato cementizio a struttura chiusa ottenuto sostituendo tutto o in parte l inerte ordinario con aggregato leggero artificiale, costituito da argilla o scisti espansi. La possibilità dunque di realizzare strutture come travi, pilastri e solai, gettati in opera o prefabbricati con un risparmio di peso proprio è realizzabile sostituendo le frazioni più grossolane dell inerte tradizionale naturale (ghiaia o pietrisco) con un inerte artificiale, costituito da granuli non frantumati di argilla o scisti espansi. Non sono ammessi altri inerti leggeri di origine naturale o artificiale come polistirolo, lapillo, pomice o altro. Il calcestruzzo così realizzato deve avere: una massa volumica a 28 giorni compresa tra i e i kg/m 3 (1) una resistenza caratteristica a compressione Rck (a 28 giorni) non inferiore a 15 N/mm 2 Le prescrizioni sulla massa volumica e sulla resistenza, unite alla tipologia di aggregato che realizza l alleggerimento del conglomerato, sono attualmente i vincoli per realizzare un calcestruzzo che possa essere dichiarato simultaneamente leggero e strutturale. L argilla espansa è un aggregato leggero prodotto industrialmente le cui caratteristiche possono quindi essere modificate per ottimizzare le prestazioni di conglomerati con impieghi molto differenziati. È così possibile ottenere: betoncini leggeri isolanti a struttura aperta: conglomerati cementizi con struttura aperta e densità comprese tra i 600 e i 1000 kg/m 3 ; conglomerati cementizi a struttura chiusa: con densità comprese tra i 1000 e i 1400 kg/m 3 ; calcestruzzi leggeri strutturali: conglomerati formulati con curva granulometrica tale da formare una struttura chiusa, con densità Calcestruzzi strutturali con argilla espansa Leca. comprese tra i 1400 e i 2000 kg/m 3. La struttura chiusa del conglomerato si ottiene integrando la parte più Diagramma indicativo dell andamento delle resistenze fine del fuso con inerte tradizionale ed in particolare con sabbia naturale. in funzione della densità per i vari conglomerati cementizi alleggeriti. Inoltre, modulando la densità dell argilla espansa utilizzata e la percentuale di sostituzione dell aggregato ordinario, è possibile ottenere calcestruzzi con densità variabili tra i limiti indicati, con resistenze a partire dai 15 N/mm 2 fino ai 70 N/mm 2. L utilizzo della tradizionale argilla espansa Leca, oltre al confezionamento di betoncini per strati isolanti e di pendenza, consente di con- Calcestruzzi leggeri strutturali fezionare calcestruzzi strutturali con densità Kg/m 3 e resistenze fino a 25 N/mm 2. Resistenze Per ottenere resistenze maggiori si utilizzano argille espanse più resistenti (vedi par. 3.1). Un calcestruzzo di densità 1600 kg/m 3 confe- da 15 N/mm 2 Conglomerati a 70 N/mm 2 zionato con Leca Strutturale, consente il raggiungimento, in cantiere, di una resistenza caratteristica a compressione Rck (28 giorni) cementizi a struttura chiusa Betoncini pari a 30 N/mm 2. Tali calcestruzzi possono essere realizzati direttamente in cantiere, confezionati in centrale di betonaggio o presso l impianto di prefabbrica- Resistenze Resistenze fino a circa da 10 N/mm 2 10 N/mm 2 a 20 N/mm 2 zione. Sono disponibili anche premiscelati in sacco (Leca CLS1400, Leca CLS 1400Ri e Leca CLS 1600) naturalmente destinati ad interventi di minori dimensioni, generalmente nella ristrutturazione densità in kg/m 3 Essendo fra i più leggeri della gamma (con densità di (1) La massa volumica dei conglomerato viene misurata Kg/m 3 ) risultano pratici e sicuri per realizzare cappe di rinforzo nel recupero dei solai e in tutte quelle applicazioni dove è necessario realizza- secondo le procedure indicate nella norma UNI Parte 2 (giugno 1976). re un getto strutturale senza sovraccaricare le strutture esistenti. Resistenze 3

4 LE APPLICAZIONI Didascalia ai disegni di pag Calcestruzzo Strutturale LECA. 2 Rete elettrosaldata o armatura metallica. 3 Solaio o struttura esistente da rinforzare. 4 Connettori metallici di tipo continuo o puntiforme per soletta collaborante. 5 Calcestruzzo tradizionale. 2. APPLICAZIONI DEL CALCESTRUZZO LEGGERO STRUTTURALE L utilizzo del calcestruzzo strutturale leggero ha una vasta ed interessante bibliografia che spazia dalle strutture off-shore alle campate di importanti ponti o alle grandi coperture di edifici, ma oltre alla soluzione di specifiche problematiche, risulta vantaggioso in molti altri casi, ben più vicini alla corrente attività progettuale e realizzativa. 2.1 RECUPERO SOLAI Nel recupero dei solai in legno, lamiera grecata, putrelle e laterizio in cui è necessario l utilizzo di un calcestruzzo strutturale che realizzi il consolidamento senza sovraccaricare eccessivamente la struttura esistente. Solai in legno Consolidamento: connessione a pioli Consolidamento: connessione continua Recupero strutturale di solaio in legno - Casa Alessandro Manzoni, Milano Recupero delle teste di travi in legno Getto strutturale su lamiera grecata Consolidamento: metodo pioli a resina 4

5 Solai in lamiera grecata Università Cattolica - Milano Terziario - Brescia Solai in putrelle e laterizio Recupero solaio - Cascinale, Asti Show Room Moschino - Milano Recupero di volte Recupero volte - Castello di Vigevano Consolidamento di volta - Bergamo Recupero solai in laterocemento Riqualificazione abitativa sottotetti - Milano Traslazione solaio in edificio storico - Como 5

6 LE APPLICAZIONI 2.2 RISTRUTTURAZIONI IN GENERE Ristrutturazione, oltre che per i solai, per tutti gli altri getti (pilastri, muri portanti, cordoli, solette, scale, strutture su mensola, ecc ) da alleggerire per non gravare su strutture e fondazioni preesistenti. Recupero del Castello di Vigevano Restauro copertura Santuario di Loreto 2.3 GETTI STRUTTURALI Strutture in cui il peso proprio costituisca la componente predominante dei carichi di esercizio (ponti a lunga campata, tegoli di copertura, grossi pannelli prefabbricati, solai con ampie luci, passerelle pedonali ecc...). In tali casi, infatti, l utilizzo di un calcestruzzo leggero permette di realizzare strutture più snelle con sezioni minori e quindi minori quantitativi di calcestruzzo e di armature. Ne risultano opere esteticamente più gradevoli oltre che più economiche. Picasso Tower - Madrid Assembly Hall - Illinois Grattacielo BMW - Monaco di Baviera Stolmen Bridge - Norvegia (Photo courtesy of Bergens Tidende, photographer: Jan M. Lillebø) 6

7 2.4 COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA L azione del sisma è proporzionale alla massa delle strutture che esso coinvolge: nelle costruzioni in zona sismica alleggerire significa ridurre le sollecitazioni sulle murature perimetrali soprattutto nelle ristrutturazioni. Castello Alfonsino - Porto di Brindisi Risanamento Basilica S. Francesco, Assisi 2.5 STRUTTURE PREFABBRICATE Nelle strutture prefabbricate al benefico effetto post-tensionamento, alla leggerezza (specialmente nei tegoli di copertura) e all isolamento termico e acustico (pannelli e barriere) si unisce l economizzazione nei trasporti. Pannelli di capannone industriale - Forlì Tegoli di copertura - Boffalora Ticino 2.6 STRUTTURE IN GENERE Strutture poggianti su terreni a scarsa portanza. In questi casi la riduzione di peso consente di ridurre i costi di fondazione o, a parità di peso, realizzare strutture di maggiori dimensioni. Solai alleggeriti - Guggenheim Museum, Bilbao Strutture in cui sia tecnicamente necessario ed economicamente vantaggioso un calcestruzzo con caratteristiche di leggerezza(1/3 del peso in meno rispetto ad un calcestruzzo ordinario), isolamento termico (conducibilità termica pari a meno di 1/3 rispetto ad un cls ordinario) e resistenza al fuoco (REI). Nationsbank - Charlotte, North Carolina Struttura scatolare galleggiante - Genova 7

8 ARGILLE ESPANSE PER CA L argilla, materia prima naturale per la produzione di Leca e Termolite (sopra). Il forno rotante per la cottura dell argilla (sotto) IL CICLO PRODUTTIVO L argilla espansa è un aggregato naturale (certificato ANAB giugno 2002) che si ottiene dalla cottura in forni rotanti di particolari argille. Dopo l escavazione dalla cava, tali argille vengono lasciate stagionare per lunghi periodi all aperto, affinché il tempo, le condizioni climatiche e meteorologiche effettuino una prima pre-lavorazione naturale. Una successiva lavorazione industriale, attraverso molazze, porta il materiale nelle condizioni di finezza e purezza ideali per la cottura. Attraverso un forno rotante l argilla cruda, incontrando temperature sempre maggiori, per l azione combinata dei gas che si sviluppano al suo interno e del movimento rotatorio, espande, nella fase quasi fluida, in forma di palline rotondeggianti. La ricerca, la tecnologia e l esperienza permettono di controllare il grado di espansione che ottimizzi la qualità del prodotto finale. Il materiale incandescente viene quindi estratto dal forno e attraversa un letto fluido fatto di correnti d aria che, oltre a raffreddare l argilla espansa ne procurano l ossidazione e quindi la clinkerizzazione della scorza esterna. In questo momento si completa la caratteristica fondamentale del prodotto argilla espansa: un nucleo interno poroso che garantisce la leggerezza, intrinsecamente legato ad una scorza esterna dura che garantisce la resistenza. Operando sulle temperature, sulla rotazione e su altri parametri, è possibile controllare, entro certi limiti, la densità e la curva granulometrica del prodotto finale. 3.2 LECA, LECA STRUTTURALE E LECA TERRECOTTE Il calcestruzzo è un materiale non omogeneo costituito dalla pasta cementizia e dagli aggregati. La sua resistenza a compressione è legata alla resistenza dei suoi componenti. Nei calcestruzzi tradizionali gli aggregati (se di buona qualità) hanno resistenze superiori a quelle della pasta cementizia. In tali calcestruzzi quindi è la qualità della pasta cementizia a determinarne la resistenza a compressione. Osservando la rottura di un provino di calcestruzzo tradizionale risulta evidente come le linee di frattura attraversino la pasta scorrendo sugli aggregati che rimangono integri. Nei calcestruzzi con inerti leggeri, invece, è l aggregato ad avere la minor resistenza. Rompendo un provino di calcestruzzo leggero si osserva che la rottura interessa i grani di aggregato. Per questo motivo Laterlite produce degli aggregati leggeri specifici (Leca Strutturale e Leca Terrecotte) la cui resistenza allo schiacciamento è prossima alla resistenza della pasta cementizia. Con questi aggregati è possibile confezionare calcestruzzi leggeri che, a parità di dosaggio di cemento, raggiungono resistenze alla compressione pari a quelle dei calcestruzzi tradizionali. Gli aggregati leggeri di argilla espansa si distinguono quindi in: Leca: ampiamente utilizzato in edilizia sia sfuso che come aggregato per betoncini e calcestruzzi. Esso è prodotto con basse densità dei granuli ed è utilizzato soprattutto per isolamento termico e alleggerimenti di sottofondi. Con Leca si confezionano calcestruzzi strutturali con densità sino a Kg/m 3 e resistenze fino a 25 N/mm 2. Leca Strutturale e Leca Terrecotte: prodotti con cicli di lavorazione e argille speciali, sono caratterizzati da un grado di espansione inferiore rispetto al Leca tradizionale, con un nucleo poroso interno meno espanso ed una struttura esterna clinkerizzata più spessa e resistente. Questa differente struttura dei granuli conferisce a Leca Strutturale e Leca Terrecotte un peso specifico maggiore ed una resistenza alla

9 LCESTRUZZI STRUTTURALI compressione dei granuli decisamente superiore (vedi tabella seguente). La maggiore resistenza dei granuli consente di realizzare conglomerati con caratteristiche paragonabili a quelle dei calcestruzzi tradizionali. La forma non sferica, unita ad una superficie rugosa garantisce un elevato grado di adesione con la pasta cementizia e quindi ottime prestazioni, nel caso di cemento armato, in termini di aderenza ferro/calcestruzzo. Per questi motivi sono particolarmente indicati come inerti per calcestruzzi strutturali leggeri con resistenze alla compressione da 25 sino a 70 N/mm 2. Leca Granulometria Densità Kg/m 3 circa Resistenza allo schiacciamento dei granuli (UNI 7549/7) N/mm 2 4,5 2,5 1,5 Conducibilità termica a secco W/mK - 0,10 0,09 Reazione al fuoco Classe 0 (Incombustibile) La cottura a 1200 e il processo di espansione. Leca Strutturale Granulometria Densità Kg/m 3 circa Resistenza allo schiacciamento dei granuli (UNI 7549/7) N/mm ,5 6,0 Reazione al fuoco Classe 0 (Incombustibile) Leca Terrecotte Granulometria Densità Kg/m 3 circa Resistenza allo schiacciamento dei granuli (UNI 7549/7) N/mm ,0 7,5 Reazione al fuoco Classe 0 (Incombustibile) I pesi riportati sono medie sui controlli annuali di produzione. Per informazioni più dettagliate e aggiornate richiedere le schede di prodotto di ogni unità produttiva. Granulo di Leca (in alto) e Leca Strutturale (in basso): la struttura porosa del materiale costituente il granulo è racchiusa in una scorza dura e resistente. Campi medi prestazionali dei calcestruzzi con Leca, Leca Strutturale e Leca Terrecotte Il mucchio di argilla espansa Leca in stabilimento. 9

10 LA NORMATIVA (1) Pubblicato in Gazzetta Ufficiale del 5 febbraio 1996 e di seguito indicato come Norme Tecniche del (2) È in previsione per il 2003 l emanazione dell aggiornamento delle Norme Tecniche da parte del Ministero delle Infrastrutture LA NORMATIVA Da molti anni ormai la normativa italiana si occupa compiutamente e con chiarezza dei calcestruzzi leggeri strutturali. Vediamo quindi a quali regole si fa riferimento oggi - in ambito internazionale e nazionale, quali sono le procedure di calcolo che si adottano e quali le particolarità specifiche per i calcestruzzi leggeri di argilla espansa. 4.1 LE NORME TECNICHE INTERNAZIONALI Preliminarmente è opportuno un riferimento alle normative internazionali che si articolano in codici di calcolo e normative tecniche specifiche per l applicazione dei calcestruzzi leggeri strutturali. L ampia disponibilità di letteratura e di riferimenti normativi sono dimostrazione di quanto approfondita sia la sperimentazione internazionale e di quanto diffuso sia l impiego di questi materiali anche per grandi opere. In letteratura internazionale i calcestruzzi leggeri strutturali sono definiti Structural Lightweight Aggregate Concrete, generalmente richiamati con l acronimo LWAC. Le più importanti norme che si occupano di calcestruzzi leggeri strutturali sono edite da enti normativi e/o di ricerca internazionali quali: CEN - Ente Normativo Europeo (norme ENV, pren ed EN, ), FIB - International Federation for Structural Concrete/fedèration internationale du bèton (costituitasi dalla fusione di CEB e FIP, bollettini e Model Code, American Concrete Institute (guide ACI, ). Si occupano di questi calcestruzzi anche norme tecniche nazionali di molti Paesi quali: DIN (Germania BS (Regno Unito ASTM (Stati Uniti - NS (Norvegia - NEN (Olanda ed altre ancora. Tra tutte queste in seguito citiamo informazioni estratte da: ENV : 1994 Eurocode 2: Design of concrete structures Part1-4: General rules - Lightweight aggregate concrete with closed structure, 1994 (parte specifica della norma sperimentale Eurocodice 2, ad oggi - novembre in vigore); pren : Eurocode 2: Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings (revised final draft - april 2002): si tratta della futura versione definitiva dell Eurocodice 2 che non tratterà più i calcestruzzi leggeri strutturali in una apposita sezione, ma che li tratterà all interno della stessa parte 1-1; ACI Standard Practice for selecting proportions for Structural Lightweight Concrete, 1991; ACI 213R-87 Guide for structural Lightweight Aggregate Concrete, 1987; ACI SP-136 Structural Lightweight Aggregate Concrete Performace, LA NORMATIVA NAZIONALE In Italia è d obbligo il riferimento al Decreto 9 gennaio 1996 del Ministero dei Lavori Pubblici (1) Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale, precompresso e per le strutture metalliche di seguito indicato come Norme Tecniche del 1996 (2). Queste norme sono relative al calcolo e alla verifica con il metodo semiprobabilistico agli stati limite e consentono anche l applicazione delle norme europee sperimentali Eurocodice 2 Progettazione delle strutture di calcestruzzo, parte 1-1, regole generali e regole per gli edifici, con alcune modifiche ed integrazioni particolari. Per quanto relativo al calcolo con il metodo alle tensioni ammissibili il Decreto 9 gennaio 1996 rinvia al precedente Decreto 14 Febbraio

11 1992 (1), di analogo contenuto. L obbligo di progettare in conformità ai citati decreti ed alle relative norme tecniche è sancito dalla legge 5 novembre 1971 n Entrambi i Decreti si occupano espressamente di conglomerati cementizi con aggregati ordinari, ma la Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici del 15 ottobre 1996 (2) (di seguito indicata come Circolare 96 ) fornisce precisazioni, modifiche ed integrazioni, ai decreti sopra richiamati per i conglomerati cementizi confezionati con aggregati leggeri di argilla espansa. In merito al calcolo con il metodo delle tensioni ammissibili si fa invece riferimento alla analoga Circolare del Ministero dei lavori Pubblici del (3) (di seguito indicata come Circolare 93 ). Le prescrizioni contenute in questi documenti si rifanno a esperienze effettuate negli anni 70 e 80 e risultano quindi conservative rispetto alle prestazioni ottenibili con le nuove argille espanse (Leca Strutturale e Leca Terrecotte), appositamente studiate per ottenere le caratteristiche tecniche degli attuali calcestruzzi strutturali leggeri ad elevate prestazioni. I conglomerati cementizi di argilla espansa possono così essere utilizzati sia con armatura normale che con armatura di precompressione, con modalità e regole di calcolo del tutto analoghe ai calcestruzzi ordinari. La Circolare 96 richiama inoltre alcune norme UNI ( specifiche per i calcestruzzi di aggregati leggeri tra le quali: UNI 7548 Parte 1 a - Calcestruzzo leggero - Definizione e classificazione UNI 7548 Parte 2 a - Calcestruzzo leggero - Determinazione della massa volumica UNI 7549 Parte 1 a - Aggregati leggeri - Definizione, classificazione e pezzature UNI 7549 Parte 2 a - Aggregati leggeri - Identificazione visuale degli scisti e delle argille espanse UNI 7549 Parte 3 a - Aggregati leggeri - Analisi granulometrica UNI 7549 Parte 4 a - Aggregati leggeri - Determinazione della massa volumica del materiale in mucchio (peso in mucchio) UNI 7549 Parte 5 a - Aggregati leggeri - Determinazione della massa volumica media del granulo UNI 7549 Parte 6 a - Aggregati leggeri - Determinazione del coefficiente di imbibizione UNI 7549 Parte 7 a - Aggregati leggeri - Determinazione della resistenza dei granuli allo schiacciamento. (1) Pubblicato su Gazzetta Ufficiale n. 65 del 18 marzo 1992 e di seguito indicato come Norme Tecniche del (2) Circolare n. 252 AA.GG./S.T.C, pubblicata su Gazzetta Ufficiale del 26 novembre 1996 e di seguito, indicata come Circolare 96. (3) Circolare n /STC del , pubblicata su Gazzetta Ufficiale del 16 agosto 1993 e di seguito, indicata come Circolare

12 L AGGREGATO LEGGERO Estratto dalla Circolare 96 E. Strutture in conglomerato cementizio con armatura normale o di precompressione e confezionato con aggregati leggeri artificiali. Per le opere e gli elementi strutturali in conglomerato cementizio confezionato con aggregati leggeri artificiali così come definito in E.1 e con armatura ordinaria e/o presollecitata, si applicano le norme relative ai calcestruzzi ordinari (Norme Tecniche Parte 1 e relativi allegati), modificate ed integrate dalle norme seguenti. E.1 Calcestruzzo leggero strutturale Si definisce calcestruzzo leggero strutturale, un conglomerato cementizio a struttura chiusa ottenuto sostituendo tutto o in parte l inerte ordinario con aggregato leggero artificiale costituito da argilla o scisti espansi. E.2.2 Caratteristiche dei granuli per granuli di argilla espansa si richiede: superficie a struttura prevalentemente chiusa con esclusione di frazioni granulometriche ottenute per frantumazione successiva alla cottura 5. CARATTERISTICHE DELL AGGREGATO LEGGERO Per gli aggregati ordinari le Norme Tecniche 96 prevedono indicazioni relativamente alla non gelività e non frantumabilità degli stessi, alla assenza di sostanze organiche, o di altri inquinanti, oltre che alla dimensione massima dell aggregato. Nella Circolare 96 è dedicato ampio spazio alla definizione delle caratteristiche dell aggregato leggero. È bene sottolineare che, in ogni caso, è ammesso solamente l utilizzo di aggregati leggeri di argilla o scisti espansi. Questo aggregato infatti ha caratteristiche particolari, che necessariamente entrano in gioco nella realizzazione del calcestruzzo e che consentono di modularne densità e resistenza LA MASSA VOLUMICA DELL AGGREGATO Trattando di aggregato leggero la prima definizione è proprio relativa alla massa volumica dell aggregato. Si determinano: la massa volumica dei granuli (rapporto tra massa del granulo essiccato ed il suo volume), giacché questa è modificabile mediante lo stesso processo di produzione (maggiore o minore espansione); la massa volumica dell aggregato in mucchio, cioè la massa tipica dell aggregato quando si trova sfuso in un mucchio. La Circolare 96 consiglia, in prima approssimazione, di stimare la massa volumica media dei granuli moltiplicando per 1,7 la massa volumica in mucchio degli stessi. Entrando nel dettaglio sperimentale, i valori di massa volumica da considerarsi in fase di confezionamento della miscela, sono riportati in tabella. Si definisce massa volumica media dei granuli il rapporto tra la massa del materiale essiccato ed il suo volume, delimitato dalla superficie dei granuli stessi. Il valore della massa volumica del granulo si può determinare con le procedure indicate nella norma UNI Parte 5 (giugno 1976). Si definisce massa volumica dell'aggregato leggero in mucchio (peso in mucchio) la massa di un volume unitario di aggregato, comprendendo nella misura i vuoti dei granuli e fra i granuli. Il suo valore si può determinare con le procedure indicate nella norma UNI 7549 Parte 4 (giugno 1976). Per gli aggregati di argilla espansa, in via approssimata, la massa volumica media dei granuli può stimarsi moltiplicando per 1,7 la massa volumica in mucchio. Argilla massa volumica massa volumica Coeff. espansa media granuli in mucchio (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) Leca ,80 Leca Strutturale ,85 Leca Strutturale ,80 Leca strutturale ,80 Leca Terrecotte ,85 Leca Terrecotte ,75 Leca Terrecotte ,80 Nota: i dati riportati sono medie sui controlli annuali di produzione. Per informazioni più dettagliate e aggiornate richiedere le schede prodotto di ogni unità produttiva. Laboratorio: procedure per le misure della massa volumica. 12

13 Il coefficiente di imbibizione dell aggregato leggero è definito nella Circolare 96 come quantità d acqua che l aggregato leggero può assorbire, in determinate condizioni, espressa in per cento della sua massa. Il suo valore va determinato con le procedure indicate nella norma UNI 7549 Parte 6 (giugno 1976). Il coefficiente di imbibizione determinato dopo 30 min. deve essere non maggiore del 10% per aggregati con massa volumica in mucchio superiore a 500 kg/m 3, e 15% per aggregati con massa volumica in mucchio non superiore a 500 kg/m 3. Laboratorio: controllo delle caratteristiche tecniche. 5.2 IL COEFFICIENTE DI IMBIBIZIONE L aggregato leggero può assorbire acqua, aspetto da non trascurare perché influenza le condizioni di lavorabilità dell impasto. Periodicamente, presso le unità produttive, si realizzano prove per monitorare il coefficiente di imbibizione delle varie tipologie di argilla espansa e se ne controllano i limiti di assorbimento verificandone la conformità con le prescrizioni normative. I dati medi sono riportati in tabella: Argilla massa volumica assorbimento espansa in mucchio a 30 minuti a 1 giorno (kg/m 3 ) Leca % 18% Leca Strutturale % 7% Leca Strutturale % 9% Leca Strutturale % 7% Leca Terrecotte % 6% Leca Terrecotte % 7% Leca Terrecotte % 6% Nota: i dati riportati sono medie sui controlli annuali di produzione. Per informazioni più dettagliate e aggiornate richiedere le schede prodotto di ogni unità produttiva. 5.3 LA RESISTENZA ALLO SCHIACCIAMENTO DEI GRANULI Per individuare univocamente la resistenza dei granuli di argilla espansa si fa riferimento alla UNI 7549/7 in cui si definisce in Kg/cm 2 il valore di resistenza allo schiacciamento dei granuli. Tale valore è indicato come la pressione necessaria per imprimere una deformazione prestabilita ad un campione normato di aggregato leggero. Per i diversi tipi di argilla espansa Leca sono riportate le resistenze allo schiacciamento dei granuli. Argilla espansa Resistenza allo schiacciamento dei granuli [N/mm 2 ] Leca 3-8 1,5 Leca Strutturale Leca Strutturale ,5 Leca Strutturale ,0 Leca Terrecotte Leca Terrecotte ,0 Leca Terrecotte ,5 Nota: i dati riportati sono medie sui controlli annuali di produzione. Per informazioni più dettagliate e aggiornate richiedere le schede prodotto di ogni unità produttiva. La resistenza allo schiacciamento dell aggregato influisce sulla resistenza a compressione del calcestruzzo leggero strutturale: appare evidente come, ben modulando la scelta degli aggregati leggeri, si possano ottenere calcestruzzi con elevati valori di Rck. 13

14 LA COMPOSIZIONE DEL C La Circolare 96 stabilisce che l acqua assorbita si assume pari all assorbimento in peso a 30 min. misurato secondo UNI In mancanza di una determinazione diretta, tale assorbimento può essere valutato pari al 10% del peso dell'aggregato leggero presente nell'impasto.il corretto dosaggio di acqua pertanto risulta dalla somma dell acqua efficace e dell acqua assorbita, detraendo però da quest ultima l acqua contenuta nella sabbia naturale e, convenzionalmente, il 40% dell acqua contenuta come umidità di equilibrio con l ambiente dell aggregato leggero. Detto contenuto va di volta in volta determinato preliminarmente all impasto LEGANTE Le caratteristiche prestazionali di un calcestruzzo leggero possono essere fortemente influenzate dalla tipologia dell aggregato leggero che lo costituisce ma in linea di massima, come del resto accade anche nel calcestruzzo tradizionale, grande influenza ha la qualità della pasta cementizia. Tutti le prescrizioni tecniche e gli accorgimenti tecnologici che costituiscono il corretto proporzionamento del tipo e del dosaggio di cemento nel calcestruzzo tradizionale vanno tenute in considerazione anche nel confezionamento dei calcestruzzi leggeri strutturali. La scelta dei vari tipi di cemento in funzione delle loro proprietà, la dipendenza della resistenza dal rapporto acqua/cemento, i quantitativi d acqua in funzione dalla massima dimensione dell aggregato grosso e l utilizzo di additivi, rimangono capisaldi del mix design anche nel caso di calcestruzzi leggeri. 6.2 AGGREGATI Secondo la definizione di calcestruzzo leggero strutturale riportata nelle Norme Tecniche 96 la sostituzione dell aggregato tradizionale con argilla espansa può essere totale o parziale. Per garantire curve granulometriche idonee ad un conglomerato con ottimale assortimento degli aggregati è preferibile integrare la curva dell aggregato leggero (Leca, Leca Strutturale o Leca Terrecotte) con inerte tradizionale fine. L aggiunta di sabbie fini (0-3 o 0-4), naturali o di frantumazione, chiude l assortimento granulometrico (che, per quanto riguarda l argilla espansa per calcestruzzi, è generalmente povero di parti fini) e consente così di realizzare calcestruzzi a struttura chiusa, compatti, resistenti e durevoli. Il corretto proporzionamento fra il quantitativo di sabbia e quello di aggregato Leca consente anche di calibrare la densità del calcestruzzo che ricordiamo è una variabile in più rispetto ai tradizionali Kg/m 3 del calcestruzzo ordinario. Il confezionamento dei calcestruzzi strutturali leggeri non esclude l inserimento di aggiunte minerali, collaboranti o meno con il legante. Fumo di silice, ceneri volanti, calcare e altri filler sono consigliati per aumentare la reologia dell impasto specialmente per calcestruzzi leggeri da pompare e per calcestruzzi leggeri autocompattanti (tecnologia SCC - Self Compacting Concrete). 6.3 ACQUA L aggregato leggero oltre ad avere un proprio contenuto di umidità in condizioni di equilibrio con l ambiente, può anche assorbire una certa quantità d acqua durante le fasi di mescolazione. È necessario tenere conto di entrambi questi aspetti nella determinazione dell acqua necessaria all impasto, oltre che dell umidità contenuta nell aggregato tradizionale. In sintesi al quantitativo d acqua necessario per la lavorabilità richiesta si deve aggiungere l acqua assorbita dagli aggregati leggeri e sottrarre l acqua corrispondente al contenuto di umidità degli aggregati (leggeri e normali) al momento dell impasto. Si definiscono: - acqua efficace: contenuta nella pasta cementizia, condiziona la lavorabilità e la resistenza del calcestruzzo leggero. Aumentando il quantitativo di acqua efficace si ottengono, a parità di dimensione massima dell aggregato grosso, calcestruzzi più lavorabili e, a parità di quantitativo di cemento, resistenze inferiori. Valgono ovviamente anche i viceversa (vedi schema nella pagina a lato); - acqua assorbita dall aggregato leggero nel periodo di tempo tra miscelazione e posa in opera.

15 ALCESTRUZZO Andamento qualitativo della lavorabilità e della resistenza al variare del quantitativo di acqua efficace nell impasto. Acqua efficace Lavorabilità (a pari Dmax) Resistenza (a pari Cemento) Le relazioni elementari indicate nello schema a lato possono essere modificate introducendo nell impasto, idonei additivi riduttori d acqua (fluidificanti, superfluidificanti, ecc ). A titolo orientativo si riportano informazioni circa il contenuto di umidità dell argilla espansa in mucchio in alcune situazioni tipiche espresso come percentuale del peso proprio a secco in mucchio: Condizione del materiale Leca Leca Strutturale Leca Terrecotte Secco 0-2% 0-1% 0-1% Umido 2-8% 1-4% 1-3% Bagnato 8-15% 4-7% 3-7% Saturo >15% > 7% > 7% Risultati sperimentali condotti da Laterlite, svoltisi presso i laboratori Enco, hanno individuato che le condizioni di saturazione a superficie asciutta (s.s.a.), indispensabili per il calcolo del contenuto di acqua efficace al fine del proporzionamento della miscela, si raggiungono con un umidità di circa il 7% per Leca Strutturale e per Leca Terrecotte. Secondo la Circolare 96 l aria occlusa è misurata dai vuoti residui di assestamento dell impasto ed ha un volume che può considerarsi mediamente compreso tra il 2,5% ed il 3,5% del volume del calcestruzzo assestato. La quantità di aria occlusa può essere aumentata a mezzo di additivi aeranti (vedi UNI ), comunque non superando il 7% del volume del calcestruzzo assestato. 6.4 ARIA L aria occlusa contribuisce alla lavorabilità del calcestruzzo e alla sua resistenza al gelo; tuttavia ne riduce la resistenza a compressione. Un eccesso di aria inglobata è generalmente segnalato dal riscontro di una massa volumica del calcestruzzo, a fresco, inferiore alle attese. La prova che generalmente viene effettuata al momento del getto, per individuare i quantitativi d aria occlusa nella pasta cementizia, si svolge con l utilizzo di un porosimetro. Tale strumento, forzando a pressione dei quantitativi misurabili di aria dentro ad un provino di calcestruzzo fresco, ne quantifica i vuoti residui. Questo tipo di prova non è significativo per i calcestruzzi leggeri strutturali con argilla espansa. L aria in pressione si insinua infatti nelle microcavità contenute nei grani di argilla espansa inficiando così il risultato. 6.5 ADDITIVI L impiego dei più comuni additivi presenti sul mercato del calcestruzzo preconfezionato e prefabbricato, non vede alcun tipo di limitazione né di carattere chimico-fisico, né di carattere tecnologico, nell ambito dei calcestruzzi strutturali leggeri. Fluidificanti, superfluidificanti, aeranti, acceleranti, anti-gelo e tutti gli altri prodotti della chimica per il calcestruzzo possono essere introdotti nel mix design secondo i dosaggi prescritti dal produttore. I maggiori produttori di additivi forniscono prodotti specifici per l impiego nei calcestruzzi leggeri. Come per i conglomerati tradizionali è sempre consigliabile una preventiva prova sperimentale per il controllo dell efficacia quantitativo di additivo - effetto sull impasto. Nell esecuzione dell impasto è consigliabile aggiungere gli additivi al termine del mescolamento per evitarne l assorbimento da parte degli aggregati. 15

16 LE PROPRIETÀ REOLOGICHE Prova di spandimento secondo UNI 9417 % (diametro di partenza 35 mm) FA1 FA2 FA3 FA4 FA5 < >100 mm (diametro di partenza 20 mm) FB1 FB2 FB3 FB4 FB5 < >560 La serie FA è riferita ad un aumento percentuale del diametro del provino di partenza ottenuto in laboratorio. La serie FB, riferita alla prova di cantiere, indica il valore assoluto in mm del diametro del provino al termine della prova LE PROPRIETÀ REOLOGICHE Tra le caratteristiche prime che orientano il progettista nella scelta del calcestruzzo idoneo per il cantiere c è sicuramente la lavorabilità. Il tipo di struttura da realizzare, il grado e la tipologia di armatura, la qualità della mano d opera, la distanza del cantiere dal centro di produzione, le condizioni di messa in opera e di stagionatura, sono tutte caratteristiche che influenzano a monte la progettazione del calcestruzzo e ne richiedono una precisa indicazione sulla classe di consistenza. 7.1 LAVORABILITÀ La consistenza del calcestruzzo leggero strutturale può essere determinata con le medesime classi (da S1 a S5) del calcestruzzo tradizionale (UNI 9418). Talvolta però, specialmente per densità inferiori a 1800 Kg/m 3 si verifica che, pochi istanti dopo che il calcestruzzo viene sformato dal cono di Abrams, si assiste ad un cedimento dovuto a leggera rottura per taglio. Questo fenomeno è giustificato dal fatto che la prova di slump sfrutta il peso proprio del provino per valutarne l assestamento a gravità. Nei calcestruzzi leggeri il diverso peso del calcestruzzo rispetto al tradizionale condiziona l attendibilità della prova. Per tale ragione si preferisce spesso valutare il grado di lavorabilità con la prova di spandimento in cui si valuta l aumento (percentuale o assoluto) del diametro di una focaccia di calcestruzzo sottoposta a 15 colpi della piastra su cui poggia. Nella tabella è riportata la classificazione secondo UNI SEGREGAZIONE Nei calcestruzzi ordinari, per un errato dosaggio degli ingredienti nelle fasi di proporzionamento della miscela, si può assistere al fenomeno della segregazione in cui si verifica che, allo stato fresco, l aggregato grosso tende a depositarsi sul fondo e la parte più fine (cemento e aggregati fini) tende a risalire alla superficie. In questi casi oltre a non ottenere un materiale omogeneo si hanno anche importanti e a volte dannosi fenomeni di bleeding (rifluimento dell acqua e delle parti fini in superficie) e di spolvero della superficie del getto indurito. Nei calcestruzzi strutturali leggeri si assiste, sempre in caso di dosaggi scorretti, ad una segregazione che vede galleggiare l aggregato costituito da argilla espansa che ha massa volumica inferiore a quella delle parti fini. In entrambi i casi le problematiche di segregazione sono normalmente evitate con un corretto dosaggio degli elementi costituenti l impasto (in particolare modo l acqua). Per situazioni in cui siano richiesti elevati quantitativi di acqua (ad esempio per il pompaggio) tale fenomeno può essere evitato ricorrendo ad idonei additivi viscosizzanti. 7.3 VIBRAZIONE Per ottenere le prestazioni meccaniche e di durabilità prescritte è necessario che il calcestruzzo sia accuratamente compattato mediante l espulsione dell aria occlusa in eccesso. Come per i calcestruzzi normali anche per i calcestruzzi leggeri si ricorre alla compattazione del getto mediante vibrazione. L operazione di vibrazione del calcestruzzo leggero, se indotta mediante vibratori ad immersione, va effettuata con l attenzione di non eccedere con l azione dell ago nel medesimo punto della miscela giacché la minore massa del calcestruzzo stesso comporta una minore diffusione della vibrazione. Un azione omogeneamente ripartita su tutta la sezione ridurrà il rischio di segregazione del getto. Ove disponibili (generalmente nella prefabbricazione), è consigliato l uso di casseri vibranti che effettuano in modo più uniforme la compattazione del calcestruzzo.

17 LE PRESTAZIONI DEL CALCESTRUZZO INDURITO Secondo la Circolare del 96 per massa volumica del calcestruzzo si intende quella misurata a 28 giorni di stagionatura, determinata secondo la norma UNI 7548/2 del giugno1976. Tale norma propone tre diversi procedimenti di prova: di riferimento, alternativo o indicativo. Quest ultimo prevede che la massa volumica indicativa a 28 gg. possa essere ricavata sottraendo il valore di 80 Kg/m 3 dal valore della massa volumica del calcestruzzo fresco. Nella valutazione del peso proprio della struttura in C.A., il progettista dovrà anche tenere conto del peso dell armatura (100 Kg/m 3 in mancanza di indicazioni specifiche). 8. LE PRESTAZIONI DEL CALCESTRUZZO INDURITO Le proprietà dei calcestruzzi leggeri strutturali sono influenzate dalla loro composizione, dalla densità e dal tipo di aggregato leggero utilizzato. Alcune proprietà meccaniche sono riferibili, mediante correlazioni sperimentali, alla densità stessa del calcestruzzo indurito; altre ancora si deducono dai valori utilizzabili per i calcestruzzi ordinari, adattandoli con opportuni coefficienti correttivi. Come consueto le relazioni utili alla determinazione delle proprietà del calcestruzzo sono proposte come utilizzabili in mancanza di informazioni più specifiche ed accurate. Di seguito si riportano le indicazioni fornite dalla Circolare 96, le più recenti informazioni diffuse nella letteratura scientifica specifica e i dati relativi alle campagne sperimentali su calcestruzzi di argilla espansa. Si può notare come i più recenti dati sperimentali (ottenuti ad esempio presso i laboratori ENCO nel corso dell anno ) utilizzando le nuove argille espanse (Leca Strutturale e Leca Terrecotte) con accurati mix design, forniscano per alcune prestazioni, risultati decisamente migliori rispetto alle indicazioni previste nelle circolari ministeriali. 8.1 LA MASSA VOLUMICA La norma ENV e la pren identificano delle classi di densità per i calcestruzzi leggeri, come riportato nella seguente tabella (coerente con la norma EN 206-1): Tabella Classi di densità Classe di densità 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Densità a secco ρ (kg/m 3 ) Densità Cls (progetto) (kg/m 3 ) Cls armato Si riportano nella tabella sottostante i dati sperimentali della massa volumica indicativa di alcuni calcestruzzi strutturali leggeri con argilla espansa confezionati per specifiche campagne di prova. Misura della massa volumica a fresco. Campagna sperimentale Laterlite: i calcestruzzi leggeri strutturali Calcestruzzo Aggregato Massa vol. Massa vol. Massa vol. a fresco indicativa 28 gg (armato) [Kg/m 3 ] [Kg/m 3 ] [Kg/m 3 ] CLS A Leca CLS B Termolite T CLS C Leca STR CLS D Termolite T CLS E Termolite T CLS F Leca STR CLS G Leca TC Leca CLS 1400 Premiscelato Leca CLS 1600 Premiscelato dove CLS C e CLS G sono impasti confezionati per la ricerca presso ENCO (2000), CLS B, CLS D ed CLS E ricerca Smae (1989), CLS A e CLS F sperimentazione Laterlite, Leca CLS 1400 e Leca CLS 1600 sono prodotti premiscelati. Le ricette di impasto dei suddetti calcestruzzi sono riportate nel capitolo

18 LE PRESTAZIONI DEL CAL La resistenza caratteristica a compressione è definita, e va controllata, come per il calcestruzzo ordinario secondo i criteri di cui all'allegato 2 alle Norme Tecniche 96. Per la determinazione di Rck valgono le prescrizioni relative ai conglomerati ordinari e dovrà essere effettuata una prova preliminare di qualificazione prima dell inizio delle opere LA RESISTENZA CARATTERISTICA A COMPRESSIONE Come già affermato i calcestruzzi leggeri di argilla espansa raggiungono valori di resistenza a compressione del tutto simili a quelli dei calcestruzzi di aggregati ordinari e compresi tra i 15 e i 70 N/mm 2. La norma ENV e la prossima pren identificano inoltre delle classi di resistenza per i calcestruzzi leggeri, come riportato nella seguente tabella: Classe di resistenza f lck (MPa) f lcm (MPa) dove: f lck è la resistenza caratteristica a compressione cilindrica a 28 giorni del calcestruzzo leggero f lcm è la resistenza a compressione cilindrica media Le resistenze superiori a 50 MPa sono ombreggiate perché non adottabili in Italia ai sensi della Circolare 96 che limita, ai fini del calcolo delle strutture, il valore di Rck utilizzabile a 50 N/mm 2. Tuttavia altre normative (quali ad esempio la pren ) ne prevedono l utilizzo fino a Rck 80 N/mm 2. Per variare le resistenze meccaniche dei calcestruzzi leggeri strutturali è possibile agire sul quantitativo e sul tipo di cemento, sul rapporto acqua cemento e sugli altri fattori che normalmente influiscono nel conglomerato tradizionale, ma anche sul tipo di argilla espansa utilizzata. La resistenza caratteristica a compressione, che viene determinata come nel caso del calcestruzzo pesante, aumenta via via utilizzando Leca, Leca Strutturale o Leca Terrecotte (scegliendo cioè materiali con più alta densità e resistenza allo schiacciamento dei granuli). Indicazioni esemplificative sui valori di resistenza a compressione dei calcestruzzi di argilla espansa, riferiti alla massa volumica del calcestruzzo indurito, possono essere desunti dal seguente grafico. Appare evidente il pregio dei calcestruzzi leggeri strutturali: con masse volumiche limitate si raggiungono resistenze apprezzabili. Campi medi prestazionali dei calcestruzzi con Leca, Leca Strutturale e Leca Terrecotte Nel grafico sono rappresentate in modo qualitativo le varie possibilità di realizzare calcestruzzi strutturali leggeri con aggregati di argilla espansa. Leca risulta ottimale per il confezionamento di calcestruzzi strutturali che privilegino la leggerezza e l isolamento. Leca Strutturale e Leca Terrecotte sono invece inerti ideali per realizzare impasti per calcestruzzi leggeri ad alte ed altissime prestazioni destinati, oltre che alle centrali di betonaggio, anche al settore della prefabbricazione. 18

19 CESTRUZZO INDURITO I risultati sperimentali, ottenuti da una specifica campagna di prove (vedi pagina 17), sono riportati in tabella e nel seguente diagramma. Calcestruzzo Aggregato Massa vol. Resistenza indicativa caratteristica [Kg/m 3 ] [N/mm 2 ] CLS A Leca CLS B Termolite T CLS C Leca STR CLS D Termolite T CLS E Termolite T CLS F Leca STR CLS G Leca TC Leca CLS 1400 Premiscelato Leca CLS 1600 Premiscelato Campagna sperimentale: interpolazione dei risultati. Resistenza caratteristica (N/mm 2 ) Leca CLS Leca CLS B C D E F G interpolazione algebrica intervallo di sicurezza dati sperimentali A Densità indicativa (Kg/m 3 ) I punti sul grafico sono i risultati sperimentali ottenuti per calcestruzzi confezionati in laboratorio (i cui mix-design sono riportati nel capitolo 12), cioè in condizioni ottimali, e la linea continua ne rappresenta l interpolazione algebrica. La linea tratteggiata indica il margine di sicurezza (di circa 5 N/mm 2 ), cui è bene fare riferimento nella pratica, per un calcestruzzo strutturale leggero confezionato, con analoga ricetta, in cantiere o in centrale di betonaggio. Le curve tengono conto dei vari tipi di aggregati Leca e descrivono qualitativamente l andamento delle resistenze. I valori estremi sono raggiunti dai calcestruzzi A e G. Il primo, confezionato con Leca normale, rappresenta il calcestruzzo leggero strutturale che viene generalmente richiesto per la normale cantieristica. Il secondo, con Leca Terrecotte, costituisce un conglomerato ad altissime prestazioni specifico ad esempio per il settore della prefabbricazione. Si può notare come, in linea di massima, gli impasti confezionati con Leca Strutturale e Leca Terrecotte raggiungono sempre apprezzabili resistenze. 19

20 LE PRESTAZIONI DEL CAL Secondo la Circolare 96 la resistenza a trazione deve essere accertata preliminarmente alla esecuzione delle opere e va determinata mediante prove sperimentali a trazione semplice, secondo le modalità di cui alle norme UNI. Valutata la resistenza a trazione media f ctm su almeno 6 campioni prismatici o cilindrici, i valori caratteristici corrispondenti ai frattili 5% e 95% possono assumersi pari a: f ctk (5%) = 0,7 f ctm e f ctk (95%) = 1,3 f ctm, come per i calcestruzzi ordinari. Se la resistenza a trazione è determinata mediante prove di resistenza a trazione indiretta o a trazione per flessione, il valore della resistenza a trazione semplice può essere dedotto utilizzando opportuni coefficienti di correlazione. Secondo la Circolare 96, anche per i calcestruzzi leggeri il valore della resistenza media a trazione per flessione si assumerà pari a: f cfm = 1,2 f ctm 8.3 LA RESISTENZA A TRAZIONE E FLESSIONE Quale indicazione per la progettazione, varie normative propongono correlazioni che si basano sulla resistenza a trazione dei calcestruzzi ordinari, modificata con l applicazione di fattori correttivi, funzione della densità del calcestruzzo leggero. Secondo ENV e pren la resistenza a trazione (f lct m ) può essere ricavata dai valori di riferimento per i calcestruzzi ordinari, moltiplicandoli per il coefficiente: η 1 = ρ/2200 dove ρ è il limite superiore delle densità a secco delle varie classi di densità del calcestruzzo leggero riportate nella tabella Classi di densità a pagina 17. Pertanto, per le varie classi di resistenza del calcestruzzo leggero, si ottiene: densità Classi resistenza f lck (MPa) f ctm (MPa) ordinario 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 f lctm (MPa) ,3 1,5 1,7 2,0 2,3 2,5 f lctm (MPa) ,3 1,6 1,8 2,2 2,4 2,7 2,9 f lctm (MPa) ,4 1,7 2,0 2,3 2,6 2,9 3,1 3,4 f lctm (MPa) ,5 1,8 2,1 2,5 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 Per i calcestruzzi di argilla espansa la sperimentazione effettuata (vedi pagina 17) ha fornito i valori riportati nel grafico. Resistenza a trazione (N/mm 2 ) 4 3,5 3 Leca CLS1400 2,5 2 1, B C D E G Densità (Kg/m 3 ) Nel grafico è indicativamente possibile confrontare il posizionamento dei valori di resistenza a trazione indiretta sperimentali relativi ai calcestruzzi strutturali leggeri (le cui ricette sono consultabili a pagina 29) rispetto ai valori medi attesi secondo la ENV 1992 (in funzione delle classi di resistenza). Si può notare come i valori risultanti dalle ENV siano in sicurezza rispetto alle prove sperimentali nelle quali sono state utilizzate anche le nuove argille espanse specifiche Leca Strutturale e Leca Terrecotte. Le frecce tratteggiate indicano lo scostamento delle prestazioni dei singoli calcestruzzi rispetto al valore atteso secondo la ENV Classi di Resistenza 40 N/mm 2 30 N/mm 2 20 N/mm 2 12 N/mm 2 Secondo la Circolare 96, anche per i calcestruzzi leggeri il valore della resistenza a trazione per flessione si assumerà pari a: f cfm = 1,2 f ctm dati sperimentali scostamenti valori attesi 20