Manuale – Capitolo 2 – CALCESTRUZZI ED AGGREGATI

CALCESTRUZZI ED AGGREGATI

L’attività per conto terzi svolta presso i laboratori calcestruzzi ed aggregati dell’Istedil non si esaurisce nell’effettuazione di analisi e prove volte al controllo del calcestruzzo, inteso come prodotto finito o di alcuni dei suoi componenti. Infatti un aspetto fondamentale di tale attività consiste nella formulazione e nelle successive verifiche sperimentali dello studio di ottimizzazione delle ricette d’impasto relative a varie tipologie di conglomerato cementizio (mix-design). È fuor di dubbio che in tal modo il ruolo del laboratorio, nell’ambito del settore edile, supera quello del semplice “operatore”, per rappresentare invece un valido e necessario supporto tecnologico sia in fase di progetto che in fase di esecuzione. Queste considerazioni possono essere più facilmente recepite attraverso la lettura del flussogramma di seguito contenuto nel quale in via del tutto generale sono descritti i vari parametri necessari per la corretta formulazione della ricetta d’impasto di un calcestruzzo; in particolare è stato evidenziato il ruolo assunto in 1 caso, dal “laboratorio” inteso come struttura di sperimentazione e consulenza.

Elenco principali attrezzature:

– pressa dinamometrica portata max 300 t;– pressa elettronica a lettura digitale, portata max 500 t;

– macchina universale (a trazione e compressione) dinamornetrica portate: 3, 6, 12, 30 e 60 t;

– vasca termostatica per maturazione accelerata;

– betoniera elettrica ad asse verticale ed a mescolamento forzato;

– carotatrici elettriche munite di corone diamantate di vario diametro:

– camere termoumidostatiche:

– centralina estensimetrica per l’amplificazione delle deformazioni dotata di scrivente per la graficizzazione del diagramma sforzi-deformazioni.

Inoltre il laboratorio calcestruzzi fruisce di una segatrice a ponte a lama diamantata di notevole affidabilità e flessibilità d’impiego per il ricavo e/o la preparazione di provini cubici o cilindrici di calcestruzzo indurito.

 

1. PROVE SU CALCESTRUZZO

 

1.1 Compressione

 

Scopo:

Determinazione della resistenza alla compressione offerta da provini cubici o cilindrici di calcestruzzo. In base a ciò è possibile mediante i controlli di accettazione prescritti dalle norme vigenti (tipo A o tipo B), verificare che la resistenza caratteristica (Rck) del conglomerato in esame sia pari al valore indicato dal progettista.

Metodica:

Norma UNI 6132 richiamata dalle norme tecniche per l’esecuzione delle opere in c.a. e c.a.p.

 

1.2 Prova non distruttiva su calcestruzzo per la determinazione del modulo di elasticità secante a compressione

 

Scopo:

Determinazione delle caratteristiche elastiche di un provino di calcestruzzo prismatico o cilindrico in un campo prefissato di sollecitazioni. Generalmente tali sollecitazioni corrispondono a quelle alle quali è sottoposto il conglomerato in opera. Inoltre mediante tale prova è possibile controllare le eventuali variazioni delle caratteristiche elastiche di un conglomerato a diverse stagionature o a causa di particolari attacchi ambientali (gelo e disgelo aggressione chimica ecc.).

Metodica:

Norma UNI 6556. Le stagionature ed i carichi di prova dovranno essere fissati in base alle finalità prefissale. In particolare il carico massimo di prova deve corrispondere a circa 1/3 di quello corrispondente alla rottura alla stessa stagionatura. del conglomerato in esame: è quindi opportuno poter disporre di provini di calcestruzzo omogeneo da sottoporre precedentemente a prova distruttiva di compressione.

 

1.2.1 Determinazione del modulo elastico dinamico

 

Scopo:

Determinazione delle caratteristiche elastiche di un provino di calcestruzzo mediante la valutazione della velocità di propagazione di impulsi di onde ultrasonore. Esso è approssimativamente pari al modulo tangente all’origine ed è quindi sempre più elevato del modulo secante, precedentemente descritto.

Metodica.

Norma UNI 9524. Oltre alla determinazione sperimentale della velocità di propagazione degli ultrasuoni è necessario conoscere la densità ed il coefficiente di Poisson del calcestruzzo in esame. L’apparecchiatura da impiegare è la stessa con la quale si effettuano le auscultazioni dinamiche sulle strutture in situ.

 

1.3 Flessione

 

Scopo:

Determinazione della resistenza a trazione per flessione offerta da provini prismatici di calcestruzzo. È inoltre possibile la successiva determinazione della resistenza alla compressione e/o alla trazione indiretta del conglomerato in esame impiegando i monconi rotti per flessione.

Metodica:

Norma UNI 12390-5. L’esecuzione della prova avviene mediante l’applicazione di un carico concentrato sulla mezzeria del provino (dispositivo con un coltello) oppure con due carichi uguali rispettivamente ad un terzo ed a due terzi della luce (dispositivo con due coltelli). Per quanto riguarda le caratteristiche dei monconi sui quali eseguire la prova di compressione o di trazione indiretta, esse sono descritte nella norma UNI 6134.

 

1.4 Trazione indiretta, comunemente detta ” Brasiliana “

 

Scopo:

Determinazione della resistenza alla trazione offerta da provini cubici o cilindrici di calcestruzzo.

Metodica:

Norma UNI 6135. La prova si esegue sottoponendo il provino ad una forza di compressione applicata lungo un segmento. Tale situazione di carico si realizza per i provini cubici (o per monconi provenienti dalla prova di flessione) comprimendoli secondo le mezzerie di due facce parallele tramite due rulli di diametro pari allo spigolo del provino, per i provini cilindrici collocandoli con l’asse orizzontale parallelo ai piatti della pressa e quindi comprimendoli secondo due opposte generatrici.

 

1.5 Prelievo di campioni di calcestruzzo indurito

 

Scopo:

Estrazione da strutture in calcestruzzo armato e non di campioni rappresentativi del relativo conglomerato, sui quali sia possibile eseguire, previa preparazione dei provini, prove di compressione.

Metodica:

Norma UNI 6131. Il criterio generale è di ridurre al minimo il danneggiamento provocato dall’estrazione (disturbo) del campione. A tal fine è raccomandabile l’impiego di sonde rotative a corona diamantata comandate da motore elettrico, che, opportunamente contrastate, consentono il prelievo di “carote” di calcestruzzo senza percussione o sollecitazioni dannose. Lo stesso criterio deve essere seguito nei riguardi del ricavo dei provini da sottoporre a prova di compressione, dai quali dovranno essere scartate le parti eventualmente contenenti frammenti delle armature.

 

1.6 Controlli sclerometrici su calcestruzzo in opera

 

Scopo:

Valutazione della probabile resistenza alla compressione del calcestruzzo in opera mediante la determinazione della relativa durezza d’urto fornita dalle battute sclerometriche. È un tipo di controllo estremamente rapido ed agile che permette, senza danneggiamenti, l’esame di numerose strutture in breve tempo. I limiti, insiti nel metodo stesso, sono parzialmente superabili mediante opportune ” tarature” eseguibili con i tradizionali controlli distruttivi (carotaggi e relative prove di compressione).

Metodica:

Norma UNI EN 12504-2 che prevede l’effettuazione di almeno 9 battute per ogni zona della struttura presa in esame. La media aritmetica delle misure, fornisce il valore dell’indice di rimbalzo sclerometrico (Im).

 

1.7 Prelievo di campioni di calcestruzzo fresco in cantiere

 

Scopo:

Costituzione di campioni rappresentativi di calcestruzzo in esame onde poter effettuare quei controlli sul materiale fresco e/o indurito, ritenuti indispensabili per la qualificazione del conglomerato (resa volumetrica, dosaggio dell’acqua e del cemento, consistenza. resistenza alla compressione, ecc.).

Metodica:

Norma UNI EN 12350. In particolare per quanto riguarda la preparazione di campioni cubici sui quali effettuare le prove di compressione è raccomandabile l’impiego di casseforme in polistirolo espanso (a perdere) con le quali è possibile mantenere i provini nel luogo stesso ove si è eseguito il prelievo prima della loro collocazione nell’ambiente opportunamente climatizzato.

 

1.8 Controllo della resa volumetrica di un calcestruzzo

 

Scopo:

Determinazione sperimentale della massa volumica del calcestruzzo fresco. In base a ciò, conoscendo la granulometria degli aggregati impiegati, è possibile eseguire il controllo in cantiere del dosaggio dell’acqua e del cemento per il calcestruzzo in esame. Inoltre tale determinazione è assolutamente necessaria per l’aggiustamento della ricetta di impasto formulata teoricamente.

Metodica:

Norma UNI 12350-6.

 

1.9 Misura della consistenza di un calcestruzzo (Slump-Test)

 

Scopo:

Determinazione della consistenza di un calcestruzzo con il metodo del cono di Abrams in in cantiere oppure in laboratorio. La conoscenza di tale parametro è di fondamentale importanza per la definizione della laviorabilità di un calcestruzzo. Inoltre, mediante lo slump-test, è possibile confrontare agilmente gli effetti fluidificanti di eventuali additivi chimici a parità di rapporto acqua-cemento.

Metodica:

Norma UNI 12350-2 – Il metodo non è applicabile quando la dimensione massima dell’aggregato sia maggiore di 50mm.

 

1.10 Controllo dei tempi di presa di un calcestruzzo

 

Scopo:

Determinazione dei tempi di inizio e fine presa del calcestruzzo in cantiere oppure in laboratorio, misurando la progressiva resistenza alla penetrazione nel tempo di opportune sonde metalliche. Tali misure permettono di stabilire l’influenza sui tempi di presa di variabili estrinseche, quali temperatura, umidità relativa, ovvero intrinseche quali il tipo ed il dosaggio di cemento, il rapporto acqua/cemento, la presenza di additivi ecc.

Metodica:

Norma UNI 7123. Il limite del metodo consiste nel fatto che il campione da sottoporre a prova è costituito dalla malta ottenuta setacciando al crivello 5 UNI 2334 il calcestruzzo in esame.

 

1.11 Determinazione della quantità di acqua d’impasto essudata (Bleeding)

 

Scopo:

Misura dell’essudamento, cioè dell’affioramento di acqua sulla superficie del calcestruzzo. In particolare tale fenomeno, se rilevante, può provocare una diminuzione dell’aderenza acciaio-calcestruzzo a causa di un accumulo di acqua libera sotto le barre d’armatura

Metodica:

Norma UNI 7122 relativa ad un conglomerato con dimensione massima degli aggregati pari a 50 mm.

Il volume dell’acqua essudata può essere espresso sia per unità di superficie del calcestruzzo in esame, che come percentuale dell’acqua di impasto totale.

 

1.12 Determinazione dei ritiro idraulico

 

Scopo:

Determinazione del ritiro assiale di provini di calcestruzzo mantenuti in ambiente termoumidostatico. a scadenze prefissate. Tale misura permette di stabilire, tra l’altro, l’influenza sul ritiro idraulico di un calcestruzzo, dell’impiego di diversi tipi e/o dosaggi di cemento e dell’impiego di opportuni additivi.

Metodica:

Norma UNI 6555, relativa ad un conglomerato con dimensione massima degli aggregati pari a 30 mm. La misura del ritiro si esprime in micron riferendosi al metro come unità di lunghezza.

 

2. PROVE SU AGGREGATI

 

2.1 Analisi granulometrica

 

Scopo:

Determinazione delle percentuali in massa del materiale passante ad una determinata serie di vagli. Tali valori sono di fondamentale importanza al fine di poter convenientemente assorbire le diverse pezzature di aggregato a e disposizione per la formazione del misto granulometrico (mix-design).

Metodica:

Norma UNI 933-1. Generalmente è raccomandabile che il metodo di accertamento comprenda un prelavaggio del materiale in esame. Il campione da analizzare quantitativamente varierà a seconda della dimensione massima dell’aggregato in esame; indicativamente può fissarsi da un minimo di 200 g per una sabbia con D massimo pari a 2 mm ad un massimo di 5 kg per un pietrisco con D massimo pari a 25 rnm. Nel caso in cui si abbia a disposizione un maggior quantitativo di materiale è opportuno ridurlo mediante quartatura; tale operazione è indispensabile nel caso di prelievo da mucchi, volendo ottenere un campione ampiamente rappresentativo.

2.1.1 Valutazione dei fini UNI EN 933-8

Scopo:

Determinazione, mediante lavaggio, del valore di equivalenza in sabbia della classe granulometrica 0-2 mm negli aggregati fini. Tali materiali sono comunque ritenuti dannosi nei confronti dell’indurimento del calcestruzzo e quindi non devono superare determinati valori limite.

Metodica:

La norma di riferimento è la UNI EN 933-8.

 

2.2 Determinazione del modulo di finezza

 

Scopo:

Il modulo di finezza è un parametro che permette di misurare semplicemente la granulometria di un aggregato e quindi è estremamente utile per la verifica della costanza delle caratteristiche di un aggregato impiegato nel corso di un’opera (controlli di uniformità). Inoltre può servire per il confronto di due diversi aggregati di tipo apparentemente simile ovvero per assortire convenientemente fra loro diverse pezzature.

Metodica:

Norma UNI EN 933-1. Si ottiene in seguito all’analisi granulometrica eseguita mediante i vagli della serie UNI prossimi a quelli della serie Tyler da cui deriva il concetto di modulo di finezza. determinandone le percentuali in massa dei trattenuti.

 

2.3 Determinazione del coefficiente di forma e appiattimento

 

Scopo:

Il coefficiente di forma è un parametro che definisce lo scostamento dell’effettivo volume dell’elemento litoide da quello di una sfera ideale di diametro pari alla dimensione maggiore dell’elemento in esame. Quindi tale parametro non dovrà essere inferiore ad un certo valore (0,15) e comunque non potrà mai, ovviamente essere pari a 1. La determinazione del coefficiente di forma, comunque, rappresenta solo un momento dell’intero controllo di qualificazione degli aggregati.

Metodica:

Norma UNI EN 933-3. La misura del coefficiente di forma si esegue su almeno 15 elementi litoidi di pezzatura maggiore di 6 mm.

 

2.4 Contenuto di grumi di argilla e particelle friabili e del contenuto di particelle leggere e frustoli vegetali

 

Scopo:

Individuazione e determinazione delle percentuali in massa dei grumi di argilla, di particelle friabili e leggere e di frustoli vegetali (carbon fossile, lignite e torba), presenti negli aggregati fini e/o grossi. La presenza di tali sostanze, in certe proporzioni, negli aggregati impiegati per la confezione del calcestruzzo, causa effetti nocivi, con particolare riguardo nei confronti dell’indurimento del conglomerato.

Metodica:

Norma UNI 8520-8 e UNI EN 1744-1.

 

2.5 Resistenza alla degradazione per cicli di gelo e disgelo

 

Scopo:

Valutazione della degradazione di un calcestruzzo indurito sottoposto a cicli alternati di gelo in aria e disgelo in acqua. La misura della resistenza alla degradazione viene effettuata indirettamente tramite la determinazione delle variazioni del modulo elastico, della lunghezza e della massa dei provini di calcestruzzo, durante il corso della prova, che comprende l’effettuazione di 300 cicli di gelo e disgelo. È comunque previsto l’arresto della prova prima di tale termine, nel caso in cui si verifichi, sul conglomerato in esame, una riduzione del 60% del modulo elastico dinamico ed una perdita della massa superiore al 3%. Il numero minimo di provini necessari per l’effettuazione delle misure di controllo è pari a 3; tuttavia è necessario disporre di almeno altri 2 provini da riservare come campioni di confronto che non subiscano il trattamento di gelo e disgelo e per il rilevamento termometrico.

Metodica:

Norma UNI 7087. A causa del notevole numero di cieli previsti per l’effettuazione della prova, la sua durata risulta piuttosto lunga, dell’ordine di vari mesi. Un metodo più rapido per la determinazione della resistenza alla degradazione per cicli di gelo e disgelo, è descritto nella norma statunitense ASTM C 666.

 

2.6 Contenuto d’aria nel calcestruzzo fresco

 

Scopo:

Valutazione per pressione del volume d’aria inclusa in un campione di calcestruzzo fresco. Il conglomerato dovrà riempire un apposito recipiente, la cui capacità, ovviamente varierà a seconda della dimensione massima degli inerti impiegati per la confezione del calcestruzzo. La prova consiste, essenzialmente nella misura della riduzione del prefissato volume, a causa dell’incremento di professione applicata al contenitore.

Metodica:

Norma UNI EN 12350-7.

 

2.7 Composizione del calcestruzzo fresco

 

Scopo:

Determinazione in cantiere del dosaggio dell’acqua d’impasto, del cemento, della quantità e della granulometria dell’aggregato. Il prelievo del campione di calcestruzzo fresco da esaminare deve essere eseguito non oltre 30 minuti dall’impasto con acqua. La dispersione dei vari elementi che compongono il conglomerato si ottiene mediante sbattimento del campione di calcestruzzo fresco prelevato, miscelato con una opportuna quantità di alcol denaturato. In particolare, per la determinazione del contenuto di cemento, si considera che esso sia tutto passante allo staccio 0.18 UNI 2332 e quindi occorre disporre degli inerti impiegati per la confezione del calcestruzzo, per poter effettuare una loro analisi granulometrica. Infatti tale operazione consente la valutazione della percentuale di materia passante al suddetto vaglio attribuibile al solo aggregato, necessaria per la correzione del passante allo staccio 0.18, globalmente determinato sul residuo secco del campione di calcestruzzo in esame.

Metodica:

Norma UNI 6393. Il limite del metodo è insito nella necessità di dover disporre dei campioni delle varie classi granulometriche di aggregato impiegate per la confezione del calcestruzzo, situazione, quest’ultima, difficilmente attuabile, in particolare nel caso in cui si tratti di calcestruzzo preconfezionato e si operi al di fuori dell’impianto di betonaggio.

 

2.8 Massa volumica apparente (peso in mucchio)

 

Scopo:

Determinazione del rapporto tra la massa del campione contenuto in un dato recipiente ed il volume di esso. Quindi tale grandezza espressa in Kg/m3, rappresenta il valore della massa dell’aggregato al lordo dei vuoti esistenti tra i granuli e della loro porosità, da ciò deriva appunto il termine “peso in mucchio”. Particolare attenzione va riposta nelle operazioni di riempimento del recipiente, che devono avvenire con un’altezza di caduta dell’aggregato, non superiore a 0.5 cm dal bordo del contenitore, per evitare fenomeni di compattazione.

Metodica:

Norma UNI EN 1097-3.

 

2.9 Massa volumica reale media

 

Scopo:

Valutazione del rapporto tra la massa del materiale ed il suo volume, al netto delle porosità di ogni tipo contenute nell’aggregato fine e/o grosso. Per rendere possibile tale determinazione è necessario in primo luogo, operare una macinazione del campione in esame fino a ridurlo a dimensione minore di 90 micron; in seguito il campione viene ulteriormente raffinato fino a passare completamente attraverso lo staccio 0.09 UNI 2332.

Il valore della massa volumica reale media nel caso di aggregati fini (sabbia) viene espresso in g/cm3 mentre per quelli grossi (Dmax > 4 mm) viene espresso in Kg/m3.

Metodica:

Norma UNI EN 1097-6.

 

2.10 Massa volumica media del granulo, massa volumica media del granulo saturo a superficie asciutta ed assorbimento d’umidità superficiale

 

Scopo:

Essendo l’aggregato fine e/o grosso un materiale costituito da granuli contenente pori permeabili ed impermeabili (porosità “aperte” e “chiuse”), oltre alla massa volumica reale media, precedentemente descritta, si devono distinguere altre due masse volumiche, di cui una, definita, tout court, del granulo, valuta il rapporto tra la massa del materiale ed il suo volume al lordo della porosità impermeabile, mentre la seconda – del granulo saturo a superficie asciutta – esprime il medesimo rapporto, però riferito alla massa del materiale con i pori permeabili saturi di umidità. In particolare quest’ultima grandezza è generalmente nota con il termine inglese con cui viene definita nella normativa statunitense (ASTM) sull’argomento: “bulk specific gravity S.S.D.”, ove S.S.D. sta per saturated surtace dry basis. Il valore dell’assorbimento di umidità superficiale fornisce una precisa indicazione circa la quantità d’acqua che viene trattenuta dall’aggregato, a causa della sua porosità, anche dopo il suo essiccamento all’aria. Le determinazioni delle diverse masse volumiche del granulo, nel caso della sabbia vengono effettuate mediante picnometro, mentre per gli aggregati grossi si può impiegare, alternativamente, il metodo della pesata idrostatica od il metodo del cilindro. Le masse volumiche medie del granulo, sia degli aggregati grossi che fini, vanno espresse in Kg/m3, l’assorbimento d’umidità superficiale è espresso invece come valore percentuale.

Inoltre è il caso di sottolineare che il valore della massa volumica media dell’aggregato è il dato da impiegare per il calcolo del volume occupato dall’inerte nel calcestruzzo e che il valore dell’assorbimento esprime la quantità di acqua che non partecipa ai fenomeni di indurimento del conglomerato (acqua non efficace) e che quindi non va considerata nel computo del rapporto acqua/cemento (A/C), parametro, quest’ultimo, di prevalente influenza per il raggiungimento di determinate resistenze meccaniche.

In ultima analisi, la conoscenza di tali grandezze riveste particolare importanza ai fini della corretta formulazione della ricetta d’impasto di un conglomerato cementizio o di una sua verifica.

Metodica:

Norma UNI EN 1097-6.

 

2.11 Perdita di massa degli aggregati grossi (Los Angeles)

 

Scopo:

Determinazione della perdita di massa degli aggregati da impiegarsi nella confezione di calcestruzzi sottoposti ad azione di rotolamento ed urto nell’apparecchiatura “Los Angeles”. Quindi tale grandezza, oltre a qualificare la resistenza all’usura ed all’abrasione fornisce valide indicazioni circa la compattezza, toutcourt, dell’aggregato ed in particolare sulla sua capacità a conservare la propria forma e dimensioni dei granuli in seguito all’azione meccanica di sbattimento in betoniera. Il procedimento varia a seconda che si considerino aggregati con diametro maggiore di 16 mm oppure con diametro massimo minore di 31.5 mm. In entrambi i casi è prevista una separazione del campione originario, mediante vagliatura, in classi granulometriche, mentre, per quanto riguarda la carica abrasiva, nel primo caso (D > 16 mm), essa è costituita, per ogni classe granulometrica selezionata, da 12 sfere d’acciaio, aventi una massa complessivamente pari a 5 Kg, nel secondo (Dmax < 31.5), la carica abrasiva varia a seconda della classe granulometrica, come riportato di seguito:

Classe granulometrica

del campione

Numero di sfere

Massa della carica

abrasiva

mm

Kg

da 2 fino a 4

6

2.500 ± 0.015

oltre 4 fino a 8

8

3.330 ± 0.020

oltre 8 fino a 16

11

4.584 ± 0.025

oltre 16 fino a 31.5

12

5.000 ± 0.025

(Fonte: norma UNI EN 1097-2)

Metodica:

Norma UNI EN 933-1 e UNI EN 1097-6.

 

2.12 Confronto in calcestruzzo con aggregati di caratteristiche note

 

Scopo:

Valutazione preliminare di un aggregato di qualità non nota rispetto ad un altro aggregato di qualità nota, mediante il confronto delle caratteristiche prestazionali dei calcestruzzi, confezionati con la medesima procedura, con i rispettivi aggregati. Le caratteristiche fisico-meccaniche dei calcestruzzi da determinare sono la consistenza, la resistenza, ed il modulo elastico secante a compressione a 7 e 28 giorni di stagionatura.

Si deve aver cura di scegliere come riferimento un aggregato della medesima natura di quello in esame e di comporre, mediante vagliatura, entrambi gli aggregati in curve granulometriche identiche, confezionando un impasto di prova con la quantità di acqua di impasto pari a quella dell’impasto di riferimento. Nel caso in cui la consistenza di tale impasto si discosti di oltre 3 cm da quella dell’impasto di riferimento, si procede ad una seconda confezione dell’impasto di prova, variando opportunamente l’acqua, in modo da raggiungere la consistenza di riferimento. In tal caso saranno determinati, oltre ai rapporti tra le resistenze ed i moduli elastici secanti a compressione a parità di acqua d’impasto, anche i medesimi rapporti a parità di consistenza.

Metodica:

Norma UNI 8520-21

 

2.13 Classificazione degli aggregati leggeri

 

Scopo:

Determinazione delle principali caratteristiche fisico-meccaniche degli aggregati leggeri, cioè di quei materiali, naturali, od artificiali, che presentano, a causa della loro struttura porosa, una massa volumica di gran lunga inferiore rispetto agli aggregati ordinari. Nel dettaglio, gli aggregati leggeri, per essere considerati tali devono avere caratterizzati da una massa volumica del materiale inferiore a 1000 Kg/m. Tali valutazioni comprendono, oltre all’analisi granulometrica ed alla determinazione della massa volumica media del granulo e del peso in mucchio del materiale, le determinazioni del coefficiente d’imbibizione, della resistenza dei granuli allo schiacciamento, del potere macchiante, della perdita al fuoco, della resistenza al gelo e della stabilità del trattamento a vapore.

Infine le caratteristiche degli aggregati leggeri possono essere globalmente valutate mediante prove su di un calcestruzzo convenzionale costituito da una matrice di malta cementizia normalizzata.

Metodica:

Norme UNI 7549 – Parti 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e UNI 11013.

 

3. NORME TECNICHE PER L’ESECUZIONE DI OPERE IN CEMENTO ARMATO NORMALE (D.M. 9/01/96)

 

3.1 Controlli sul conglomerato (Allegato 2)

3.1.1 Resistenza caratteristica (rif. punto 1 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Agli effetti delle presenti norme un conglomerato viene individuato tramite la resistenza caratteristica a compressione. La resistenza caratteristica è definita come la resistenza a compressione al disotto della quale si può attendere di trovare il 5% della popolazione di tutte le misure di resistenza. Nelle presenti norme, a meno di indicazione contraria, la “resistenza caratteristica” designa quella dedotta dalle prove a compressione a 28 giorni su cubi preparati e confezionati come al punto 3. La resistenza caratteristica richiesta del conglomerato Rck dovrà essere indicata dal progettista delle opere. Il conglomerato per il getto delle strutture di un’opera o di parte di essa si considera omogeneo se la miscela viene confezionata con componenti aventi essenzialmente le stesse caratteristiche di qualità e se i rapporti quantitativi tra i componenti, le attrezzature e le modalità di confezione rimangono praticamente invariati.

3.1.2 Controlli di qualità dei conglomerato (rif. punto 2 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Il controllo di qualità del conglomerato ha lo scopo di accertare che il conglomerato realizzato abbia la resistenza caratteristica non inferiore a quella richiesta dal progetto. Il controllo si articola nelle seguenti fasi:

 

a) Studio preliminare di qualificazione

 

Serve per determinare, prima dell’inizio delle opere, la resistenza del conglomerato. Dovrà essere verificato che il conglomerato abbia resistenza caratteristica non inferiore a quella richiesta dal progetto.

 

b) Controllo di accettazione

 

Riguarda il controllo del conglomerato durante l’esecuzione delle opere.

 

e) Prove complementari

 

Sono prove da eseguire, ove necessario, a completamente delle precedenti prove.

3.1.3 Prelievo dei campioni (rif. punto 3 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Un prelievo consiste nel prelevare dagli impasti, al momento della posa in opera nei casseri, il calcestruzzo necessario per la confezione di un gruppo di due provini. La media delle resistenze a compressione dei due provini di un prelievo rappresenta la “Resistenza di prelievo”, che costituisce il valore mediante la quale vengono eseguiti i controlli del conglomerato.

E obbligo del Direttore dei lavori prescrivere ulteriori prelievi rispetto al numero minimo, di cui ai successivi paragrafi, tutte le volte che variazioni di qualità dei costituenti dell’impasto possano far presumere una variazione della qualità del calcestruzzo stesso.

Per la preparazione e la stagionatura dei provini di conglomerato vale quanto indicato nella UNI 6127-73 e nella UNI FA 72 (dic. 1976); in particolare per la stagionatura vale quanto indicato nel punto 4.l.l. di detta norma. Per la forma e le dimensioni dei provini di calcestruzzo e le relative casse forme, vale quanto indicato nella UNI 6130-72, limitatamente ai provini per le prove di resistenza a compressione. Circa il procedimento da seguire per la determinazione della resistenza a compressione dei provini di calcestruzzo vale quanto indicato nella UNI 6132-72.

3.1.4 Valutazione preliminare della resistenza (rif. punto 4 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Prima dell’inizio di una produzione di serie o della costruzione di una opera, il costruttore deve valutare la resistenza caratteristica per ciascuna miscela omogenea di conglomerato.

Tale valutazione può essere effettuata sulla base delle esperienze acquisite o di valutazioni statistiche, o dell’uno e dell’altro criterio.

Il costruttore resta comunque responsabile della valutazione effettuata, che sarà controllata come al paragrafo seguente.

3.1.5 Controllo di accettazione (rif. punto 5 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Il controllo di accettazione viene eseguito di regola secondo le indicazioni di cui al punto 3.1.5.1.

Per costruzioni con più di 1500 m3 di getto di miscela omogenea si possono adottare, in alternativa, le indicazioni di cui al punto 3.1.5.2.

A) Controllo tipo A (rif. punto 5.1 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Ogni controllo di accettazione è rappresentato da tre prelievi, ciascuno dei quali eseguito su un massimo di 100 m3di getto di miscela omogenea. Risulta quindi un controllo di accettazione ogni 300 m3 massimo di getto.

Per ogni giorno di getto va comunque effettuato almeno un prelievo. Siano R1, R2, R3 le tre resistenze di prelievo, con:

 

R1 £ R2 £ R3

 

Il controllo è positivo ed il quantitativo di conglomerato accettato se risultano verificate entrambe le diseguaglianze:

Rm / Rck + 3,5 (N/mm2[Rm / Rck + 35 (kgf/cm2)]

R1 / Rck – 3,5 (N/mm2) [R1 / Rck – 35 (kgf/cm2)]

in cui:

Rm= ( R1+ R2 + R3 ) / 3

Nelle costruzioni con meno di 100 m3 di getto di miscela omogenea, fermo restando l’obbligo di almeno 3 prelievi e del rispetto delle limitazioni di cui sopra, è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero.

B) Controllo tipo B (rif. punto 5.2 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Nelle costruzioni con più di 1500 m3 di miscela omogenea è ammesso il controllo di accettazione di tipo statistico. Il controllo è riferito ad una definita miscela omogenea e va eseguito con frequenza non minore di un controllo ogni 1500 m3 di conglomerato. Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un prelievo, e complessivamente almeno 15 prelievi sui 1500 m3. Il controllo è positivo e il quantitativo di conglomerato accettato, se risultano verificate entrambe le disuguaglianze:

Rm ³ Rck + 1,4s

R1 £ Rck – 3,5 (N/mm2) [R1 ³ Rck – 35 (kgf/cm2)]

essendo Rm la resistenza media dei 15 o più prelievi, R1 il valore minore dei 15 o più prelievi ed s lo scarto quadratico medio.

C) Prescrizioni comuni per entrambi i criteri di controllo (rif. punto 5.3 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Il prelievo dei provini per il controllo di accettazione va eseguito alla presenza del Direttore dei lavori o di un tecnico di sua fiducia. Il Direttore dei lavori dovrà inoltre curare, mediante sigle, etichette indelebili ecc., che i provini inviati per le prove ai laboratori ufficiali siano effettivamente quelli prelevati alla presenza sua o del tecnico di sua fiducia.

La domanda di prove al laboratorio ufficiale dovrà essere sottoscritta dal Direttore dei lavori e dovrà contenere precise indicazioni sulla posizione delle strutture interessate da ciascun prelievo.

Se una prescrizione del “controllo di accettazione” non risulta rispettata, occorre procedere:

ad un controllo teorico e/o sperimentale della sicurezza della struttura interessata dal quantitativo di conglomerato non conforme, sulla base della resistenza ridotta del conglomerato, ovvero ad una verifica delle caratteristiche del conglomerato messo in opera mediante le prove complementari ove esistessero, o con prelievo di provini del calcestruzzo indurito messo in opera (es. carotaggi) o con l’impiego di altri mezzi d’indagine. Ove ciò non fosse possibile, ovvero i risultati di tale indagine non risultassero tranquillizzanti si potrà dequalificare l’opera, eseguire lavori di consolidamento ovvero demolire l’opera stessa.

I “controlli di accettazione” sono assolutamente obbligatori ed il Collaudatore è tenuto a controllarne la validità, ove ciò non fosse, il Collaudatore è obbligato a far eseguire delle prove che attestino le caratteristiche del conglomerato, seguendo la medesima procedura che si applica quando non risultino rispettati i limiti fissati dai “controlli di accettazione”. La procedura prevista è integralmente estesa alla produzione di serie in stabilimento. Essa dovrà essere documentata dal Direttore di stabilimento che assume la responsabilità del rispetto delle norme.

3.1.6. Prove complementari (rif. punto 6 dell’allegato 2 al D.M. 09/01/96)

Sono prove che si eseguono al fine di stimare la resistenza de1 conglomerato ad una età corrispondente a particolari fasi di costruzione (precompressione, messa in opera o condizioni particolari di utilizzo, temperature eccezionali ecc.). Il procedimento di controllo e uguale a quello dei controlli di accettazione. Tali prove non potranno però essere sostitutive dei “controlli di accettazione” che vanno riferiti ai provini confezionati e maturati secondo le prescrizioni del punto 3. Potranno servire al Direttore dei lavori od al Collaudatore per dare un giudizio del conglomerato ove questo non rispetti il “controllo di accettazione”.

 

3.2. NORME DI CALCOLO: metodo delle tensioni ammissibili (rif. punto 3 del D.M. 09/01/96)

 

3.2.1 Tensioni normali di compressione ammissibili nel conglomerato (rif. punto 3.1.3 del D.M. 09/01/96)

Tenute presenti le prescrizioni contenute nel punto 5.2.l., le tensioni ammissibili avvengono definite in base alla formula sotto indicata, con riferimento alla resistenza caratteristica a 28 giorni Rck tenuto anche presente quanto disposto nel punto 1 dell’Allegato 2.

s c = 6 + (Rck – 15)/4 (N/mm2) [s c = 60 + (Rck – 150)/4 (kgflcm2)]

I valori sopra indicati valgono per travi, solette e pilastri soggetti a flessione o pressoflessione.

Nelle solette di spessore minore di 5 cm le tensioni ammissibili sono ridotte del 30%.

Nelle travi a T con soletta collaborante la tensione ammissibile è ridotta:

– del 30 % per soletta di spessore s < 5 cm;

– del 10% per soletta di spessore s ³ 5 cm.

Per pilastri calcolanti a compressione semplice la tensione ammissibile assume il valore ridotto:

0,7 [1 – 0,03 (25 – s)] s c per s < 25 cm;

0,7 s c per s ³ 25 cm;

con s dimensione trasversale minima della sezione.

Nella sollecitazione di pressoflessione la tensione media dell’intera sezione non deve superare la tensione ammissibile per compressione semplice.

3.2.2 Tensioni ammissibili negli acciai in barre tonde lisce (rif. punto 3.1.5 del D.M. 09/01/96)

La tensione ammissibile non deve superare i valori indicati nel successivo prospetto.

Prospetto 6 Tensioni ammissibili negli acciai in barre tonde lisce

 

TIPO DI ACCIAIO

Fe B 22k

Fe B 32k

– N/mm2

115

155

d s [Kgf/cm2]

[2200]

[2600]

 

3.2.3 Tensioni ammissibili negli acciai in barre ad aderenza migliorata (rif. punto 3.1.6 del D.M. 09/01/96)

Per le barre ad aderenza migliorata si devono adottare le tensioni ammissibili indicate nel prospetto 7.

Prospetto 7 Tensioni ammissibili negli acciai in barre tonde lisce

 

TIPO DI ACCIAIO

Fe B 38k

Fe B 44k

Acciai controllati in stabilimento N/mm2

215

255

[Kgf/cm2]

[2200]

[2600]

 

E’ ammesso tuttavia l’uso di acciaio non controllato in stabilimento purché controllato secondo le modalità di cui al punto 2.2.8.3. con riduzione delle tensioni ammissibili rispettivamente a 185 N/mm2 [1900 Kgf/cm2] e 215 N/mm2 [2200 Kgf/cm2]. Per strutture in ambiente aggressivo, si dovrà effettuare la verifica di fessurazione. Al fine di garantire la durata delle opere si dovrà controllare lo stato di fessurazione (ad esempio secondo metodi paragonabili a quelli previsti al punto 4.2.4.).

 

3.3 NORME DI ESECUZIONE (rif. punto 6 del D.M. 09/01/96)

3.3.1 Disarmo (rif. punto 6.1.5 del D.M. 09/01/96)

Il disarmo deve avvenire per gradi ed in modo da evitare azioni dinamiche. Il disarmo non deve avvenire prima che la resistenza del conglomerato abbia raggiunto il valore necessario in relazione all’impiego della struttura all’atto del disarmo, tenendo anche conto delle altre esigenze progettuali e costruttive; la decisione è lasciata al giudizio del direttore dei lavori.

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CALCESTRUZZI ED AGGREGATI

 

1. PROVE SU CALCESTRUZZO

1.1 Compressione

1.2 Prova non distruttiva su calcestruzzo per la determinazione del modulo di elasticità secante a compressione

1.2.1 Determinazione del modulo elastico dinamico1.3 Flessione

1.4 Trazione indiretta, comunemente detta ” Brasiliana “

1.5 Prelievo di campioni di calcestruzzo indurito

1.6 Controlli sclerometrici su calcestruzzo in opera

1.7 Prelievo di campioni di calcestruzzo fresco in cantiere

1.8 Controllo della resa volumetrica di un calcestruzzo

1.9 Misura della consistenza di un calcestruzzo (Slump-Test)

1.10 Controllo dei tempi di presa di un calcestruzzo

1.11 Determinazione della quantità di acqua d’impasto essudata (Bleeding)

1.12 Determinazione dei ritiro idraulico

2. PROVE SU AGGREGATI

2.1 Analisi granulometrica

2.1.1 Valutazione dei fini UNI EN 933-82.2 Determinazione del modulo di finezza

2.3 Determinazione del coefficiente di forma e appiattimento

2.4 Contenuto di grumi di argilla e particelle friabili e del contenuto di particelle leggere e frustoli vegetali

2.5 Resistenza alla degradazione per cicli di gelo e disgelo

2.6 Contenuto d’aria nel calcestruzzo fresco

2.7 Composizione del calcestruzzo fresco

2.8 Massa volumica apparente (peso in mucchio)

2.9 Massa volumica reale media

2.10 Massa volumica media del granulo, massa volumica media del granulo saturo a superficie asciutta ed assorbimento d’umidità superficiale

2.11 Perdita di massa degli aggregati grossi (Los Angeles)

2.12 Confronto in calcestruzzo con aggregati di caratteristiche note

2.13 Classificazione degli aggregati leggeri

(L’istituto, nell’ambito della Marcatura CE degli aggregati, è Organismo Notificato di Certificazione ed Ispezione – Sistema di Attestazione 2+.)

3. NORME TECNICHE PER L’ESECUZIONE DI OPERE IN CEMENTO ARMATO NORMALE (D.M. 9/01/96)

3.1 Controlli sul conglomerato (Allegato 2)

3.1.1 Resistenza caratteristica (rif. punto 1 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)3.1.2 Controlli di qualità dei conglomerato (rif. punto 2 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

3.1.3 Prelievo dei campioni (rif. punto 3 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

3.1.4 Valutazione preliminare della resistenza (rif. punto 4 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

3.1.5 Controllo di accettazione (rif. punto 5 dell’Allegato 2 al D.M. 09/01/96)

3.1.6. Prove complementari (rif. punto 6 dell’allegato 2 al D.M. 09/01/96)3.2. NORME DI CALCOLO: metodo delle tensioni ammissibili (rif. punto 3 del D.M. 09/01/96)

3.2.1 Tensioni normali di compressione ammissibili nel conglomerato (rif. punto 3.1.3 del D.M. 09/01/96)3.2.2 Tensioni ammissibili negli acciai in barre tonde lisce (rif. punto 3.1.5 del D.M. 09/01/96)

3.2.3 Tensioni ammissibili negli acciai in barre ad aderenza migliorata (rif. punto 3.1.6 del D.M. 09/01/96)3.3 NORME DI ESECUZIONE (rif. punto 6 del D.M. 09/01/96)

3.3.1 Disarmo (rif. punto 6.1.5 del D.M. 09/01/96)

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