7. Calcestruzzo fresco

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    03-Nov-2021
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7. Calcestruzzo frescoimpastato, trasportato, posto in opera,
compattato e rifinito senza che si verifichino
segregazioni”segregazioni”
compattarsi”
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
Importanza della lavorabilità
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.
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
Importanza della lavorabilità
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.
Misura della lavorabilità: slump test
Misura dell’abbassamento (slump) del calcestruzzo sformato da un tronco di cono metallico (cono di
Abrams) con costipazioneAbrams) 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.
slump test
• 0÷5 cm (impasti asciutti o consistenti)
• 5÷12 cm (impasti plastici o normali)
• > 12 cm (impasti fluidi o molli)
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 unda un numero da 1 a 5 che corrisponde ad un impasto sempre più fluido.
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.
Impasto
(metodi volumetrici e gravimetrici).
• Miscelazione per ricoprire tutta la superficie• Miscelazione per ricoprire tutta la superficie delle particelle di aggregato con la pasta di cemento ed omogeneizzare l’impasto.
Impasto
Deve durare un tempo sufficiente ad assicurare l’omogeneità dell’impasto.assicurare l’omogeneità dell’impasto. Non deve essere prolungata per tempi troppo lunghi per evitare evaporazione di acqua con diminuzione di slump.
Trasporto
• I calcestruzzi vengono preparati nelle centrali di betonaggio e trasportati con autobetoniere (3-9 m3).
• Il trasporto in sé non influisce sulla qualità de cls tuttavia durante il trasporto possono avveniretuttavia 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.
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 separazionedelle precauzioni per evitare la separazione
dei componenti durante l’operazione di riempimento delle casseforme (gettata)
Evitare che il cls scenda nel cassero da altezze superiori ai 50-80 cm in caduta libera. Impiegare scivoli a tubi che raggiungano il fondo del cassero. Lasciar cadere il cls da altezzeLasciar 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.
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 noningloba 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.
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.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
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 spessoresegregazione 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
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 aquella 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
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
Stagionatura
• Al termine della presa, inizia il periodo di indurimento a seguito della graduale
idratazione del legante. Il calcestruzzo acquisisce resistenza meccanica fino adacquisisce resistenza meccanica fino ad acquistare la consistenza di una pietra.
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 delmano riempiti dai prodotti di idratazione del
cemento.
Stagionatura
• Per una corretta stagionatura sono fondamentali le condizioni ambientali di umidità relativa che sono influenzate anche da temperatura e vento. Se umidità èda 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.
Effetto della temperatura
• Elevate temperature favoriscono evaporazione dell’acqua ed accelerano la cinetica delle reazioni di idratazione.
30-50 °C inizialmente rapido sviluppo della resistenza che poi si arresta per lunghe stagionature
15-30 °C minori resistenze iniziali ma con crescita costante
< 15°C sviluppo resistenza troppo lento
Stagionatura in climi caldi
posa in opera sera/notte
raffreddamento acqua impasto
cemento a basso calore di idratazione cemento a basso calore di idratazione
mantenere getti umidi
Stagionatura in climi freddi
gettata in ore calde
riscaldamento inerti con vapore
riscaldamento acqua (T minore 40 °C per evitare presa troppo rapida)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.
Quali fattori influenzano la lavorabilità?
• caratteristiche degli aggregati distribuzione granulometrica, Dmax, forma, tessitura
• quantità acqua di impasto• quantità acqua di impasto
• dosaggio cemento
Combinazione degli aggregati
• Raramente l’aggregato a disposizione rientra nei fusi richiesti dalle norme, è quindi necessario combinare più aggregati in modonecessario combinare più aggregati in modo che nel complesso rientrano nel fuso
ganulometrico consigliato.
completamente separata
Dal grafico, il passante al setaccio da 7 mm deve essere 42%
La miscela deve contenere 42 %
dell’aggregato che passa
diversa e parzialmente sovrapposta
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 durevolezza
• 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
Procedura dell’American Concrete Institute (ACI)
• 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
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
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 cementocalcola il dosaggio cemento
4. 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. 5. noti volumi di acqua, cemento e aggregato grosso si determina per
differenza il volume della sabbia