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L. Coppola – Concretum – Messa in opera, compattazione e stagionatura del calcestruzzo

“I CONTROLLI DI RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA ”

Prof. Ing. Luigi Coppola

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BERGAMO

FACOLTA ’ DI INGEGNERIA


D.M. 23.09.2005 – S.O.G.U. N.159

Una delle novità salienti introdotte dalle“ Norme Tecniche per le Costruzioni ”(paragrafo 11.1.6) è relativa al valore mediodella resistenza meccanica acompressione ” cubica ” (Rcub-opera ) delconglomerato cementizio valutatadirettamente sulle strutture già realizzate(controllo della qualità del calcestruzzo inopera) che deve risultare non inferioreall ’85 % del valore caratteristico (Rck-progetto )utilizzato dal progettista nel dimensionamentodelle strutture.


NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI (D.M. 23.09.2005 – S.O.G.U. N.159)

Rcubmedia-opera ≥ 0.85 Rckprogetto


NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M. 14.01.2008

11.2.6 CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA

È accettabile un VALORE MEDIO DELLARESISTENZA STRUTTURALE, misuratacon tecniche opportune (distruttive e nondistruttive) e debitamente trasformata inresistenza cilindrica o cubica, NONINFERIORE ALL ’85% DEL VALORE MEDIODEFINITO IN FASE DI PROGETTO.


D.M. 14.01.08

fck = 0.83 Rck

fcm = 0.83 Rcm

fcm = fck + 8 N/mm2

0.83 Rcm = 0.83 Rck + 8 (in N/mm2)Rcm = Rck + 9.6 (in N/mm2)

Rcubmedia-opera ≥ 0.85 Rcm-progetto

Rcubmedia-opera ≥ 0.85 (Rckprog + 9.6)


EN 13791

Rck-opera ≥ 0.85 Rckprogetto


PRESCRIZIONE DI CAPITOLATO

ACCERTARE CHE IL PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI CONSEGUIRE IL VALORE PRESCRITTO DAL PROGETTISTA PER

LA RCK

CONTROLLI DI ACCETTAZIONE EFFETTUATI CON PRELIEVO DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA

DEL CALCESTRUZZO IN CANTIERE

CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA SU CAROTE

CON h/d=1 ESTRATTE DALLE STRUTTURE

PROGETTISTA

IMPRESA e D.L.

D.L.

PRIMA DELL’INIZIO DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DELL’OPERA

PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO

ALLA CONSEGNA

IN FASE PROGETTUALE

DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO

CHI? QUANDO?COSA?

D.L.


CARTIGLIO MATERIALI


VOCE DI ELENCO PREZZI

Fornitura e posa in opera di calcestruzzo a prestazione garantita, in accordo alla EN

206-1, per strutture ….. in classe di esposizione ….. (UNI EN 206 -1 e UNI

11104), Rck …. N/mm2, Lavorabilità al getto …., Dmax …. mm, Cl ….


ACCERTARE CHE IL FORNITORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI PRODURRE IL

CALCESTRUZZO RISPONDENTE ALLE SPECIFICHE DI CAPITOLATO DEFINITE IN FASE

PROGETTUALE

ACQUISIRE LA DOCUMENTAZIONE DI CONFORMITA’ DELLE

MATERIE PRIME IMPIEGATE NELLA PRODUZIONE DEL

CALCESTRUZZO ALLE NORME VIGENTI (UNI-

EN 12620, UNI-EN 934-2, UNI-EN 1008, UNI-EN

197/1,ETC.)

ACQUISIRE LA DOCUMENTAZIONE

CHE LA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO

AVVENGA CON UN CONTROLLO DI PROCESSO IN

ACCORDO ALLE « Linee guida sul

calcestruzzo preconfezionato »

CERTIFICATO DA UN ORGANISMO TERZO

CHI? QUANDO?COSA?

IMPRESA e D.L.

IMPRESA e D.L.


SCELTA DEL PRODUTTORE

FPC

PROCESSO INDUSTRIALIZZATO

IN IMPIANTI ESTERNI AL CANTIERE

CALCESTRUZZI IN PRODUZIONE CONTINUA


IN IMPIANTI DI CANTIERE

VOLUME DI CALCESTRUZZO PRODOTTO > 1500 m3 DI MISCELA OMOGENEA

DOSSIER : Ingredienti, Calcestruzzo: prestazioni reologiche e meccaniche

DOCUMENTI: FPC


FPC

SCELTA DEL PRODUTTORE

PREQUALIFICA


IN IMPIANTI ESTERNI AL CANTIERE

CALCESTRUZZI SPECIALI NON PRODOTTI DI ROUTINE

PROCESSO NON INDUSTRIALIZZATO

IN IMPIANTI DI CANTIERE

VOLUME DI CALCESTRUZZO PRODOTTO < 1500 m3 DI MISCELA OMOGENEA

DOSSIER : Ingredienti, Calcestruzzo: prestazioni reologiche e meccaniche

DOCUMENTI: Certificazione rilasciata da Laboratori di cui all ’art. 59 del DPR 380/2001


PRESCRIZIONE DI CAPITOLATO

ACCERTARE CHE IL PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO SIA IN GRADO DI CONSEGUIRE IL VALORE PRESCRITTO DAL PROGETTISTA PER

LA RCK

CONTROLLI DI ACCETTAZIONE EFFETTUATI CON PRELIEVO DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA

DEL CALCESTRUZZO IN CANTIERE

CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA SU CAROTE

CON h/d=1 ESTRATTE DALLE STRUTTURE

PROGETTISTA

IMPRESA e D.L.

D.L.


PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO

ALLA CONSEGNA

IN FASE PROGETTUALE

DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO

CHI? QUANDO?COSA?

D.L.


TRASPORTO DOPO ALMENO 16 h DAL CONFEZIONAMENTO

ESPULSIONE DELL’ARIA DALL’IMPASTO E RAGGIUNGIMENTO DELLA MASSA

VOLUMICA MASSIMA

COMPATTAZIONE A RIFIUTO DEL CALCESTRUZZO

EVITARE CHE TEMPERATURE COSTANTEMENTE FREDDE O

TEMPERATURE ELEVATE DURANTE I PRIMI GIORNI DAL GETTO PENALIZZINO LA

RESISTENZA A 28 GG.

MATURAZIONE A 20 °C

EVITARE CHE SI FORMINO MICROFESSURAZIONI NEL CALCESTRUZZO FRESCO PER EFFETTO DEGLI URTI DOVUTI AL TRASPORTO SU STRADE ACCIDENTATE

MATURAZIONE IN ACQUA O IN AMBIENTE CON U.R.> 95%

EVITARE LA COMPARSA DI FESSURAZIONI E GARANTIRE UNA CORRETTA IDRATAZIONE

DEL CEMENTO

PLANARITA’ DELLE FACCE DEI PROVINI E PERPENDICOLARITA’

EVITARE ROTTURE DEL PROVINO PER CONCENTRAZIONI DI SFORZO O PER SFORZI DI TRAZIONE GENERATI DA

ECCENTRICITA’ DEL CARICO

MODALITA’ DI PROVA MOTIVAZIONE


RESISTENZA E COMPOSIZIONE

In definitiva, quindi, il rispetto delle condizionisopramenzionate nel confezionamento e nellamaturazione dei provini ha come obiettivo quello di farsi che la resistenza meccanica a compressione diprelievo desunta dalle prove di schiacciamento dipendaesclusivamente dai parametri composizionalidell ’impasto quali il rapporto a/c, il tipo e la classe dicemento, tipo e dosaggio di eventuali aggiuntepozzolaniche o idrauliche impiegate nelconfezionamento dell ’impasto di cui è responsabile ilproduttore del calcestruzzo.


CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI

CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN 12390

ACCERTARE CHE LA RESISTENZA CARATTERISTICA DEL CALCESTRUZZO SIA CONFORME A QUELLA UTILIZZATA

DAL PROGETTISTA NEL DIMENSIONAMENTO STRUTTURALE

SICUREZZA STRUTTURALE

STABILIRE SE IL CALCESTRUZZO FORNITO E’ CONFORME A QUELLO CONCORDATO CON LA STIPULA DEL

CONTRATTO TRA PRODUTTORE E IMPRESA

CONTRATTUALE

CHI? QUANDO?COSA?

D.L. PRIMA DEL GETTO DEL CALCESTRUZZO

ALLA CONSEGNA


CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU

PROVINI CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE

EN 12390

NESSUNA NECESSITA’ DI EFFETTUARE I PRELIEVI IN

CONTRADDITTORIO

EFFETTUATI DALLA D.L.

(SUPER PARTES)

NECESSITA’ DI EFFETTUARE I PRELIEVI IN CONTRADDITTORIO

CON IL PRODUTTORE

EFFETTUATI DALLA IMPRESA (PARTE IN

CAUSA)

CONTROLLO DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI

CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN 12390 IN

AGGIUNTA A QUELLO EFFETTUATO DALLA D.L.


CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DEL CALCESTRUZZO SU PROVINI

CONFEZIONATI E MATURATI IN ACCORDO ALLE EN 12390

CERTEZZA CHE L’ITER PROCEDURALE NEL CONFEZIONAMENTO E NELLA

CONSERVAZIONE DEI CUBETTI VENGA RISPETTATO

PRIMA DEL GETTO DEL

CALCESTRUZZOALLA CONSEGNA

D.L.INCARICA UN

LABORATORIO AUTORIZZATO

(L.1086)


DUPLICE VALENZA

Resta inteso che i prelievi effettuati dallaDirezione Lavori hanno un duplice valore inquanto :1. la Direzione lavori li utilizzerà per controllareche la resistenza meccanica del calcestruzzofornito sia conforme al valore prescritto dalprogettista per il rispetto dei livelli di sicurezzagenerale delle strutture;2.l ’acquirente (generalmente l ’ impresa) potràutilizzarli per valutare se il calcestruzzo fornito ècongruente con quello pattuito commercialmentecon il produttore.


RESPONSABILITA’

Eventuali non conformità evidenziate dai valoridi resistenza a compressione, misurati con lemodalità sopra descritte, su provini prelevati a“bocca di betoniera ” o a pié d ’opera, rispettoalla resistenza caratteristica a compressioneprescritta dal progettista e pattuita traacquirente e fornitore ricadono senza alcunaombra di dubbio sotto l’esclusiva responsabilitàdel produttore di calcestruzzo


ONERI

In sostanza, la resistenza a compressione valutata suicubetti a bocca di betoniera consente di stabilire se essa èconforme al valore caratteristico utilizzato dal progettis tanel dimensionamento strutturale (VALENZASTRUTTURALE) permettendo, nell ’ eventualità che ilcontrollo dovesse risultare negativo, di accollare gli one riderivanti da una minore resistenza a compressione delcalcestruzzo fornito rispetto a quella utilizzata per ilcalcolo strutturale (e pattuita nel contratto commercialetra produttore e impresa), interamente al fornitore.


PENALE

A) applicazione di una penale tanto maggiore quanto piùil valore caratteristico della resistenza a compressioneeffettiva ( Rckeff ) si discosta (in meno ovviamente) daquello utilizzato per il calcolo strutturale ( Rckprogetto ). Adesempio, a titolo di suggerimento si potrebbe applicareuna penale pari al 5-10% del prezzo del calcestruzzo conla Rck pattuita se la resistenza caratteristica effettiva delconglomerato è > 90% di quella stabilita contrattualmentee una penale del 15-20% se il valore effettivo dellaresistenza caratteristica dovesse risultare inferiore ouguale al 90% di quella pattuita;


RIDUZIONE DEL PREZZO

Applicazione di una riduzione delprezzo anch ’essa proporzionale aldeficit di resistenza a compressioneriscontrato .


RIDUZIONE DEL PREZZO

A titolo di esempio, si potrebbe applicare unariduzione del prezzo così calcolata:


ESEMPIORck-progetto = 30 N/mm2

Rck-eff (controllo di accettazione) = 25 N/mm 2

PENALE 15%RIDUZIONE DI PREZZO ≈ 21%

PREZZO EFFETTIVO ≈ 33% inferiore del prezzo diRck 30 N/mm2.


CONSIDERAZIONI

E’ evidente che quanto suggerito determina unconsistente abbattimento del prezzo delcalcestruzzo che, tuttavia, non deve essere vistocome un provvedimento “punitivo ” nei confrontidel produttore, ma va inteso come “deterrente ”che stimoli il fornitore ad esercitare in centrale dibetonaggio stringenti controlli sulla produzioneper evitare di incorrere in controlli di accettazionecon esito negativo


COSTI DI DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE

Costi derivanti dalla necessità, emersa aseguito delle verifiche strutturali, di effettuareinterventi di consolidamento o di demolizionee ricostruzione degli elementi realizzati con ilcalcestruzzo non conforme. In quest ’ultimaevenienza (demolizione e ricostruzione) non siapplica ovviamente né la penale né la riduzionedi prezzo .


CONTROLLO DELLA RESISTENZA A COMPRESSIONE IN OPERA MEDIANTE

ESTRAZIONE E SUCCESSIVO SCHIACCIAMENTO DI CAROTE

ESITO NEGATIVO DEL CONTROLLO DI ACCETTAZIONE EFFETTUATO CON PRELIEVO

DI PROVINI CUBICI AL MOMENTO DELLA CONSEGNA DEL CALCESTRUZZO IN

CANTIERE

OBBLIGATORIO

ESITO POSITIVO DEL CONTROLLO DI ACCETTAZIONE MA SUSSISTONO DUBBI SULLA QUALITA’ DELL’ESECUZIONE

DELLE STRUTTURE

DISCREZIONALE

CHI? QUANDO?COSA?

D.L. DOPO L’ESECUZIONE DEL GETTO


NOVITA’RESISTENZA

« CUBICA » MEDIA IN OPERA ALMENO PARI ALL’85% DI QUELLA

MEDIA UTILIZZATA NEL DIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE

NTCDOPO LA POSA IN

OPERA DEL CALCESTRUZZO

CHI? QUANDO?COSA?

Rcubmedia-opera ≥ 0.85 Rcm-progetto


COEFFICIENTE PARZIALE DI SICUREZZA DEL MATERIALE

La diminuzione della resistenza a compressionein opera è tenuta in conto attraverso ilcoefficiente di sicurezza parziale del materiale. Ildimensionamento viene, infatti, effettuato con unvalore della resistenza a compressione inferiore aquello caratteristico


NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M. 14.01.2008

4.1.2.1.1.1 RESISTENZA DI CALCOLO A COMPRESSIONE DE L CALCESTRUZZO

Per il calcestruzzo la resistenza di calcolo a compressione, fcd:

fcd = αccfck / γc

fckresistenza caratteristica cilindrica a compressione del calcestruzzoa 28 giorni.

αcccoefficiente riduttivo per le resistenze di lungadurata 0,85

γCcoefficiente parziale di sicurezza relativo alcalcestruzzo 1,5


C25/30

fcd = 25 x 0.85 / 1.5 = 14.2 N/mm 2

ESEMPIO


CAROTAGGIO

La determinazione delle caratteristichemeccaniche del calcestruzzo, in particolaredella resistenza caratteristica a compressione,può essere effettuata attraverso un metodo diprova distruttivo, ovvero il prelievo di campionimediante carotaggio, e la successiva prova dirottura a compressione.


CUBETTI E CAROTE

Come è noto il dimensionamento delle sezioni incalcestruzzo armato avviene sulla base del valore dellaresistenza caratteristica a compressione misurata suprovini cubici di lato 150 mm , compattati a rifiuto ematurati per 28 giorni alla temperatura di 20 °C e U.R.del 95%. Nella valutazione della resistenza acompressione in opera essendo praticamenteimpossibile estrarre dalle strutture dei cubi di lato 150mm si deve ricorrere, invece, ad effettuare la prova dischiacciamento su carote.


IMPOSSIBILITA’ DI COMPATTARE CON LA STESSA EFFICACIA DEL CUBETTO LE STRUTTURE IN OPERA

RESISTENZA « CUBICA » MEDIA IN OPERA INFERIORE A R cm,progetto

IMPOSSIBILITA’ DI MATURARE A UMIDO LE STRUTTURE IN OPERA PER 28 GIORNI COME PER IL

PROVINO CUBICO

MALUS 15 %


STRUTTURA COLLAUDABILE

MALUS vs R cm-progetto

≤ 15%

VERIFICA DELLE SEZIONI

> 15%


CONTROLLO DELLA RESISTENZA IN OPERA

STRUTTURA NON COLLAUDABILE

VERIFICA SEZIONI

CONSOLIDAMENTODEMOLIZIONE e RICOSTRUZIONE

STRUTTURA COLLAUDABILE

CASOControllo di accettazione

Controllo resistenza in

opera

Azioni da intraprendere

ONERI per interventi di consolidamento,

demolizione/ricostruzione

1 POSITIVO Rckeff

≥ Rckprogetto

POSITIVO Rcm,opera ≥

85%Rcmprogetto

NESSUNAla struttura è collaudabile

-

2 POSITIVO Rckeff

≥ Rckprogetto

NEGATIVO Rcm,opera <

85%Rcmprogetto

VERIFICA SEZIONI

utilizzando un valore pari a R ck,opera /0.85

IMPRESA ESECUTRICE

3 NEGATIVO Rckeff < Rckprogetto


85%Rcmprogetto

POSITIVO Rcm,opera ≥ 85%Rcmeff

VERIFICA SEZIONI

utilizzando un valore pari a R ck,opera /0.85

PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO

4 NEGATIVO Rckeff < Rckprogetto


85%Rcmprogetto

NEGATIVO Rcm,opera

85%Rcmeff

VERIFICA SEZIONI

utilizzando un valore pari a < R ck,opera /0.85

IMPRESA ESECUTRICE E

PRODUTTORE DI CALCESTRUZZO


LA STRUTTURA E’ COLLAUDABILE

Rck-progetto

ENTRAMBI GLI ATTORI HANNO SVOLTO CORRETTAMENTE LE PROPRIE MANSIONI

Rck-eff ≥ Rck-progetto

Rcm-opera ≥ 0.85 Rcm-progetto

Controllo di accettazione

Controllo resistenza in opera


LA STRUTTURA NON E’ COLLAUDABILE

Rck-progetto

LE RESPONSABILITA’ SONO ESCLUSIVE DELL’IMPRESA ESECUTRICE

Rck-eff ≥ Rck-progettoControllo di accettazione

Controllo resistenza in operaRcm-opera ≥ 0.85 Rcm-progetto



Rck-progetto

LE RESPONSABILITA’ SONO ESCLUSIVE DEL FORNITORE DI CALCESTRUZZO

Rck-eff < Rck-progettoControllo di accettazione


Rcm-opera ≥ 0.85 Rcm-eff



Rck-progetto

LE RESPONSABILITA’ SONO DI ENTRAMBI GLI ATTORI

Rck-eff < Rck-progettoControllo di accettazione


Rcm-opera < 0.85 Rcm-eff


GIUDIZIO OGGETTIVO

In definitiva, quindi, se correttamente e inaccordo alle Norme tecniche per le Costruzioni, ilDirettore Lavori effettua i controlli diaccettazione e successivamente decida divalutare la resistenza a compressione delcalcestruzzo in opera sarà sempre possibilestabilire univocamente e con dati oggettivi leazioni da intraprendere e a chi accollare gli oneriderivanti dagli interventi che si rende necessarioattuare.


COLLAUDABILITA’

ACCERTAMENTO RESPONSABILITA’

CUBETTI CAROTE

GIUDIZIO OGGETTIVO



SITUAZIONE INTRICATA

La situazione, invece, diventa più complicata in quei contesti in cui una disattenta Direzione

Lavori omette di effettuare i controlli di accettazione, contravvenendo già ad un obbligo di legge, e successivamente decida di valutare la resistenza del calcestruzzo dalle strutture in opera ai fini della collaudabilità dell ’elemento.


LA STRUTTURA E’ COLLAUDABILE

Rck-progetto

Rck-eff ?????? Controllo di accettazione


ENTRAMBI GLI ATTORI HANNO SVOLTO CORRETTAMENTE LE PROPRIE MANSIONI



Rck-progetto

Rck-eff ?????? Controllo di accettazione

Controllo resistenza in operaRcm-opera < 0.85 Rcm-progetto

LE RESPONSABILITA’ SONO DI ???????


DIREZIONE LAVORIPER MANCATO CONTROLLO DI ACCETTAZIONE

DELLA DIREZIONE LAVORI

NEGLIGENZA

FRODE NEL CASO CHE D.L. LAVORI

PER CONTO DELL’IMPRESA ESECUTRICE

LE RESPONSABILITA’ SONO DI ???????



ACCERTARE CHE LA STRUTTURA SIA O MENO

COLLAUDABILE

COLLAUDABILITA’

STABILIRE LE RESPONSABILITA’ DELLA NON CONFORMITA’ DELLA RESISTENZA IN

OPERA (PRODUTTORE E/O IMPRESA)


CHI? QUANDO?COSA?

D.L. DOPO IL GETTO DEL CALCESTRUZZO


COLLAUDABILITA’


CUBETTI CAROTE

GIUDIZIO OGGETTIVO


CAROTE

GIUDIZIO SOGGETTIVO

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