Calcestruzzo fresco

Lavorabilità…definizioni

• “attitudine di un calcestruzzo ad essere

impastato, trasportato, posto in opera,

compattato e rifinito senza che si verifichino

segregazioni”segregazioni”

• “caratteristica che indica la capacità del

calcestruzzo fresco a muoversi ed a

compattarsi”

La mobilità del calcestruzzo è importante per facilitare iltrasporto (per es: pompaggio), il getto (caduta per gravitàlungo una canaletta) e l’avvolgimento dei ferri di armaturaall’interno delle casseforme.

La compattabilità, invece, è importante per agevolare, per

Importanza della lavorabilità

La compattabilità, invece, è importante per agevolare, pereffetto della vibrazione, la fuoriuscita dell’aria intrappolatadal calcestruzzo fresco ed assicurare, quindi, la massimadensità possibile del materiale indurito, oltre che ilmassimo contatto superficiale tra ferri e calcestruzzo.

A parità di sistema vibrante, in un calcestruzzo moltolavorabile l’aria intrappolata è facilmente espulsa, mentrein un calcestruzzo poco lavorabile possono permanere deimacrovuoti d’aria (vespai) che penalizzanosuccessivamente la resistenza meccanica delconglomerato, l’aderenza ferro-calcestruzzo e la

Importanza della lavorabilità

conglomerato, l’aderenza ferro-calcestruzzo e laprotezione dalla corrosione delle armaturemetalliche con conseguente abbattimento del gradodi durabilità del materiale.

Quindi la lavorabilità è una proprietà tipica delcalcestruzzo fresco che condiziona anche leprestazioni del calcestruzzo in servizio.

Misura della lavorabilità: slump test

Misura dell’abbassamento(slump) del calcestruzzosformato da un tronco dicono metallico (cono di

Abrams) con costipazioneAbrams) con costipazionemanuale. Quando la formaviene sollevata l’impastonon più sostenuto siabbassa. La diminuizione dialtezza in cm è il risultatodella prova.

slump test

MisuraMisura delladella lavorabilitàlavorabilità: : slumpslump testtest

• 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 seguitada un numero da 1 a 5 che corrisponde ad unda un numero da 1 a 5 che corrisponde ad unimpasto sempre più fluido.

La consistenza è una caratteristica che deve essere indicata in progetto.

• Generalmente per getti verticali (pilastri e plinti) èpossibile utilizzare impasti di classe S3-S4, mentre pergetti orizzontali o molto armati può essere necessariala classe S5.

• Calcestruzzi di categorie S1 o S2 possono essere usatisolo per getti di grandi dimensioni (pavimentazionistradali, dighe...) e con accurati trattamenti divibrazione dell'impasto.

Impasto

• Dosaggio preciso dei vari componenti

(metodi volumetrici e gravimetrici).

• Miscelazione per ricoprire tutta la superficie• Miscelazione per ricoprire tutta la superficiedelle particelle di aggregato con la pasta dicemento ed omogeneizzare l’impasto.

Impasto

• La miscelazione si esegue in betoniera.

Deve durare un tempo sufficiente adassicurare l’omogeneità dell’impasto.assicurare l’omogeneità dell’impasto.Non deve essere prolungata per tempi troppolunghi per evitare evaporazione di acqua condiminuzione di slump.

Trasporto

• I calcestruzzi vengono preparati nelle centrali dibetonaggio e trasportati con autobetoniere (3-9 m3).

• Il trasporto in sé non influisce sulla qualità de clstuttavia durante il trasporto possono avveniretuttavia durante il trasporto possono avvenirevariazioni di lavorabilità

• Per tempi di trasporto lunghi poi è necessarioaggiungere un ritardante per evitare che inizi la presa.

Posa in opera

• L’impasto è una massa fluida costituita dacomponenti di diverso peso specifico e

dimensioni, è quindi necessario prenderedelle precauzioni per evitare la separazionedelle precauzioni per evitare la separazione

dei componenti durante l’operazione diriempimento delle casseforme (gettata)

Evitare che il cls scenda nelcassero da altezze superioriai 50-80 cm in caduta libera.Impiegare scivoli a tubi cheraggiungano il fondo delcassero.Lasciar cadere il cls da altezzeLasciar cadere il cls da altezzesuperiori a quelle indicateprovoca segregazione. Inoltrel’urto della caduta del clssulle armature ed i casserigenera macrobolle d’aria edaccumuli 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 nonvenisse eliminata la resistenza meccanica delcalcestruzzo indurito sarebbe seriamentecompromessa

• La compattazione si può eseguire a mano con barredi ferro oppure mediante vibratori immersi nellamassa fluida.

Segregazione• Tendenza dei materiali eterogenei dell’impasto a separarsi

a causa della diversa dimensione delle particelle edifferenze di peso specifico

• La segregazione può essere contenuta curando operazionidi impasto, trasporto, posa in opera e rifinitura,scegliendo la granulometria degli inerti ed il dosaggio diacqua.acqua.

• Primo tipo: segregazione durante operazioni di impasto,trasporto, posa in opera e finitura

• Secondo tipo: segregazione che avviene nelle casseforme, acalcestruzzo fermo, aggregato grosso tende a scendere e lamalta a risalire. Si ha a seguito di vibrazione intensa eprolungata

Bleeding (essudamento)

• Sedimentazione sul fondo delle particellesolide per effetto della gravità ed affioramentodi acqua in superficie. É una forma disegregazione che porta anche ad uno spessoresegregazione che porta anche ad uno spessoreaffiorante di 1 cm.

• Anche se di entità modesta può dar luogo anumerosi difetti riguardo le proprietà del clsindurito

Difetti dovuti al bleeding

• Aumento superficiale del rapporto a/c , che causaun abbattimento della resistenza meccanica e delgrado di durabilità della zona corticale, che èquella più esposta agli agenti atmosferici ed aquella più esposta agli agenti atmosferici ed asollecitazioni quali urti, abrasioni ecc.

• Parte dell’acqua può rimanere bloccata sotto gliinerti grandi, specie se di forma appiattitacreando zone di scarsa coesione

Ritiro plastico

• Prima della presa il calcestruzzo può subirediminuzione di volume dovuta a perdita di acqua

per assorbimento da parte delle casseforme e/oper essudazione e successiva evaporazione.

• In climi caldi e zone molto ventilate si possonoprodurre 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 diindurimento a seguito della graduale

idratazione del legante. Il calcestruzzoacquisisce resistenza meccanica fino adacquisisce resistenza meccanica fino adacquistare la consistenza di una pietra.

Stagionatura

• Scopo della stagionatura è mantenere ilcalcestruzzo saturo d’acqua affinchè gli spazi

originariamente pieni d’acqua vengano manmano riempiti dai prodotti di idratazione delmano riempiti dai prodotti di idratazione del

cemento.

Stagionatura

• Per una corretta stagionatura sonofondamentali le condizioni ambientali diumidità relativa che sono influenzate ancheda temperatura e vento. Se umidità èda temperatura e vento. Se umidità èinferiore a 80% l’acqua tende ad evaporarerapidamente, i capillari della pasta sisvuotano, le reazioni idratazione sonoincomplete e il manufatto indurito presentaelevata porosità.

Effetto della temperatura

• Elevate temperature favoriscono evaporazionedell’acqua ed accelerano la cinetica delle reazioni diidratazione.

� 30-50 °C inizialmente rapido sviluppo dellaresistenza che poi si arresta per lunghe stagionature

� 15-30 °C minori resistenze iniziali ma con crescitacostante

� < 15°C sviluppo resistenza troppo lento

Stagionatura in climi caldi

� posa in opera sera/notte

� raffreddamento inerti

� raffreddamento acqua impasto

� cemento a basso calore di idratazione� cemento a basso calore di idratazione

� mantenere getti umidi

�barriere frangivento

Stagionatura in climi freddi

� gettata in ore calde

� riscaldamento inerti con vapore

� riscaldamento acqua (T minore 40 °C per evitarepresa troppo rapida)presa troppo rapida)

� cementi ad elevato calore di idratazione

� protezione contro la dispersione di calore dellegettate aumentando lo spessore delle casseforme oattraverso coimbentazione.

Quali fattori influenzano la lavorabilità?

• caratteristiche degli aggregatidistribuzione granulometrica, Dmax, forma, tessitura

• quantità acqua di impasto• quantità acqua di impasto

• dosaggio cemento

Combinazione degli aggregati

• Raramente l’aggregato a disposizione rientranei fusi richiesti dalle norme, è quindinecessario combinare più aggregati in modonecessario combinare più aggregati in modoche nel complesso rientrano nel fuso

ganulometrico consigliato.

Esempio 1. combinazione di due aggregati di classe granulometrica

completamente separata

Dal grafico, il passante alsetaccio da 7 mm deveessere 42%

La miscela devecontenere 42 %

dell’aggregato che passa

completamente al

setaccio da 7 mm

(sabbia!)

Esempio 2. combinazione di tre aggregati di granulometria

diversa e parzialmente sovrapposta

Calcolo degli impasti

• Stabilire la corretta composizione di un impasto in termini di quantità dei componenti necessarialla preparazione di 1 metro cubo di calcestruzzodotato delle proprietà ottimali:

� bassi costi

� buona lavorabilità

� elevata resistenza meccanica

� elevata durevolezza

• fissato Dmax, la lavorabilità dipende dalla quantità di acqua,determinata dalla tabella, necessaria a fornire la lavorabilitàdesiderata con l’inerte a disposizione

• in funzione di Rc desiderata dai grafici ACI si individuarapporto 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 grossoda impiegare con una sabbia di modulo di finezza fissato, permetro cubo di calcestruzzo.

• noti volumi di acqua, cemento e aggregato grosso sidetermina 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 siindividua rapporto a/c

3. noto rapporto a/c sicalcola il dosaggio cementocalcola il dosaggio cemento

4. su tabelle ACI si determina il volume solido di inerte grosso daimpiegare con una sabbia di modulo di finezza fissato, per metro cubo dicalcestruzzo.5. noti volumi di acqua, cemento e aggregato grosso si determina per

differenza il volume della sabbia