Il calcestruzzo getto e maturazione · un pestello o con un mezzo meccanico 9 e 10 gennaio 2003 -...

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9 e 10 gennaio 2003 - il calcestruzzo -

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INDICE

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Il cls fresco 1/5 – operazioni

Una volta effettuato

• il mescolamento degli ingredienti,

il cls deve essere • trasportato • messo in opera• costipato

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Trasporto – 1/5

Dopo l’impasto il cls viene:

• o scaricato a terra• o caricato su un mezzo di trasporto.


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Trasporto – 2/5Durante lo scarico, gli inerti grossi tendono a rotolare verso labase del mucchio.

Conseguenza del fenomeno:• alterazione dell’omogeneità dell’impasto

Fattori che accentuano il fenomeno:• granulometria discontinua• basso dosaggio di cemento• basso valore A/C

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Trasporto – 3/5

Rimedi:• cls “ben assortito”• cls “pastoso”• perfetta aderenza pasta/aggregato


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Trasporto – 4/5

Durante il trasporto in benne o carriole:• il cls subisce “scosse”• il cls è soggetto a vibrazioni di diverso tipo.

Conseguenze:• gli inerti di diametro maggiore si spostano verso

il fondo• la pasta di cemento sale in superficie, dando

origine alla segregazione dovuta al trasporto.

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Trasporto – 5/5

Dunque, per evitareeterogeneità:

• non mettere acqua in eccesso (no “brodaglia”)

• realizzare un impasto compatto, pastoso e ben legato dalla pasta di cemento

• evitare un impasto troppo asciutto


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Il cls fresco 2/5 – caratteristiche

Le caratteristiche collegate al calcestruzzofresco sono

• la lavorabilità • la segregazione

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Il cls fresco 3/5 – lavorabilità

La lavorabilità riguarda

la capacità della miscela di muoversi a seguitodell’applicazione di una certa forza e

la capacità di compattarsi, per l’eliminazione deivuoti, quando il materiale, introdotto all’interno diuna cassaforma, è costipato o manualmente conun pestello o con un mezzo meccanico


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Il cls fresco 4/5 – segregazione

La segregazione riguarda

l’attitudine del calcestruzzo fresco asepararsi in frazioni tra loro molto diversecon il rischio di dare vita ad un materialeeterogeneo

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Il cls fresco 5/5 – il cls ideale

Il calcestruzzo ideale per una buona riuscitadelle operazioni di mescolamento, ditrasporto, di getto e di costipamento, è uncls molto lavorabile e poco segregabile.

Queste due caratteristiche però sonoantitetiche: si tratta di trovare una soluzionedi compromesso che soddisfi le esigenze.


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Lavorabilità – 1/10

La lavorabilità è

• una caratteristica del cls che fa riferimento alla compattabilità

e• indica la facilità di messa in opera e la

resistenza alla segregazione.


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Lavorabilità – 2/10…poiché le armature devono essere ben protettecontro gli agenti atmosferici perché ogni contattocon l’esterno rischia di provocare corrosione,

occorre che il riempimento delle casseforme siaeseguito a regola d’arte e senza difficoltà, ossiache il cls sia lavorabile, in altre parole che

• il cls deve riempire perfettamente la cassaforma e passare attraverso le armature

• il diametro max degli inerti deve essere scelto in funzione delle armature

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La messa in opera del cls avviene per scorrimento del materiale su se stesso.

L’operaio che riempie la cassaforma si avvale di un utensile a contatto con gliinerti per spostarli.

La difficoltà di messa in opera è tanto maggiore quanto più è elevato l’attrito interno.

Per gettare il cls è quindi necessario vincere l’attrito interno e la coesione.


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Dalla lavorabilità del calcestruzzo dipendono:• la densità • il modulo elastico • lo scorrimento viscoso • la resistenza al fuoco • la durabilità.

La resistenza meccanica è direttamente proporzionale alladensità di un cls.

La lavorabilità deve tener conto del:• metodo di compattazione disponibile• tipo di struttura da realizzare.

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Lavorabilità – 5/10I metodi di misura sono tre: • l’abbassamento al cono di Abrams• il fattore di compattazione • il consistometro VeBe.

I metodi di misura della lavorabilità sono diversi edognuno di essi mette maggiormente in evidenza uno o piùaspetti della lavorabilità.

Tutti si basano sulla misura del grado di compattazione odel movimento che si verifica nel cls in conseguenza di undeterminato lavoro speso.


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Cono di Abrams o ��

• riempire un tronco di cono aperto alle due estremità con due maniglie (strumento semplice, soggetto a norma UNI – h= 30 cm, d=20 cm, D= 10 cm), posto su un piano rigido orizzontale metallico non assorbente

• costipare con un numero normalizzato di colpi di pestello normalizzato

• rasare con la cazzuola• sformare• misurare l’abbassamento della forma (con

una sbarra) una volta tolto lo stampo.

Abbassamento (cm) = plasticità impasto

I valori di lavorabilità non sonoapprezzabili per un cls asciuttissimo emolto rigido.

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Lavorabilità – 7/10Metodo di VeBe (consitometro VeBe)• confezionare un cono di Abrams normalizzato• posizionare il cono su un piano vibrante• sollecitare il cono• misurare il tempo in cui il cono diventa qualcosa che ha riempito

completamente il recipiente

Unità di misura: secondi

I valori di lavorabilità non sono apprezzabili per un cls fluido e superfluido.


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Lavorabilità – 8/10Fattore di compattazione• Prendere tre recipienti messi uno sull’altro ad una certa

distanza• Riempire il recipiente superiore (tronco di cono con sportello ad

estermità inferiore) di cls e rasarlo - si apre lo sportello e il clscade nel cono inferiore, di minore capacità del primo e dotato sempre di sportello inferiore

• Rasare il cls in eccesso – il cls cade nel recipiente cilindrico, nel quale viene pesato.

Fattore di compattazione = rapporto tra questo peso e quello dellostesso cls che si può compattare con un pestello all’internodel contenitore cilindrico (misurato sperimentalmente a parte ocalcolato mediante pesi specifici)

Si misura il lavoro �� speso per compattare un cls; in realtà simisura il reciproco di questa grandezza, ossia la compattazione chesi realizza in un conglomerato per l’applicazione di un lavoro utilecostante o standardizzato.

Metodo utilizzato solo in laboratorio per la complessitàdell’apparecchiatura.

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I fattori che influenzano la lavorabilità sono:

• il contenuto di acqua • il rapporto acqua/cemento • il rapporto aggregato/cemento• l’angolarità • la distribuzione granulometrica dell’inerte• la presenza di additivi


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Lavorabilità – 10/10Il cls, subito dopo il mescolamento, perdeprogressivamente la lavorabilità iniziale:

si dovrebbe dunque tener conto del tempo tramescolamento e posa in opera per una correttamisura della lavorabilità.

Le cause della perdita di lavorabilità sono: • assorbimento di acqua da parte di inerti insaturi• evaporazione dell’acqua• reazione dell’acqua con il cementotutti elementi che comportano una diminuzione di acqua libera.

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Messa in opera per vibrazione – 1/8

Il principio di base per la progettazione delcls:• ottenere una miscela con la massima lavorabilità, il

minor attrito interno con minima quantità di acqua

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I cls con poca acqua non possono esseremessi in opera e costipati manualmente…

allora

…si usa la VIBRAZIONE


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Le numerose superfici di contatto fra gliinerti creano vari attriti la cui risultante è uncoefficiente globale di attrito interno

L’effetto della vibrazione è appunto quello diridurre o annullare l’attrito interno.

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I granuli vibrano urtandosi l’un l’altro: ilrisultato degli urti è una pressione(numero di palle lanciatoripetutamente contro un ostacolo)

La pressione dovuta agli urti e ai rimbalzirappresenta l’espansione che agiscecontemporaneamente in tutte le direzioni.

Essa contrasta la pressione esterna (pesoproprio e coesione) per mantenere igranuli separati per brevi intervalli ditempo. I granuli, una volta separati,possono ruotare, spostarsi e liberarsi.


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Perché la vibrazione abbia effettoenergia vibrante > pressione.

In questo modo il cls, senza attrito, è similead un liquido che riempie gli stampi e lecasseforme spontaneamente.

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Tipi di vibratori:

• vibratori a forza centrifuga – impiegano una piastra circolare che, con moto alternativo, genera una forza che agisce successivamente ed alternativamente in tutte le direzioni del piano di rotazione (sirealizzano vibratori di questo tipo anche mediante due ruote accoppiate che girano in senso inverso)

• vibratori ad aria compressa• vbratori elettromagnetici – una massa di acciaio viene messa in

vibrazione da un campo magnetico alternativo• tavolo vibrante – il vibratore si applica alle casseforme e funziona

da membrana vibrante• ago vibrante introdotto all’interno del cls (pervibrazione) – richiede

molta cura per assicurare una compattazione omogenea –estrarre lentamente l’ago dal cls mentre è in funzione per evitare formazione di vuoti o concentrazioni di pasta


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Quando il cls si fluidificaper effetto dellavibrazione, i grani piùgrossi tendono ascendere in bassofavoriti dal peso, causando

la segregazione.

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In conclusione:la vibrazione è un mezzo perfezionato per la messa in opera del cls inquanto permette di diminuire la quantità di acqua di impasto e quindi diaumentare la resistenza

MA

è necessario uno studio approfondito del cls per evitare lasegregazione.

Una prima regola:vibrare tutto il getto poiché una parte di cls non vibrata o mal vibratarappresenta un punto debole per l’intera costruzione


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Segregazione e coesione – 1/4La segregazione del cls è la separazione dei varicostituenti la miscela, a causa delle differenzenella dimensione e nella massa volumica delleparticelle:

all’interno di un recipiente gli elementi più grossi e piùpesanti tendono a sedimentare sul fondo della struttura,mentre quelli più piccoli e leggeri, l’acqua in particolare,tendono a raccogliersi sulla superficie.

La raccolta d’acqua in superficie provoca, qualora ne sia impedital’evaporazione, l’essudazione o il bleeding del cls


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Segregazione e coesione – 2/4

Esistono due tipi di segregazione:

• quella interna, che si verifica all’interno di una cassaforma o di uno stampo

• quella esterna che si manifesta durante il trasporto a seguito di un movimento improprio del cls

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Difetti provocati dalla segregazione:

• le proprietà del materiale che dipendono dalla sua composizione (resistenza meccanica, modulo elastico, durabilità al ritiro) cambiano passando da zone inferiori a zone superiori

• formazione di nidi di ghiaia • formazione di strati porosi • produzione di una superficie meno resistente

all’abrasione per la mancanza di inerti grossi.


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Non esistono metodi di misura dellasegregazione, che consentano di valutare ilfenomeno in modo quantitativo.

Gli unici metodi disponibili sono moltolaboriosi e solitamente forniscono indicazioniqualitative o al massimo semiqualitative.

È meglio evitare il fenomeno piuttosto cherimediare agli inconvenienti.

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Bleeding – 1/6

Il bleeding consiste nella risalita di una partedell’acqua di impasto attraverso il cls e nellaformazione di uno strato di acqua sullasuperficie del conglomerato.

Si tratta di un aspetto della segregazione, anchese tra i due fenomeni non esiste una relazionerigorosa.

Il bleeding è facilmente misurabile.

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Bleeding – 2/6

Gli aspetti del bleeding sono: • velocità • capacità • durata.

Hanno influenza sul bleeding fattori quali: • il tipo di cemento • la temperatura • gli additivi, …


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Bleeding – 3/6

L’aggiunta di un inerte ad una pasta dicemento fa diminuire la velocità di bleeding,

ma la riduzione non è quella che ci sipotrebbe aspettare dalla diminuzione delvolume di pasta, perché la velocità di risalitadell’acqua nel cls è maggiore di quella che siverifica nella sola pasta di cemento.

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Bleeding – 4/6

La capacità di bleeding risulta tanto più elevata:

• quanto maggiore è la lavorabilità del cls, • quanto più è elevato il rapportoacqua/cemento • quanto più è basso il dosaggio di cemento.

La capacità di bleeding consente di valutare latendenza alla segregazione del cls.


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Bleeding – 5/6

Difetti nelle strutture in cls provocate dalbleeding:• L’acqua di bleeding, durante la risalita,

può trovare una barriera nelle armature delle strutture armate, cosicché al di sotto dei ferri si accumula acqua

• L’adesione ferro/cls è diminuita• Protezione dell’acciaio da agenti

atmosferici compromessa

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Bleeding – 6/6Altri difetti:• Se l’accumulo di acqua di bleeding si forma sotto gli

inerti più grossi, l’adesione pasta-inerte peggiora• Conseguenze negative in riprese di getto, quando si

versa un cls su un precedente strato ancora fresco sul quale è presente acqua di bleeding

• Conseguenze negative derivanti da diverse capacità di bleeding provocate da differenze nello spessore del getto

• Conseguenze negative su pavimentazione in cls sulla quale si procede con frattazzatura manuale o meccanica, quando il fenomeno è ancora in atto (formazione di ghiaccio e sollevamento dello strato superficiale del pavimento)


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Pompaggio – 1/7

La portata della pompa varia a secondadella differenza di pressione applicata.


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Pompaggio – 2/7

La presenza di una boiacca di cemento èessenziale per il pompaggio del cls ed è perquesto che prima di pompare il conglomerato ènecessario rivestire le tubazioni della pompa conuna pasta fluida di cemento.

Per il proseguimento del pompaggio è necessarioche il cls stesso alimenti la boiacca in modo damantenere costantemente lubrificate le paretiinterne delle tubazioni.

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Pompaggio – 3/7Se il cls è molto magro e privo di parti fini(impasti magri, fluidi e segregabili),

la boiacca può fluire attraverso gli interstizi tra gliinerti più grossi ed essere espulsa senza rivestirele pareti.

La pressione non è così più trasmessa dalla boiacca fluidaai solidi e la pompa si blocca. Per ovviare al guaio si puòaggiungere cenere volante che, a causa della sua finezza,si comporta come il cemento.


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Pompaggio – 4/7Se il cls è molto ricco in cemento (cls ricco dicemento e in parti fini, con un basso A/C),

per l’elevata coesione dell’impasto, ci può esseredifficoltà per la pasta cementizia a spostarsi dal clsverso le pareti delle tubazioni, cosicché ènecessario aumentare la differenza di pressioneper pompare il cls.

Se però il cls è poco lavorabile, la pressione non èsufficiente a vincere l’attrito ed il pompaggio si blocca.

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Pompaggio – 5/7

Inerti lisci e tondeggianti rendono più facile il pompaggio del cls,

mentre quelli porosi ed insaturi ostacolano ilpompaggio: una parte di acqua di impasto, a causa dipressione applicata, satura i pori apertidell’aggregato con la conseguenza che lalavorabilità del cls diventa così bassa da bloccareil pompaggio.


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Pompaggio – 6/7

Maggiore è il contenuto di vuoti dell’inerte,più alto deve essere il dosaggio di cementoper pompare il cls:

ma un impasto troppo coesivo per l’elevatodosaggio di cemento ed il basso contenutodi vuoti può presentare qualche difficoltà nelpompaggio.

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Pompaggio – 7/7

Si possono utilizzare

• additivi addensanti per rendere pompabile un cls povero di cemento e ricco di vuoti

• additivi fluidificanti o superfluidificanti per cls molto fluidi.


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Premessa

!!!Attenzione!!!!

DISTINGUERE:

• gelo durante YLWD del cls• gelo durante FXULQJ

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Gelo “LQ�YLWD” - alcuni consigli 1/3

1. Per la resistenza al gelo di cls maturi

ADDITIVI AERANTI.


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Funzionamento additivi aeranti:• aumentano le microbolle, ma regolarizzandole.• l’aria interrompe i canali di passaggio dell’acqua

e li sostituisce con alveoli discontinui nei quali l’acqua non può circolare se non per capillarità (un allargamento di un tubo capillare blocca la risalita capillare)

• il cls assorbe meno acquaVantaggi:• miglioramento impermeabilità• miglioramento resistenza al gelo

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Inoltre:• se l’acqua contenuta in una bolla gela

sotto l’azione del freddo, essa tende a gonfiare e quindi a disgregare il cls che la circonda

• la forma sferica è quella che meglio si oppone alla rottura


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&XULQJ - 1/42. Betonaggio con clima rigido• Il cls è sensibile al freddo: aumento del tempo di presa e rallentamento

dell’indurimento

quindi con il clima rigido non si getta…

ma…


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&XULQJ – 2/4Le precauzioni:• misurare in continuazione la temperatura e registrarla• utilizzo di acceleranti di presa, utilizzati comunque con cautela ed esaminati

preventivamente in laboratorio• coprire il cls con i sacchi vuoti di cemento o con fogli di plastica (polietilene)

appoggiati su listelli di legno, o con stuoini o con pannelli di canna su sostegni distanziati formando un cuscino di aria di 3-4 cm

• stoccare il cemento in un capannone chiuso e ben riscaldato• utilizzare inerti caldi• riscaldare gli inerti con il vapore (né porosi né gelivi)• usare acqua calda tra i 25° e 80°C• liberare le casseforme da ogni traccia di neve e ghiaccio e riscaldarle con acqua

molto calda o meglio con vapore• mai disarmare durante la gelata• riscaldare il cls durante i primi tre giorni del suo indurimento, inserendo tubi

riscaldanti tra la protezione isolante e il cls• gettare il cls sotto riparo (strutture gonfiabili all’interno delle quali si introduce aria

calda in pressione)

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&XULQJ – 3/4

3. Betonaggio nella stagione calda• il cls è sensibile al calore: il

calore accelera la presa e l’indurimento, facendo evaporare l’acqua di impasto.

L’evaporazione produce un ritiroaccelerato e più consistente cheaccresce il pericolo difessurazione, provoca cavillature ediminuisce la resistenza


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&XULQJ – 4/4Precauzioni:

• proteggere il cls dal sole durante il trasporto• mettere il cls in opera il più rapidamente possibile• coprire o annaffiare il cls fresco almeno per 5 giorni• impermeabilizzare la superficie del cls con un prodotto

speciale che forma una pellicola all’evaporazione (la quale scompare poi lentamente)

• ricoprire immediatamente il cls con un foglio di plastica (polietilene) che si stende sulla superficie

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Vademecum per il disarmo

• Modalità e tempi fissate dalla normativa• Disarmo per gradi (ad esempio, sponde di

casseforme di pilastri e travi disposte in modo che, al momento del loro disarmo, rimangano al loro posto le strutture di sostegno delle solette e delle travi e le centine di sostegno ed i puntelli di archi)

• Non si dovrebbe comunque procedere a nessun disarmo dei puntelli prima di aver accertato con prove che il conglomerato abbia raggiunto un grado sufficiente di maturazione

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Trattamento termico del clsSi può sfruttare la sensibilità del cls al calorecome mezzo di trattamento per accelerare il suoindurimento e ottenere rapidamente unaresistenza più elevata:• Riscaldamento a vapore – evitare la

condensazione dell’acqua sulle superfici perché provoca un deterioramento delle superfici stesse

• Riscaldamento ad acqua – stampi ben chiusi per evitare dilavamento superficiale

• In cantiere si può accelerare indurimento attraverso l’utilizzo di casseforme riscaldate ad acqua calda o a vapore o elettricamente

Precauzioni:• Preriscaldare il cls prima di collocarlo nella

cassaforma isolata in modo che il calore non si disperda

• Coprire il cls

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INDICE

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Bibliografia

• Collepardi M. (1987), Scienza e tecnologia del calcestruzzo, Editore Ulrico Hoepli, Milano.

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Bibliografia

• L’Hermite R. (1976), Au pied du mur, Société de diffusiondes techniques dubatiment et destravaux publics, Paris


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Bibliografia

• PERI (2002), Handbuch 2002 Casseforme – PERI: costruire con successo.

Il calcestruzzo getto e maturazione · un pestello o con un mezzo meccanico 9 e 10 gennaio 2003 -...

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