Lab. tecnologico dell'Edilizia - Prof. G.Ferrario


La norma UNI EN 206-1 è la norma che definisce le prescrizioni standard sul calcestruzzo richiedendo:

a) LA CLASSE DI RESISTENZA DEL CLS

b) LA CLASSE DI ESPOSIZIONE DEL CLS

c) LA CLASSE DI CONSISTENZA DEL CLS

d) LA DIMENSIONE MASSIMA DELL’AGGREGATO

e) LA TEMPERATURA MEDIA PRESUNTA DI GETTO


Ad esempio la prescrizione:

C25/30 XC2 S3 Dmax=25 mm T°=18/25Questa scrittura significa:

-Che si richiede una resistenza caratteristica di 30 Mpa misurata su provini cubici a 28 giorni di stagionatura;-L’esposizione in un ambiente umido, nel quale il calcestruzzo è raramente asciutto ed è soggetto solo a corrosione da carbonatazione;-Un abbassamento al cono di Abrams del cls fresco compreso tra i 100 e 150 mm;-Una dimensione massima dell’aggregato di 25 mm;-Una temperatura esterna ambientale di getto compresa tra i 18 °C e i 25 °C


Il calcestruzzo è classificato in classi di resistenza in base allaresistenza a compressione, espressa come resistenzacaratteristica Rck oppure fck.La resistenza caratteristica Rck viene determinata sulla basedei valori ottenuti da prove di compressione monoassiale suprovini cubici (per questo chiamata resistenza caratteristicacubica) di 150 mm di lato (H/D=1), maturati 28 giorni.La resistenza caratteristica fck viene determinata inveceutilizzando provini cilindrici ( da cui il nome resistenzacaratteristica cilindrica)di 150 mm di diametro e 300 mm dialtezza (H/D=2).

Tra i due valori esiste la seguente relazione:fck = 0,83 Rck (per H/D≥2)


Le norme UNI EN 206 – 2006 e UNI 11104:2004, che sono state recepite dal D.M. 14 gennaio 2008, attualmente in vigore e pertanto sono divenute cogenti anche dal punto di vista legale per tutte le opere in c.a., e c.a.p.regolamentate dalla Legge n. 1086/1971, individuano per i calcestruzzi normale e pesante le seguenti classi:

C8/10 C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C28/35 C30/37 C32/40 C35/45

C40/50 C45/55 C50/60 C55/67 C60/75 C70/85 C80/95 C90/105 C100/120

Per ogni classe di resistenza, il primo dei valori rappresenta fck e il secondo Rck, ambedue espressi N/mm2 (Mpa).


In base ai valori della resistenza caratteristica a compressione, i calcestruzzi sono suddivisi nei seguenti campi:

calcestruzzo non strutturale: (NoSC – No StructuralConcrete) C8/10 - C12/15

calcestruzzo ordinario (NSC - Normal StrenghtConcrete) C16/20 C45/55

calcestruzzo ad alte prestazioni (HPC) C50/60 -C60/75

calcestruzzo ad alta resistenza (HSC) C70/85 - C100/120


Le norme UNI EN 206 – 2006 e UNI 11104:2004 introducono 6classi di esposizione per il calcestruzzo strutturale e 17sottoclassi in funzione dell'entità del degrado (dove oltre almassimo rapporto a/c e al minimo contenuti di cemento vieneindicata anche la minima classe di resistenza tutto pergarantire la durabilità del materiale).

Le norme UNI EN 206 -2006 così come modificata e integratadalla UNI 11104:2004 (per l'applicazione in Italia della EN 206)prevede quanto segue:


Classe di esposizione Sigla Descrizione (abbreviata) Max a/c

Min. resistenza

(Mpa)

Min. cemento (Kg/m3)

Aria inglobata

(%)

1. Nessun rischio X0 Molto secco / C12/15 / /2. Corrosione da carbonatazione

XC1 Secco o saturo 0.65 C20/25 260 /XC2 Umido, raramente secco 0.60 C25/30 280 /XC3 Moderatamente umido 0.55 C30/37 280 /

XC4 Cicli asciutto/bagnato 0.50 C30/37 300 /3. Corrosione da cloruri non da acqua di mare

XD1 Moderatamente umido 0.55 C30/37 300 /XD2 Umido, raramente secco 0.55 C30/37 300 /

XD3 Cicli asciutto/bagnato 0.45 C35/45 320 /4. Corrosione da cloruri da acqua di mare

XS1 Atmosfera marina 0.50 C30/37 300 /XS2 Sommerso 0.45 C35/45 320 /

XS3 Zone spruzzi e maree 0.45 C35/45 340 /5. Attacchi di gelo-disgelo XF1 Umidità moderaa, no Sali 0.55 C30/37 300 /

XF2 Umidità moderata, Sali 0.55 C25/30 300 4%XF3 Umidità elevata, no Sali 0.50 C30/37 320 4%XF4 Umidità elevata, Sali 0.45 C30/37 340 4%


Infine va considerato il possibile attacco chimico da parte di acque del terreno e acque fluenti

XA1 - ambiente chimicamente debolmente aggressivo: a/cmax = 0,55; dosaggio minimo di cemento (kg/m3) = 300; minima classe di resistenza: C30/37

XA2 - ambiente chimicamente moderatamente aggressivo: a/cmax = 0,50; dosaggio minimo di cemento (kg/m3) = 320; minima classe di resistenza: C30/37

XA3 - ambiente chimicamente fortemente aggressivo: a/cmax = 0,45; dosaggio minimo di cemento (kg/m3) = 360; minima classe di resistenza: C35/45.


I valori della resistenza caratteristica minima prevista per le classi di esposizione XF, tengono conto della riduzione di resistenza meccanica, circa il 20%, causata dalla presenza delle microporosità necessarie a garantire un'idonea resistenza al Ciclo gelo - disgelo.

Nella classi di esposizione XA si deve utilizzare un cemento resistente ai solfati e precisamente:per la classe di esposizione XA1 (attacco debole) - cemento a moderata resistenza chimica ai solfati (M.R.S.);per la classe di esposizione XA2 (attacco moderato) - cemento ad alta resistenza chimica ai solfati (A.R.S.);per la classe di esposizione XA3 (attacco forte) - cemento ad altissima resistenza chimica ai solfati (AA.R.S.).


La lavorabilità del calcestruzzo fresco, designata con il termineconsistenza dalla normativa vigente, è un indice delleproprietà e del comportamento del calcestruzzo nell'intervallodi tempo tra la produzione e la compattazione dell'impasto insitu nella cassaforma.

Secondo le norme UNI EN 206 – 2006 e UNI 11104:2004, laconsistenza deve essere determinata mediante le seguentiprove dai cui risultati vengono definite le classe di consistenzadel calcestruzzo.

La misura della lavorabilità deve essere condotta dopo averproceduto a scaricare dalla betoniera almeno 0,3 m³ dicalcestruzzo.


Classi di consistenza mediante abbassamentoal Cono di Abrams – Slump Test:

S1 - consistenza umida: slump da 10 a 40 mm

S2 - consistenza plastica: slump da 50 a 90 mm

S3 - consistenza semifluida: slump da 100 a 150 mm

S4 - consistenza fluida: slump da 160 a 210 mm

S5 - consistenza superfluida: slump ≥ 220 mm.


Il cono di Abrams serve a misurare la consistenza di uncalcestruzzo fresco coesivo e confezionatocon aggregati aventi dimensione massima non maggiore di40 mm.

Stampo di metallo

Solitamente è costruito in lamiera di acciaio zincato oinossidabile (deve essere realizzato con materiale nonaggredibile dalla pasta cementizia) di spessore di almeno1,5 mm.Il suo interno deve essere liscio, esente da sporgenze, qualichiodature ed ammaccature.


Lo stampo tronco conico deve avere le seguenti dimensioniinterne:diametro della base inferiore: 200 ± 2 mm;diametro della base superiore: 100 ± 2 mm;altezza: 300 ± 2 mm.Le basi inferiori e superiori sono aperte e formano angoli retticon l'asse del cono.Lo stampo è dotato di due manici, posti a 2/3 dell'altezza nellaporzione superiore, per la sformatura e, nella parte inferiore, diganci di fissaggio o di staffe che servono a mantenerlo fermocon i piedi nel corso del riempimento.Uno stampo munito di ganci di fissaggio deve poter esseresbloccato senza provocare alcun movimento dello stampostesso.


La prova:

La prova che viene eseguita, sia in cantiere che in laboratorio,utilizzando il cono di Abrams prende il nome di slumptest o prova di abbassamento al cono ed è una valutazionedella deformazione che un impasto subisce per effetto delproprio peso, quando viene privato del recipiente che losostiene.

Inizialmente si inumidisce lo stampo e lo si pone su unasuperficie rigida, liscia, umida e non assorbente.

Si mantiene immobile il cono durante la fase di riempimentogravando con i piedi sulle due staffe di base.


Il recipiente tronco-conico viene riempito rapidamente,mediante cazzuola o sessola con tre strati successivi assestati,pari ciascuno a circa 1/3 dell'altezza dello stampo.Si costipa ogni strato con 25 colpi, dati con un pestello(lunghezza 61 cm, diametro 2/3"=1,6 cm punta arrotondata)uniformemente distribuiti sulla loro intera sezione orizzontale.Lo strato inferiore deve essere assestato distribuendoapprossimativamente la metà dei colpi a spirale dal perimetroverso il centro, tenendo il pestello leggermente inclinato efacendolo penetrare per tutta la profondità dello strato.

Per gli altri due strati la penetrazione deve essere di pocomaggiore del loro spessore.


Assestato anche lo strato superiore si deve aggiungere altrocalcestruzzo per compensare l'abbassamento di livello delconglomerato, dovuto alla costipazione, al di sotto del bordosuperiore.Subito dopo l'assestamento dell'ultimo strato e la successivaricarica, si rasa e si liscia la superficie del calcestruzzo usandoil pestello, con movimento a sega e di rotolamento.Si rimuove lo stampo, in un lasso di tempo fra i 5 e i 10secondi, sollevandolo con cura in direzione verticale; nonbisogna provocare movimenti laterali e di torsione nelcalcestruzzo.La prova, dall'inizio del riempimento fino alla rimozione delcono, deve essere eseguita senza interruzione entro 150secondi.


Immediatamente dopo la rimozione dello stampo, si misural'abbassamento al cono S (slump) per differenza fra l'altezzanominale dello stampo (hm = 300 mm) e quella del punto piùalto del campione hs, con arrotondamento ai 10 mm piùprossimi:

S = hm -hsDalla misura dell'abbassamento relativo si deduce la classe diconsistenza dell'impasto.L'abbassamento può avvenire in diversi modi: l'unicoaccettabile è lo slump vero, cioè un abbassamento regolaredell'impasto.

Gli altri (slump di taglio, collasso) sono indice di qualche irregolarità nel confezionamento del calcestruzzo.


Classi di consistenza mediante la misura dello spandimento

F1 - diametro spandimento: ≤ 340 mmF2 - diametro spandimento: da 350 a 410 mmF3 - diametro spandimento: da 420 a 480 mmF4 - diametro spandimento: da 490 a 550 mmF5 - diametro spandimento: da 560 a 620 mmF6 - diametro spandimento: ≥ 630 mm


La prova di spandimento alla tavola a scosse è un metodo utilizzato per la determinazione della consistenza del calcestruzzo fresco.


L'attrezzatura necessaria per l'esecuzione della prova è la seguente.Cono di Abrams;tavola a scosse: deve avere una superficie di 700x700 mm, la cui parte superiore è costituita da una lamiera piana dello spessore di 2 mm. Il centro della piastra è contrassegnato da una croce parallela agli spigoli della tavola stessa e da un cerchio avente diametro di 200 mm, deve pesare 16 kg ed essere munito di una maniglia laterale. pestello di legno avente sezione quadrata di lato 40 mm;cazzuola;regolo di acciaio.


Si appoggia la tavola orizzontale, in modo stabile.L'orizzontalità della piastra deve essere verificata mediantel'utilizzo di due livelle poste secondo due direzioni ortogonali.Prima di iniziare la prova si devono inumidire la piastra dellatavola, la superficie interna del cono di Abrams ed il pestello dilegno.Il calcestruzzo deve essere introdotto nello stampo collocato alcentro della tavola e tenuto fermo gravando con i piedi le 2staffe di base.Utilizzando la sessola o la cazzuola, si riempie lo stampo indue strati circa uguali.Alla fine di ciascuno strato il calcestruzzo viene assestato con10 colpi di pestello.


Successivamente, il calcestruzzo viene livellato al marginesuperiore del cono utilizzando il regolo.

L'operazione di rimozione del cono deve essere compiuta in untempo compreso fra 5 e 10 s con sollevamento regolare senzaprovocare movimenti laterali e di torsione al calcestruzzo.La tavola viene sollevata fino alla battuta, senza urto violento,e poi lasciata cadere liberamente.Questa operazione deve essere eseguita 15 volte in un tempodi circa 15 s.Si misura infine lo spandimento sui 2 diametri (a1 e a2)ortogonali in corrispondenza della croce tracciata sulla tavola.Il diametro dello spandimento F è dato dalla media tra a1 ea2 misurati in mm


Le dimensioni massime dell'aggregato sono in relazione con lospessore del coprifero e con l'interferro minimo delle armaturemetalliche.

Dmax rappresenta la dimensione massima del setaccio con ilquale è determinata la dimensione dell'aggregato.

La dimensione massima dell'aggregato deve essere scelta inmodo che il calcestruzzo possa essere gettatoe compattato attorno alle barre d'armatura senza pericolo disegregazione.


Secondo quanto stabilito dalle NTC e dalla relativa Circolareesplicativa delle NTC, il diametro massimo dell'inerte deveessere tale che:

Dmax < 1/4 della dimensione minima dell'elemento strutturaleper evitare di aumentare la eterogeneità del materiale;

Dmax < dell'interferro(in mm) - 5 mm per evitare che l'aggregatopiù grosso ostruisca il flusso del calcestruzzo attraverso i ferridi armatura;

Dmax < 1,3 volte lo spessore del copriferro per evitare che tra icasseri e l'armatura sia ostruito il passaggio del calcestruzzo.


Secondo quanto stabilito dalle NTC e dalla relativa Circolareesplicativa delle NTC, il rapporto a/c varia a seconda dellatemperatura di getto secondo quanto segue:

Temperatura Coefficiente correzzione a/c

< 0 °C -2,50%

1-10 °C -1%

11-17 °C 0%

18-25 °C 2%

> 25 °C 4%


1) Si parte dalla richiesta e dalle specifiche che si voglionoottenere:

Es: C20/25 Dmax=30 mm XC4 S4

2) Ricavo dalla UNI EN 206 il valore di Rck e Rcm (Tabella 1)in base alla classe del CLS

Rck= 25 MPa Rcm= Rck+3,5 MPa= 28,5 MPa

3) Dalle tabelle dei vari tipi di cementi (Figura 4, G1, G2, G3,G4, G5) ricaviamo dalla curva a/c & Rcm a 28 gg distagionatura il RAPPORTO A/C:

a/c=0,67


4) Valuto le prescrizioni della UNI EN 206:XC4 Max A/C 0.50 Min cem 300 Kg/m3 Min resC30/37

5) Prendo il valore di a/c più restrittivo:A/C=0.50 , rientro nel grafico di figura 4, G1, G2, G3, G4 e ricavo l’Rcm 28gg= 45 MPa Rck= 45-3,5= 41,5 MPa

=> C30/37 (da tabella 1) Il risultato soddisfa la prescrizione della UNI EN 206!

6) Il progettista sceglie il tipo di aggregato: se tondeggiante o frantumato e valuta il Minimo cemento:

Richiesta: S4 , Dmax=30mm TondeggianteDa grafico figura 1 Acqua d’impasto= 210 Kg/m3

a/c=0,50 => c= 210 Kg/m3 /0,50 = 420 Kg/m3 > 300 Kg/m3 Il risultato soddisfa la prescrizione della UNI EN 206!


7) Infine il progettista calcola gli aggregati, ricordando che la ricetta del cls si fa per un volume di 1mc!!

Vcem= c/densità cemento. La densità del CEM II/A è di 3,15 Kg/l

Vcem= 420 Kg/m3/3,15 Kg/l=133,33 l/m3Vagg= Vtot-Vh2o-Vcem-Aria= 1000-210-133,33-1000x1,4%

1,4% è il valore che si deduce dal grafico G8Vagg=642,67 l/m3

Magg= Vagg x densità aggregato= 642,67 l/m3 x 2,7 Kg/l=1735,21 Kg/m3

8) La ricetta finale sarà dunque:C=420 Kg/m3 CEM II/A-L con Rck= 41,5 MPaH2O= 210 Kg/m3Aggregato 1736 Kg/m3 tondeggiante Dmax=30mm


Se usassimo un additivo Superfluidificante la classe diconsistenza S4 deve essere mantenuta, ma sirisparmierebbe circa il 20% di acqua.

Pertanto, nel caso del precedente esercizio avremmo:Acqua impasto = 210 -20%=168 Kg/m3Cem= 168/0,5=336 Kg/m3 > Cem min

Vagg= 1000-168-336/3,15-1000*1,4%= 711,33 l/m3Magg= 2,7 Kg/l x 711,33 l/m3= 1921 Kg/m3

8) La ricetta finale sarà dunque:C=336 Kg/m3 CEM II/A-L con Rck= 41,5 MPaH2O= 168 Kg/m3Aggregato 1921 Kg/m3 tondeggiante Dmax=30mmAdditivo superfluidificante

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