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BREVI NOTE SULLA PRESCRIZIONE, PREPARAZIONE E CONTROLLO IN CANTIERE DEL CALCESTRUZZO

CEMENTIZIO

* * * In base al par. 11.2.1 del D.M. 14 Gennaio 2008 (DM 2008) all’atto del progetto il progettista deve chiaramente dichiarare il “tipo” di calcestruzzo che farà parte delle strutture. Pertanto deve riportare sugli elaborati progettuali:

la classe di resistenza; la classe di consistenza (SLUMP); il diametro massimo dell’aggregato.

Non riportare nel progetto quanto sopra è una gravissima mancanza operativa e legale visto che la Norma lo richiede esplicitamente.

Ricordiamo che il calcestruzzo è ottenuto dalla miscelazione opportuna di cemento, sabbia, acqua e ghiaia. L’acqua è necessaria perché serve a far reagire chimicamente il cemento (idratazione) e permette quindi a questo di incollare come un tutt’uno la sabbia e la ghiaia dando luogo, dopo alcuni giorni di maturazione, ad una massa solida molto simile alle pietre; inoltre, quando l’impasto di calcestruzzo è fresco e quindi gettabile nelle casseforme, l’acqua regola la “fluidità” dell’impasto stesso. Anche il dosaggio di cemento e la forma più o meno tondeggiante degli inerti, nonché il diametro massimo di essi (in genere < 25 – 30 mm), regola la “fluidità” dell’impasto cementizio.

La “fluidità” (o meglio consistenza) è caratterizzabile attraverso lo SLUMP al Cono di Abrams1. La normativa prevede, infatti, le seguenti classi di consistenza:

S1 = CONSISTENZA UMIDA; S2 = CONSISTENZA PLASTICA; S3 = CONSISTENZA SEMIFLUIDA; S4 = CONSISTENZA FLUIDA; S5 = CONSISTENZA SUPERFLUIDA.

Per la maggioranza dei getti si impiega cls con consistenza S4 o S32; così il calcestruzzo è sufficientemente fluido da poter avviluppare bene le armature, riempire a dovere i vari interstizi tra armatura e cassaforma e lasciarsi compattare (tipicamente col vibratore) egregiamente dagli addetti ai lavori: il tutto a favore della durabilità e della statica della struttura.

1 Lo Slump è la differenza tra l’altezza del Cono di Abrams e quella del “mucchietto” di calcestruzzo che si ottiene una volta sfilato il Cono stesso; per maggior chiarezza del tutto vedi oltre. 2 Le strutture inclinate (scale, rampe, travi di falda) richiedono un cls non eccessivamente fluido; la classe S3 sembra tra le più appropriate in tal caso. In definitiva un cls con slump compreso tra 15 e 16 cm (ovvero nella zona di transizione tra S3 e S4) sembra la soluzione quasi ottimale per la stragrande maggioranza dei getti ordinari.

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Slump minori di S3 si utilizzano solo per strutture molto “massicce” in cui è richiesto un basso rapporto a/c (in genere minore di 0,50) per questioni di resistenza e durabilità.

Per il confezionamento del calcestruzzo si richiede acqua preferibilmente potabile. La presenza di sali (cloruri e solfati) deve essere controllata attentamente: in genere l’acqua con più di 1g di sali3 ogni litro è da non utilizzarsi. L’acqua potabile, tanto per dare una nota informativa, ha approssimativamente 0,08 g/l di ione cloruro e 0,1 g dello ione solfato per un totale di circa 0,18 g/l < 1 g/l.

L’ acqua di fogna è da scartare. Le acque naturali (fiume, laghi, torrenti) generalmente sono impiegabili: l’importante è assicurarsi che la torbidità non superi 2 grammi/litro. In ogni caso quando sorgono dubbi sulla qualità dell’acqua è bene sottoporla ad analisi chimiche.

Anche la sabbia e la ghiaia devono essere di buona qualità e ben assortite tra loro secondo curve granulometriche stabilite dall’esperienza e dalla teoria (solitamente si impiega la curva di Fuller).

L’impasto “standard” di calcestruzzo (1 m³) si realizza con: 300 Kg di cemento (tipo 32,5)4; 170- 190 lt d’acqua; 650- 680 Kg di sabbia; 1150- 1200 Kg di ghiaia (o breccia).

Indicativamente, quindi, 1 m³ di calcestruzzo “standard” pesa 2300 Kg e il rapporto acqua-cemento oscilla tra 0,50 e 0,60; non superare 0,65 è assolutamente consigliabile: se l’impasto è “allungato” (con l’acqua) si deve procedere, per garantire la prefissata resistenza caratteristica, all’aggiunta di cemento.

In commercio ci sono moltissimi tipi di cemento in dipendenza della classe di resistenza e della composizione chimica; abbiamo:

CEM I – Cemento Portland; CEM II – Cemento Portland Composito; CEM III – Cemento d’altoforno; CEM IV – Cemento Pozzolanico; CEM V – Cemento Composito.

Ciascun gruppo menzionato può appartenere ad una delle seguenti classi di resistenza:

3 Lo ione cloruro e lo ione solfato sono componenti dei sali temibili per il calcestruzzo. 4 A causa delle varie perdite di cemento in fase di confezionamento e lavorazione del cls, il cemento realmente introdotto nell’impasto è maggiore di 300 Kg; in genere, empiricamente, si aggiunge un sacchetto da 25 Kg per un totale di 325 Kg/m³ senza ritoccare la quantità d’acqua: il tutto a favore della sicurezza.

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Classe 32,5: resistenza a compressione iniziale a 7 gg ≥ 16; resistenza a compressione standard a 28 gg ≥ 32,5 ≤ 52,5;

Classe 32,5R: resistenza a compressione iniziale a 2 gg ≥ 10; resistenza a compressione standard a 28 gg ≥ 32,5 ≤ 52,5;

Classe 42,5: resistenza a compressione iniziale a 2 gg ≥ 10; resistenza a compressione standard a 28 gg ≥ 42,5 ≤ 62,5;

Quindi possiamo avere un cemento tipo 32,5 del gruppo CEM I oppure un 32,5 del gruppo CEM II e così via; poi ogni gruppo è costituito da svariati sottogruppi, ecc.ecc.

Per dare qualche riferimento pratico faccio presente che un cemento molto diffuso (ad alta resistenza) nella cantieristica è il Cemento Portland al Calcare 42,5R (CEM II/A-LL) con composizione media seguente:

CLINKER: 85%; CALCARE: 12%; COSTITUENTI SECONDARI: 3%.

La presa inizia dopo 1 ora e 15 minuti circa, la resistenza a compressione dopo soli 2 giorni di maturazione è superiore a 25 MPa: a 28 giorni supera quasi sempre 50 – 51 MPa. Altro cemento iperdiffuso in Italia (forse il più diffuso) è il Cemento Portland al Calcare 32,5R (CEM II/A-LL).

Sotto riporto un diagramma tipo che mostra l’andamento della Rck in funzione del rapporto acqua/cemento e della qualità del cemento utilizzato come legante idraulico.

-Curva Rck in funzione del rapporto acqua/cemento-

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Sotto riporto la correlazione tra classe di consistenza e SLUMP al Cono di Abrams:

CLASSE CONSISTENZA SLUMP (mm) DENOMINAZIONE

S1 10 – 40 UMIDA

S2 50 – 90 PLASTICA

S3 100 – 150 SEMIFLUIDA

S4 160 – 200 FLUIDA

S5 > 210 SUPERFLUIDA

-Tabella Classe di Consistenza in funzione dello SLUMP-

Ai tecnici di cantiere si richiede che quanto su menzionato sia sufficientemente conosciuto; in particolare prima del getto essi si devono accertare che il calcestruzzo fornito dal fornitore sia conforme a quello previsto nel progetto; se il progetto prevede SLUMP S4, prima di gettare, si deve procedere alla verifica (SLUMP TEST) di questo col Cono di Abrams che dovrebbe sempre essere presente in cantiere.

- Cono di Abrams per la misura dello Slump -

Operativamente si procede così: porre il Cono di Abrams su un piano orizzontale; versare dentro il Cono un quantitativo di calcestruzzo fino a riempirlo a 1/3 della sua

altezza; costipare a mano il calcestruzzo con un tondino del 16 o del 18 lungo circa 1,10 m; versare altro calcestruzzo per un altro terzo e ricostipare come sopra; riversare sempre calcestruzzo per un altro terzo, costipare come sopra e così via. riempito il Cono, rasare con apposita asta (o con cazzuola qualora sprovvisti) la sua

base superiore per livellare il cls; sollevare (sfilare) con velocità moderata il Cono prendendolo per le maniglie

laterali.

Alla fine di questa procedura il cls tende ad “adagiarsi” sul piano orizzontale in funzione della sua “fluidità”; se è molto fluido si adagia molto, se poco fluido si adagia poco; se è “durissimo” si adagia quasi per niente.

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