Lavorabilità definizioni

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1 Calcestruzzo fresco

2 Lavorabilità definizioni attitudine di un calcestruzzo ad essere impastato, trasportato, postoin opera, compattato e rifinito senza che si verifichino segregazioni caratteristicacheindicala capacitàdel calcestruzzofresco a muoversieda compattarsi

3 Importanza della lavorabilità La mobilità del calcestruzzo è importante per facilitare il trasporto (per es: pompaggio), il getto (caduta per gravità lungo una canaletta) e l avvolgimento dei ferri di armatura all interno delle casseforme. La compattabilità, invece, è importante per agevolare, per effetto della vibrazione, la fuoriuscita dell aria intrappolata dal calcestruzzo fresco ed assicurare, quindi, la massima densità possibile del materiale indurito, oltre che il massimo contatto superficiale tra ferri e calcestruzzo.

4 Importanza della lavorabilità A parità di sistema vibrante, in un calcestruzzo molto lavorabile l aria intrappolata è facilmente espulsa, mentre in un calcestruzzo poco lavorabile possono permanere dei macrovuoti d aria (vespai) che penalizzano successivamente la resistenza meccanica del conglomerato, l aderenza ferro-calcestruzzo e la protezione dalla corrosione delle armature metalliche con conseguente abbattimento del grado di durabilità del materiale. Quindi la lavorabilità è una proprietà tipica del calcestruzzo fresco che condiziona anche le prestazioni del calcestruzzo in servizio.

5 Misura della lavorabilità: slump test Misura dell abbassamento (slump) del calcestruzzo sformato da un tronco di cono metallico (cono di Abrams) con costipazione manuale. Quando la forma viene sollevata l impasto non più sostenuto si abbassa. La diminuizione di altezza in cm è il risultato della prova.

6 slump test

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8 Misuradellalavorabilità: slumptest 0 5 cm (impasti asciutti o consistenti) 5 12 cm (impasti plastici o normali) > 12 cm (impastifluidio molli)

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10 In base al valore di slump si definiscono 5 classi di consistenza, individuata dalla lettera S seguita da un numero da 1 a 5 che corrisponde ad un impasto sempre più fluido.

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13 La consistenza è una caratteristica che deve essere indicata in progetto. Generalmente per getti verticali (pilastri e plinti) è possibile utilizzare impasti di classe S3-S4, mentre per getti orizzontali o molto armati può essere necessaria la classe S5. Calcestruzzi di categorie S1 o S2 possono essere usati solo per getti di grandi dimensioni (pavimentazioni stradali, dighe...) e con accurati trattamenti di vibrazione dell'impasto.

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15 Impasto Dosaggio preciso dei vari componenti (metodi volumetrici e gravimetrici). Miscelazione per ricoprire tutta la superficie delle particelle di aggregato con la pasta di cemento ed omogeneizzare l impasto.

16 Impasto La miscelazione si esegue in betoniera. Deve durare un tempo sufficiente ad assicurare l omogeneità dell impasto. Non deve essere prolungata per tempi troppo lunghi per evitare evaporazione di acqua con diminuzione di slump.

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19 Trasporto I calcestruzzi vengono preparati nelle centrali di betonaggio e trasportati conautobetoniere(3-9m 3 ). Il trasporto in sé non influisce sulla qualità de cls tuttavia durante il trasporto possono avvenire variazioni di lavorabilità Per tempi di trasporto lunghi poi è necessario aggiungere un ritardante per evitare che inizi la presa.

20 Posa in opera L impasto è una massa fluida costituita da componenti di diverso peso specifico e dimensioni, è quindi necessario prendere delle precauzioni per evitare la separazione dei componenti durante l operazione di riempimento delle casseforme (gettata)

21 Evitare che il cls scenda nel cassero da altezze superiori ai cm in caduta libera. Impiegare scivoli a tubi che raggiungano il fondo del cassero. Lasciar cadere il cls da altezze superiori a quelle indicate provoca segregazione. Inoltre l urto della caduta del cls sulle armature ed i casseri genera macrobolle d aria ed accumuli di aggregato.

22 Compattazione La compattazione del calcestruzzo ha lo scopo di eliminare o ridurre i vuoti contenuti nella massa. L introduzione nelle casseforme per caduta libera ingloba nel calcestruzzo dal 5 al 20 % di aria se non venisse eliminata la resistenza meccanica del calcestruzzo indurito sarebbe seriamente compromessa La compattazione si può eseguire a mano con barre di ferro oppure mediante vibratori immersi nella massa fluida.

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26 Segregazione Tendenza dei materiali eterogenei dell impasto a separarsi a causa della diversa dimensione delle particelle e differenze di peso specifico La segregazione può essere contenuta curando operazioni di impasto, trasporto, posa in opera e rifinitura, scegliendo la granulometria degli inerti ed il dosaggio di acqua. Primo tipo: segregazione durante operazioni di impasto, trasporto, posa in opera e finitura Secondo tipo: segregazione che avviene nelle casseforme, a calcestruzzo fermo, aggregato grosso tende a scendere e la malta a risalire. Si ha a seguito di vibrazione intensa e prolungata

27 Bleeding (essudamento) Sedimentazione sul fondo delle particelle solide per effetto della gravità ed affioramento di acqua in superficie. É una forma di segregazione che porta anche ad uno spessore affiorante di 1 cm. Anche se di entità modesta può dar luogo a numerosi difetti riguardo le proprietà del cls indurito

28 Difetti dovuti al bleeding Aumento superficiale del rapporto a/c, che causa un abbattimento della resistenza meccanica e del grado di durabilità della zona corticale, che è quella più esposta agli agenti atmosferici ed a sollecitazioni quali urti, abrasioni ecc. Parte dell acqua può rimanere bloccata sotto gli inerti grandi, specie se di forma appiattita creando zone di scarsa coesione

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30 Ritiro plastico Prima della presa il calcestruzzo può subire diminuzione di volume dovuta a perdita di acqua per assorbimento da parte delle casseforme e/o per essudazione e successiva evaporazione. In climi caldi e zone molto ventilate si possono produrre fessurazioni superficiali del manufatto. Si limita tale effetto bagnando le casseforme prima della gettata e coprendo la superficie dei getti con teli umidi

31 Stagionatura Al termine della presa, inizia il periodo di indurimento a seguito della graduale idratazione del legante. Il calcestruzzo acquisisce resistenza meccanica fino ad acquistare la consistenza di una pietra.

32 Stagionatura Scopo della stagionatura è mantenere il calcestruzzo saturo d acqua affinchè gli spazi originariamente pieni d acqua vengano man mano riempiti dai prodotti di idratazione del cemento.

33 Stagionatura Per una corretta stagionatura sono fondamentali le condizioni ambientali di umidità relativa che sono influenzate anche da temperatura e vento. Se umidità è inferiore a 80% l acqua tende ad evaporare rapidamente, i capillari della pasta si svuotano, le reazioni idratazione sono incomplete e il manufatto indurito presenta elevata porosità.

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35 Effetto della temperatura Elevate temperature favoriscono evaporazione dell acqua ed accelerano la cinetica delle reazioni di idratazione C inizialmente rapido sviluppo della resistenza che poi si arresta per lunghe stagionature C costante minori resistenze iniziali ma con crescita < 15 C sviluppo resistenza troppo lento

36 Stagionatura in climi caldi posa in opera sera/notte raffreddamento inerti raffreddamento acqua impasto cemento a basso calore di idratazione mantenere getti umidi barriere frangivento

37 Stagionatura in climi freddi gettata in ore calde riscaldamento inerti con vapore riscaldamento acqua (T minore 40 C per evitare presa troppo rapida) cementi ad elevato calore di idratazione protezione contro la dispersione di calore delle gettate aumentando lo spessore delle casseforme o attraverso coimbentazione.

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39 Quali fattori influenzano la lavorabilità? caratteristiche degli aggregati distribuzione granulometrica, Dmax, forma, tessitura quantità acqua di impasto dosaggio cemento

40 Combinazione degli aggregati Raramente l aggregato a disposizione rientra nei fusi richiesti dalle norme, è quindi necessario combinare più aggregati in modo che nel complesso rientrano nel fuso ganulometrico consigliato.

41 Esempio 1. combinazione di due aggregati di classe granulometrica completamente separata Dal grafico, il passante al setaccio da 7 mm deve essere 42% La miscela deve contenere 42 % dell aggregato che passa completamente al setaccio da 7 mm (sabbia!)

42 Esempio 2. combinazione di tre aggregati di granulometria diversa e parzialmente sovrapposta

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46 Calcolo degli impasti Stabilire la corretta composizione di un impasto in termini di quantità dei componenti necessari alla preparazione di 1 metro cubo di calcestruzzo dotato delle proprietà ottimali: bassi costi buona lavorabilità elevata resistenza meccanica elevata durevolezza

47 Procedura dell American Concrete Institute (ACI) fissato Dmax, la lavorabilità dipende dalla quantità di acqua, determinata dalla tabella, necessaria a fornire la lavorabilità desiderata con l inerte a disposizione in funzione di Rc desiderata dai grafici ACI si individua rapporto a/c noto rapporto a/c si calcola dosaggio cemento su tabelle ACI si determina il volume solido di inerte grosso da impiegare con una sabbia di modulo di finezza fissato, per metro cubo di calcestruzzo. noti volumi di acqua, cemento e aggregato grosso si determina per differenza il volume della sabbia

48 Procedura dell American Concrete Institute (ACI) 1. Fissato Dmax, la lavorabilità dipende dalla quantità di acqua. Tabella indica l acqua necessaria a fornire la lavorabilità desiderata con l inerte a disposizione

49 Procedura dell American Concrete Institute (ACI) 2. in funzione di Rc desiderata dai grafici ACI si individua rapporto a/c 3. noto rapporto a/c si calcola il dosaggio cemento

50 4. sutabelle ACI si determina ilvolume solidodiinertegrosso da impiegare con una sabbia di modulo di finezza fissato, per metro cubo di calcestruzzo. 5. notivolumidiacqua, cemento e aggregato grossosidetermina per differenza il volume della sabbia