ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina VII Prefazione Presentazione XIII XVIII Capitolo 1 I leganti e il loro impiego nel settore delle costruzioni 1.1 Introduzione 1 1.2 Leganti aerei e idraulici 2 1.3 Il gesso 6 1.4 La calce aerea 10 1.5 Le calci idrauliche 20 1.6 Dalle calci idrauliche al cemento Portland 26 1.7 Bibliografia e normative di riferimento 28 Capitolo 2 Il cemento Portland, le aggiunte minerali e i cementi comuni 2.1 La produzione del cemento Portland 31 2.2 I costituenti mineralogici del cemento Portland 32 2.2.1 Idratazione delle fasi principali 2.2.2 Idratazione del cemento Portland 2.3 Le aggiunte minerali 37 2.3.1 I materiali pozzolanici (o pozzolane) 2.3.2 I materiali pozzolanici a comportamento idraulico 2.3.3 I materiali inerti 2.4 I cementi comuni e la norma UNI EN 197-1 45 2.4.1 I tipi di cemento 2.4.1.1 Cementi Portland (tipo I) 2.4.1.2 Cementi Portland di miscela (tipo II) 2.4.1.3 Il cemento d altoforno (tipo III)
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina VIII VIII 2.4.1.4 Il cemento pozzolanico (tipo IV) 2.4.1.5 Il cemento composito (tipo V) 2.4.2 Le classi di resistenza del cemento 2.4.3 La produzione e le destinazioni dei cementi comuni in Italia 2.5 Bibliografia e normative di riferimento 53 Capitolo 3 I meccanismi di idratazione del cemento la microstruttura della matrice cementizia 3.1 Il meccanismo di idratazione del cemento: presa ed indurimento 55 3.2 La morfologia dei prodotti di idratazione 61 3.3 La microstruttura porosa della matrice cementizia 62 3.4 Bibliografia e normative di riferimento 66 Capitolo 4 Porosità della matrice cementizia e resistenza meccanica a compressione del calcestruzzo 4.1 Introduzione 4.2 Resistenza meccanica a compressione e porosità capillare delle paste di cemento 68 4.3 Resistenza meccanica a compressione del calcestruzzo 75 4.3.1 La funzione base per la resistenza a compressione del calcestruzzo 4.3.2 Il rapporto acqua/cemento: l acqua efficace 4.3.3 Il rapporto acqua/cemento: il dosaggio di cemento equivalente 4.3.4 La geometria e la dimensione dei provini per la determinazione della resistenza meccanica a compressione 4.3.5 La resistenza caratteristica a compressione ed il controllo di qualità del calcestruzzo 4.3.5.1 Il controllo di qualità del calcestruzzo: valutazione preliminare 4.3.5.2 Il controllo di qualità del calcestruzzo: i controlli di accettazione. 4.3.6 L aria intrappolata e i difetti di compattazione 4.4 Bibliografia e normative di riferimento 99 Appendice 4.1 Il controllo di accettazione del calcestruzzo 101 Appendice 4.2 Le modalità di prelievo per l effettuazione dei controlli di accettazione 104 Capitolo 5 Le contestazioni legali nel controllo di accettazione del conglomerato e i controlli della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera 5.1 Introduzione 107 5.2 La resistenza convenzionale a compressione uniassiale caratteristica e i controlli di accettazione 107
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina IX IX 5.3 La determinazione della resistenza meccanica a compressione del calcestruzzo in opera 111 5.4 Osservazioni sul valore minimo della resistenza a compressione media del calcestruzzo in opera fissato dalle Norme Tecniche per le Costruzioni 120 5.5 Bibliografia e normative di riferimento 122 Capitolo 6 I meccanismi di degrado e la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato e precompresso 6.1 Introduzione 123 6.2 Il degrado dei materiali strutturali: calcestruzzo ed acciaio d armatura 136 6.3 Cause chimiche ed elettrochimiche esogene di degrado dei materiali strutturali 138 6.3.1 I meccanismi di trasporto dei fluidi nel calcestruzzo 6.3.1.1 La permeazione 6.3.1.2 La diffusione 6.3.1.3 Assorbimento e suzione capillare 6.4 Le strutture aeree 156 6.4.1 Le strutture aeree in clima temperato: il degrado promosso dall azione dell anidride carbonica, dall ossigeno e dall acqua presenti nell atmosfera 6.4.1.1 Il processo di diffusione dell anidride carbonica 6.4.1.2 Il processo di corrosione promosso dalla carbonatazione 6.4.1.3 I requisiti composizionali e le prescrizioni di capitolato per realizzare opere durevoli all aggressione della CO 2 gassosa 6.4.2 Le strutture aeree in climi freddi: il degrado promosso dai cicli gelo-disgelo 6.4.2.1 La fisica dell acqua nella struttura porosa della matrice cementizia 6.4.2.2 Gli additivi aeranti Velocità di raffreddamento e calcestruzzi ad alta resistenza meccanica 189 6.4.2.3 Le prescrizioni di capitolato per i calcestruzzi destinati a strutture esposte ai cicli gelo-disgelo in assenza di sali disgelanti 6.4.3 Le strutture e infrastrutture aeree in climi freddi: il degrado promosso dai cicli di gelo-disgelo in presenza di sali disgelanti FINESTRA 5.1 6.5 La corrosione delle armature nelle strutture esposte all azione di soluzioni contenenti cloruri 212 6.5.1 Il processo elettrochimico di corrosione dell acciaio in presenza di cloruri 6.5.2 La concentrazione critica di cloruri 6.5.3 Il contenuto limite di cloruri aggiunti tramite gli ingredienti
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina X X 6.5.4 La diffusione dei cloruri nelle strutture in calcestruzzo 6.5.5 Le prescrizioni di capitolato per strutture durevoli esposte al rischio di corrosione promossa dal cloruro 6.6 Prescrizioni di capitolato per strutture durevoli in ambiente marino 237 6.7 Il degrado delle strutture idrauliche ed interrate promosso dagli aggressivi chimici 243 6.7.1 L azione dell anidride carbonica aggressiva 6.7.2 L azione aggressiva del solfato 6.7.2.1 Le prescrizioni di capitolato per prevenire l attacco solfatico 6.8 Bibliografia e normative di riferimento 261 Capitolo 7 Messa in opera, compattazione e stagionatura del calcestruzzo 7.1 Introduzione 265 7.2 La realizzazione delle strutture: come prevenire i difetti costruttivi 266 7.3 La preparazione dei casseri 237 7.4 Preparazione delle superfici per le riprese di getto 270 7.5 Predisposizione delle armature 275 7.6 La corretta posa in opera del calcestruzzo 276 7.7 Lavorabilità del calcestruzzo, posa in opera e compattazione del conglomerato 281 7.7.1 La scelta della lavorabilità del calcestruzzo in relazione alla di opera da realizzare 7.7.2 L importanza di introdurre la lavorabilità nelle specifiche di capitolato per il calcestruzzo 7.7.3 La compattazione dei getti 7.8 La fase plastica successiva alla posa in opera del calcestruzzo 305 7.9 La maturazione dei getti 316 7.9.1 La maturazione del calcestruzzo entro 12-24 ore immediatamente successive alla posa in opera (protezione dei getti in fase plastica) 7.9.2 La protezione delle superfici dei getti nel periodo successivo alla fase plastica 7.9.3 I metodi per la protezione dei getti 7.9.4 La durata della protezione 7.10 Bibliografia e normative di riferimento 330 Capitolo 8 Proprietà elasto-meccaniche del calcestruzzo 8.1 Introduzione 333 8.2 Il comportamento sforzo-deformazione 334 8.2.1 Il comportamento sforzo-deformazione dei calcestruzzi ad alta resistenza meccanica 8.2.2 Il modulo di Poisson 8.3 Resistenza a trazione e compressione: approccio mediante
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina XI XI la meccanica della frattura 343 8.4 Resistenza a trazione del calcestruzzo 345 8.5 Aderenza acciaio-calcestruzzo 349 8.6 La resistenza a fatica del calcestruzzo 351 8.7 La resistenza del calcestruzzo ai carichi impulsivi 352 8.8 Bibliografia e normative di riferimento 358 Capitolo 9 Gli ingredienti del calcestruzzo: aggregati, acqua di impasto, additivi e aggiunte minerali 9.1 Introduzione 361 9.2 Gli aggregati 361 9.2.1 Le proprietà degli aggregati per calcestruzzo 9.2.1.1 Proprietà degli aggregati che influenzano le caratteristiche reologiche del calcestruzzo allo stato fresco 9.2.1.1.1 La caratterizzazione granulometrica degli aggregati; 9.2.1.1.2La distribuzione granulometrica ottimale; 9.2.1.1.3 Combinazione degli aggregati disponibile per riprodurre la curva ottimale scelta; 9.2.1.1.4Forma e angolarità degli aggregati; 9.2.1.1.5 Considerazioni conclusive sulla natura e sulla distribuzione granulometrica degli aggregati 9.2.1.2 Proprietà degli aggregati che influenzano la cinetica di idratazione del cemento 9.2.1.3 Proprietà degli aggregati che influenzano le caratteristiche elasto-meccaniche del calcestruzzo allo stato indurito 9.2.1.4 Proprietà degli aggregati che influenzano la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato 9.2.1.4.1 Le forme mineralogiche alcali-reattive; 9.2.1.4.2 I cloruri negli aggregati; 9.2.1.4.3 I solfati e i solfuri negli aggregati 9.2.1.5 Proprietà degli aggregati che influenzano la finitura superficiale e l estetica dei manufatti 9.2.1.6 Porosità, assorbimento e umidità degli aggregati: influenze sul processo produttivo del conglomerato 9.3 L acqua di impasto 401 9.3.1 Le acque di riciclo dell industria del calcestruzzo 9.4 Gli additivi per calcestruzzo 407 9.4.1 Gli additivi resistenti all acqua e ritentori d acqua 9.4.2 Gli additivi ritardanti di presa 9.4.3 Gli additivi acceleranti di presa 9.4.3.1 Gli acceleranti di presa per il calcestruzzo spruzzato 9.4.4 Gli additivi acceleranti di indurimento 9.4.5 Gli additivi fluidificanti e superfluidificanti
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina XII XII 9.4.5.1 Meccanismi di azione degli additivi fluidificanti e superfluidificanti FINESTRA 9.1 Meccanismo di dispersione per repulsione elettrostatica e per ingombro sterico 423 9.4.5.2 Influenza degli additivi fluidificanti e superfluidificanti sulla reologia del calcestruzzo: lavorabilità iniziale e potere di riduzione dell acqua d impasto 9.4.5.3 Influenza degli additivi fluidificanti e superfluidificanti sulla reologia del calcestruzzo: perdita di lavorabilità durante il trasporto 9.5 Le aggiunte pozzolaniche nel calcestruzzo 441 9.5.1 La cenere volante 9.5.2 Il fumo di silice 9.6 Bibliografia e normative di riferimento 450 Capitolo 10 Il Conceptual Tender Design: le prescrizioni di capitolato per le opere in calcestruzzo 10.1 Introduzione 455 10.2 Le figure coinvolte nel Conceptual Tender Design 456 10.3 Conceptual Tender Design Requisiti per la redazione delle voci di capitolato 460 10.3.1 I requisiti di durabilità 10.3.1.1 Prevenzione del degrado promosso dall ambiente 10.3.1.2 Prevenzione del degrado promosso da sostanze indesiderabili presenti negli ingredienti 10.3.2 I requisiti strutturali: la resistenza caratteristica per esigenze statiche 10.3.3 La risoluzione dell incongruenza tra esigenze di durabilità e requisiti strutturali 10.3.4 Classi di vita utile, scelta del copriferro e prescrizioni relative all aria intrappolata o inglobata 10.3.5 Concrete Tender Design La scelta della lavorabilità per il soddisfacimento delle esigenze esecutive 10.3.6 Concrete Tender Design Le modalità e la durata della maturazione umida dei getti 10.3.7 Concrete Tender Design Il controllo della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera (resistenza attuale) 10.4 Concrete Tender Design Le voci di capitolato 472 10.5 Concrete Tender Design Un esempio pratico: il procedimento di Conceptual Tender Design applicato al calcestruzzo di una soletta di copertura di una pensilina in una stazione ferroviaria dal clima continentale temperato 474 10.6 Concrete Tender Design Un esempio pratico: il procedimento di Conceptual Tender Design applicato al calcestruzzo di una soletta
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina XIII XIII di copertura di una pensilina in una stazione ferroviaria dal clima continentale rigido 476 10.6.1 Concrete Tender Design Un esempio pratico. Le Voci di Capitolato per il calcestruzzo destinato ad una soletta di copertura di una pensilina di una stazione ferroviaria in una città dal clima continentale rigido 10.7 Concrete Tender Design Requisiti aggiuntivi 482 10.7.1 Le strutture ove è richiesto un requisito strutturale aggiuntivo oltre alla resistenza caratteristica a compressione 10.7.2 Le strutture per le quali si richiede un requisito aggiuntivo in termini di tenuta idraulica 10.7.2.1 Le voci di capitolato per una struttura a tenuta idraulica: un esempio pratico 10.7.2.2 Le voci di capitolato per una struttura a tenuta idraulica: un esempio pratico 10.7.3 Gli elementi strutturali e le infrastrutture per le quali si richiede il raggiungimento in tempi brevi di valori della ad un precoce disarmo o ad una rapida transitabilità o messa in esercizio 10.7.3. 1 Le prescrizioni di capitolato per elementi strutturali che necessitano di una rapida messa in servizio: un esempio pratico. 10.7.3.2 Le prescrizioni di capitolato per elementi strutturali che necessitano di una rapida transitabilità dei mezzi di cantiere: un esempio pratico. 10.8 Concrete Tender Design Esempio riassuntivo 497 10.8.1 Concrete Tender Design Le voci di capitolato 10.9 Conceptual Mix-Design: il calcolo della composizione del calcestruzzo 502 10.9.1 La scelta della lavorabilità dell impasto al termine della miscelazione 10.9.2 Il calcolo dell acqua di impasto, del dosaggio di cemento e del quantitativo totale di aggregati 10.10 Bibliografia e normative di riferimento 508 Appendice 0 Il controllo di conformita del calcestruzzo prima dell esecuzione dei getti 509 Appendice 1 I requisiti di durabilità 511 Appendice 2 Resistenza caratteristica a compressione 517 Appendice 3 I grafici delle funzioni base 518 Appendice 4 Le classi di lavorabilità o di consistenza del calcestruzzo 533 Appendice 5 Maturazione umida dei getti in calcestruzzo 535 Appendice 6 Requisisti di tenuta idraulica 535 Appendice 7 Resistenza meccanica a compressione e temperatura 535 Appendice 8 Perdita di lavorabilità 536 Appendice 9 Acqua d impasto 538
ROMANE 28-02-2007 16:20 Pagina XIV XIV Capitolo 11 Le deformazioni lente del calcestruzzo e i quadri fessurativi nelle strutture in c.a. e c.a.p. 11.1 Introduzione 539 11.2 Il ritiro idraulico 540 11.3 Il calcolo del ritiro 552 11.4 I quadri fessurativi nelle strutture conseguenti al ritiro idraulico 554 11.5 I calcestruzzi a ritiro compensato e gli agenti riduttori del ritiro 559 11.6 La deformazione viscosa 565 11.7 Il calcolo della deformazione viscosa 569 11.8 Bibliografia e normative di riferimento 571 Capitolo 12 Gli effetti della temperatura sulle strutture in calcestruzzo 12.1 Introduzione 575 12.2 Gli effetti della temperatura sulle proprietà reologiche ed elasto-meccaniche del calcestruzzo 576 12.2.1 La lavorazione del calcestruzzo in clima caldo 12.2.2 La lavorazione del calcestruzzo in clima freddo 12.3 Le strutture di grande massa 584 12.4 I gradienti termici sulle strutture in servizio 600 12.4.1 I gradienti termici naturali 12.4.2 I gradienti termici accidentali: l incendio 12.5 Bibliografia 607 Capitolo 13 I calcestruzzi autocompattanti 13.1 Introduzione 609 13.2 Le proprietà dei calcestruzzi autocompattanti 610 13.3 I metodi per la determinazione delle proprietà dei calcestruzzi autocompattanti 613 13.4 La scelta del calcestruzzo autocompattante in relazione alla tipologia di struttura da realizzare 620 13.5 Reologia e proporzionamento dei calcestruzzi autocompattanti 627 13.6 La produzione del calcestruzzo autocompattante 636 13.7 La posa in opera del calcestruzzo autocompattante e le operazioni di finitura 637 13.8 La resistenza in opera del calcestruzzo autocompattante 644 13.9 Le proprietà dei calcestruzzi autocompattanti 646 13.10 Le prescrizioni di capitolato per il calcestruzzo autocompattante 651 13.11 Bibliografia 654