Percorsi Abilitanti Speciali Classe A016 Costruzioni...

06

Calcestruzzi

Percorsi Abilitanti Speciali

Classe A016

Costruzioni, Tecnologia delle costruzioni e Disegno Tecnico

pro

f. A

dolf

o F

. L.

Bara

tta

Roma, 29 marzo 2014

02

Calcestruzzi

I calcestruzzi si ottengono dalla miscelazione di uno o più leganti con acqua, inerti fini (sabbia),

inerti grossi ed eventuali additivi: il calcestruzzo può essere pertanto definito come una miscela

di inerti grossi e malta.

Può essere gettato in opera (armato e non) oppure prefabbricato (armato e non).

Le dosi della composizione del calcestruzzo sono in funzione delle prestazioni da garantire.

Il dosaggio tipo per un metro cubo di impasto prevede:

1. 120,0-180,0 l di acqua;

2. 300,0 kg di cemento;

3. 0,420 m3 di sabbia (0,1-3,0 mm);

4. 0,840 m3 di ghiaia (10,0-30,0 mm). Rapporto acqua/cemento

120 l /300 kg = 0,40

Percorsi Abilitanti Speciali – Classe A016

prof. Adolfo F. L. Baratta

L’acqua deve essere priva di sostanze, quali elevate quantità di Sali, che possono alterare il

processo di indurimento o provocare fenomeni indesiderati.

Gli additivi che possono essere aggiunti sono:

- plastificanti, che migliorano la plasticità e la lavorabilità;

- espandenti, eliminano il ritiro ed esercitano una lieve azione espandente;

- acceleranti, che accelerano il tempo di presa;

- ritardanti, che allungano il tempo di presa;

- antigelo, che abbassano la temperatura di congelamento;

- alleggerenti, che migliorano le prestazioni termiche;

- incrementatori, che aumentano la resistenza a compressione;

- impermeabilizzanti, che conferiscono proprietà idrofughe.

03

Calcestruzzi

Il calcestruzzo romano, avente per legante la pozzolana mista alla calce, fu impiegato dai

romani con il nome di betunium: dal nome latino deriva quello di beton usato oggi da francesi e

tedeschi. Si trattava di un conglomerato impiegato soprattutto per fondazioni, per murature di

grande spessore e, qualche volta, per riempire i cassettoni delle cupole compresi tra i costoloni

di muratura di mattoni.

In effetti già nel 13 a.C. Marco Vitruvio Pollione, nel “De Architectura”, descrive la

fabbricazione della malta e del calcestruzzo ottenuto da calce e frammenti di pietra.

Dal periodo romano attraverso il medioevo, per un lungo periodo la tecnica del calcestruzzo è

stata abbandonata a favore delle strutture in pietra o in laterizio e all’abilità delle maestranze

di cavatori, intagliatori e muratori.

A partire dalla seconda metà del Settecento e lungo tutto l’Ottocento, le sperimentazioni e le

osservazioni scientifiche permisero di riscoprire leganti adatti a ricostruire frammenti di

pietrisco e ghiaia in una pietra artificiale.

Sezione longitudinale del Pantheon.



04

Calcestruzzi

Relativamente al Pantheon (Roma 118-127), alcuni rilievi hanno mostrato come nella struttura in

elevazione e nella cupola a cassettoni siano stati utilizzati calcestruzzi di diversa consistenza e

di diverso spessore cosicché il peso diminuisca progressivamente verso l’alto fino all’apertura.

1,35 m

1,50 m

43,40 m

9,00 m

4,50 m

7,30 m

4,40+1,60

6,00 m

4,25+1,75

6,00 m

A

B

C

D

E

F

4,40+1,60

6,00 m

Legenda

A = Calcestruzzo romano con

frammenti di tufo e pomice.

B = Calcestruzzo romano con

frammenti di tufo e

pietrisco.

C = Calcestruzzo romano con

frammenti di tufo e mattoni.

D = Calcestruzzo romano con

frammenti di tufo e mattoni.

Paramento esterno in

mattoni.

E = Calcestruzzo romano con

frammenti di tufo e

travertino. Paramento

esterno in mattoni.

F = Fondazioni in calcestruzzo

romano con frammenti di

travertino.



05

Calcestruzzi

Rapporto

acqua/cemento.

Il rapporto acqua/cemento influenza la resistenza meccanica e ne determina la consistenza al

fresco e quindi la sua lavorabilità: quest’ultima è influenzata anche dalla granulometria degli

aggregati.

Il rapporto ottimale acqua/cemento è di 0,42 (compreso tra 0,35 e 0,45): al di sotto o al di

sopra di tale valore il calcestruzzo perde resistenza e durabilità.

% resistenza

meccanica

100

80

60

40

20

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Resistenza 100% per rapporto

acqua/cemento pari a 0,4 dopo 28 giorni



06

Calcestruzzi

Gli inerti devono essere costituiti da elementi non gelivi, privi di

parti friabili, polverulente, terrose e di sostanze comunque nocive

all’’indurimento del conglomerato ed alla conservazione delle

armature.

Per inerti si intende sabbia, pietrisco e ghiaia.

Sabbia Utilizzata per la realizzazione di malte.

Pietrisco Viene ricavato dalla frantumazione di roccia; deve essere

lavato per eliminare i residui di polvere propri della

lavorazione.

Ghiaia Di formazione naturale, può risultare non indicata nel

caso di forte disomogeneità dei singoli elementi dal

punto di vista chimico (presenza di elementi poco

resistenti come le arenarie), per la forma troppo

appiattita o per la presenza di elementi organici che ne

diminuiscono la resistenza.

In laboratorio la qualità degli inerti viene verificata controllando:

- il tenore di impurità organiche;

- il materiale passato al setaccio 0,075 UNI. Deve essere per la

sabbia inferiore al 3% in peso, per la ghiaia inferiore all’1% in

peso e per il pietrisco inferiore all’1,5% in peso;

- il coefficiente di forma C, che serve ad indicare come il pietrisco

o la ghiaia si avvicinano, come forma, a solidi sferici: tale

coefficiente deve essere maggiore di 0,15. Sabbia, pietrisco e

ghiaia.



07

Calcestruzzi

Funzionamento del Cono di Abrams.

Per quanto concerne la lavorabilità, ai sensi della norma UNI 9418,

mediante il Cono di Abrams i calcestruzzi possono essere classificati in:

1. Classe S1 - Umidi (abbassamento da 0 a 4,0 cm);

2. Classe S2 - Plastici (abbassamento da 4,0 a 9,0 cm);

3. Classe S3 - Semifluidi (abbassamento da 9,0 a 15,0 cm);

4. Classe S4 - Fluidi (abbassamento da 15,0 a 20,0 cm);

5. Classe S5 - Colati o superfluidi (oltre i 20,0 cm).

Lo slump è la misura della lavorabilità del calcestruzzo.

Abbassamento

o Slump

10,0 cm

20,0 cm

30,0

cm

Asta graduata

Forma metallica

troncoconica



08

Calcestruzzi

Classe di consistenza Slump (mm) Tipologia di struttura

Classe S1 (Umidi) 0-40 Pavimenti messi in opera con vibrofinitrice

Classe S2 (Plastici) 50-90 Strutture circolari (silos, ciminiere) messe in

opera con casseri rampanti

Classe S3 (Semifluidi) 100-150 Strutture non armate o poco armate

Classe S4 (Fluidi) 160-200 Strutture mediamente armate

Classe S5 (Superfluidi) >210 Strutture fortemente armate, di ridotta sezione

e/o complessa geometria

Classe di calcestruzzo e relativo impiego.

Coni di prova in calcestruzzo.

Riempimento del cono in 3 strati

successivi e costipamento con 25 colpi

dati con un pestello.



09

Calcestruzzi

Resistenza elevata

Curva della distribuzione granulometrica degli aggregati inerti (Curva di Füller).

Resistenza scadente

Diametro dei fori del setaccio (mm)

Resistenza scadente

Perc

entu

ale

pass

ante

di peso

(%)

La dimensione massima degli inerti è funzione dello spessore del getto e delle modalità di

esecuzione dello stesso getto. Nel digramma di Füller l’arco compreso fra le due curve

costituisce il cosiddetto “fuso granulometrico”, entro il quale deve essere compresa la curva

granulometrica degli inerti.

Fuso granulometrico

Curva teorica di Füller



10

Calcestruzzi

Curva di Füller

%P = (√ d/D) ∙ 100

Legenda

P = Peso di inerte passante al setaccio con fori di diametro d;

d = diametro del setaccio;

D = diametro massimo dell’inerte.

Esempio 1

Ipotizzando un calcestruzzo con inerti di diametro massimo 30 mm (D), per individuare la

percentuale di inerti di 8 mm (d) di diametro dovrà essere eseguito il calcolo di seguito indicato.

%P = (√ 7/30) ∙ 100 = (√ 0,23) ∙ 100 = 0,48 ∙ 100 = 48%

La quantità, in peso, di inerte di 4 mm di diametro passante al setaccio dovrà essere del 32%.

Esempio 2

Ipotizzando un calcestruzzo con inerti di diametro massimo 40 mm (D), per individuare la

percentuale di inerti di 4 mm (d) di diametro dovrà essere eseguito il calcolo di seguito indicato.

%P = (√ 4/40) ∙ 100 = (√ 0,10) ∙ 100 = 0,32 ∙ 100 = 32%

La quantità, in peso, di inerte di 4 mm di diametro passante al setaccio dovrà essere del 32%.



11

Calcestruzzi

Resistenza

meccanica scadente

Curva con inerti fini

A

A

B

B

% in p

eso

degli inert

i

Il cemento non è sufficiente

a coprire la superficie degli

inerti

Il cemento copre la

superficie degli inerti e

riempie i vuoti tra gli stessi

C

C

Resistenza

meccanica elevata

√d/D ∙ 100

Diametro degli inerti

Il cemento ricopre la

superficie degli inerti ma

non riempie i vuoti tra gli

stessi

Curva con inerti grossi

Curva con distribuzione

ideale degli inerti

Distribuzione

granulometrica degli

aggregati inerti.

Resistenza

meccanica scadente



12

Calcestruzzi

Calcestruzzo Massa volumica (kg/m3)

Leggero < 2.000

Normale 2.000 mv 2.800

Pesante > 2.800

Classificazione del calcestruzzo per massa

volumica.

Una classificazione riguarda la massa volumica: i calcestruzzi possono infatti essere definiti

leggeri, normali e pesanti. Un’ulteriore classificazione dipende dal dosaggio del cemento che, a

sua volta, dipende dall’impiego del calcestruzzo.

Un calcestruzzo si definisce magro quando il legante non è sufficiente per agglutinare

completamente le particelle di inerte (150,0-250,0 kg/m3). Il calcestruzzo magro ha una scarsa

resistenza meccanica, è piuttosto poroso ma ha un costo relativamente basso. Un calcestruzzo si

definisce grasso quando la pasta legante è in eccedenza e quindi avvolge con uno spesso strato

le parti di inerte (350,0-500,0 kg/m3): in questo caso ogni vacuo viene completamente riempito.

Un calcestruzzo grasso ha un’alta resistenza meccanica, è impermeabile ed ha un costo

piuttosto elevato.

Il calcestruzzo classificato in funziona di

resistenza meccanica, durabilità e lavorabilità.



13

Calcestruzzi

Il principale criterio prestazionale di impiego del calcestruzzo riguarda la resistenza meccanica.

Il calcestruzzo ha un’eccellente resistenza a compressione: i valori di resistenza a compressione

variano da un minimo di 8-10 N/mm2 (80-100 kg/cm2) per quelli più scadenti, fino a 60-70

N/mm2 (600-700 kg/cm2) per quelli ottenuti con ottimi materiali e perfette tecnologie.

La resistenza a trazione di un calcestruzzo è piuttosto bassa e rappresenta una frazione della

resistenza a compressione: in genere si assume una resistenza a trazione e flessione pari ad 1/10

della resistenza a compressione ovvero nell’ordine di 1,5-2,0 N/mm2. Questa resistenza non

viene considerata nei calcoli in quanto lo sforzo di trazione che può verificarsi nelle strutture

viene interamente assorbita dall’armatura metallica.

La principale classificazione riguarda la resistenza caratteristica (Rck).

Tale resistenza è dedotta dalle prove a compressione a 28 giorni a cui sono sottoposti i provini. È

definita nell’allegato 2 del D.M. 09.01.1996 come “la resistenza a compressione al di sotto della

quale si può trovare soltanto il 5% dei provini”. La resistenza caratteristica è fissata dal

progettista delle strutture e dipende dall’impiego previsto: se per un certo calcestruzzo viene

assunto un certo valore medio come resistenza caratteristica, vuol dire che il 95% delle future

prove dovranno fornire un valore di resistenza uguale o superiore alla resistenza caratteristica

assunta.

Getto in calcestruzzo.



14

Calcestruzzi

Prove di resistenza a compressione.

Il valore della resistenza caratteristica determina, secondo un metodo fissato per legge, la

classe (R) del conglomerato: la classe di resistenza si riferisce a prove da compressione a 28

giorni su provini cilindrici (altezza 30,0 cm e diametro 15,0 cm) utilizzati in Gran Bretagna,

Canada, Stati Uniti e Australia) o cubici (lato 15,0 cm) utilizzati in alcuni Paesi europei,

compresa l’Italia. Si considera una rottura buona quando si presentano dei tagli vicino ai 45°

(sforzi tangenziali originati dalla compressione); viceversa si considera una rottura cattiva se il

campione si sbriciola.

La resistenza caratteristica data da provini cilindrici o da provini cubici porta a risultati

differenti: si hanno quindi differenti valori di riferimento che sono indicati come fck nel primo

caso e Rck nel secondo. La relazione sperimentale tra provini cubici e cilindrici mostra il

seguente rapporto:

fck = 0,83 Rck ovvero Rck = 1,20 fck



15

Calcestruzzi

Apparecchiatura per la

sformatura del provino.

Apparecchiatura per la rettifica. Apparecchiatura per la

verifica della planarità

delle facce.



16

Classi di resistenza dei calcestruzzi

n. Classe di resistenza fck (N/mm2) Rck (N/mm2) Categoria

01. C8/10 8 10 Non strutturale

02. C12/15 12 15

03. C16/20 16 20

Ordinario

04. C20/25 20 25

05. C25/30 25 30

06. C30/37 30 37

07. C35/45 35 45

08. C40/50 40 50

09. C45/55 45 55

10. C50/60 50 60

Alte prestazioni 11. C55/67 55 67

12. C60/75 60 75

13. C70/85 70 85

Alta resistenza 14. C80/95 80 95

15. C90/105 90 105

16. C100/115 100 115



Nel complesso del Waldspirale, sotto la guida del prof. P. Grübl dell’Università Tecnica di

Darmstadt, sono state sperimentate le applicazioni del calcestruzzo armato strutturale ottenuto

con aggregati riciclati. 17

Friedensreich Hundeertwasser, Waldspirale, Darmstadt (D) 1998-2001



18


Planimetria generale.



19


Il complesso presente forti caratterizzazioni

morfologiche, materiche e cromatiche.



20

Calcestruzzo leggero

Per conoscere la resistenza di un calcestruzzo senza dover procedere alla rottura del campione

è stato ideato uno strumento, lo sclerometro, che risulta particolarmente utile nella verifica di

strutture ultimate. Di semplice utilizzo, determina la resistenza alla compressione di manufatti

in calcestruzzo.

Il suo funzionamento si basa su una potente molla che scaglia una massa con punta arrotondata

(percussore) contro la superficie di calcestruzzo da esaminare: a seconda della maggiore o

minore resistenza del calcestruzzo, il percussore rimbalza muovendo un indice su una scala

graduata; quanto più elevata è la resistenza del calcestruzzo tanto maggiore è il rimbalzo. In

effetti lo strumento misura la durezza d’urto, che dipende dalla resistenza del calcestruzzo:

un’opportuna taratura dello strumento permette infine di risalire alla resistenza a

compressione.

Elemento in calcestruzzo

Sclerometro

Scala graduata

90

Lo sclerometro consente di determinare la resistenza a compressione del calcestruzzo.



21

Calcestruzzo leggero

I calcestruzzi leggeri sono quei conglomerati cementizi la cui massa volumica, variabile tra 800

e 2.000 kg/m³, è sensibilmente inferiore a quella di un calcestruzzo ordinario, solitamente

compresa tra 2.200 e 2.600 kg/m³.

La ridotta massa volumica del calcestruzzo leggero è imputabile alla presenza di un sistema di

vuoti i quali, oltre alla leggerezza, conferiscono al materiale delle buone proprietà d’isolamento

termico.

La produzione del calcestruzzo leggero si realizza sostanzialmente in tre modi ovvero:

1. sostituendo gli inerti ordinari con inerti leggeri naturali o artificiali caratterizzati da

un’elevata porosità e quindi da una ridotta massa volumica (calcestruzzi alleggeriti);

2. inglobando nella malta un sistema di bolle d’aria o di gas, mediante aggiunta all’impasto di

schiuma preformata (calcestruzzi cellulari);

3. utilizzando un inerte i cui granuli vengono legati da un sottile strato di cemento, in modo da

creare un sistema di alveoli grossolani tra i granuli dell’inerte (calcestruzzi alevolati).

Si tratta di materiali inorganici, non decomponibili, non combustibili, con buon isolamento

termico, di peso ridotto, che mantengono un’elevata precisione dimensionale.

L’impiego più diffuso dei calcestruzzi leggeri è come blocchi per pareti di tamponamento,

divisione e separazione, con buone prestazioni di isolamento termico e protezione al fuoco. I

blocchi possono essere posati in opera con malta, più raramente, o collante a strato sottile, più

frequentemente.

Calcestruzzo alleggerito, cellulare

e alveolato.



22

Calcestruzzo cellulare

Nel 1914 a Yxhult, nel sud della Svezia, dei ricercatori scoprirono che mescolando al

calcestruzzo cementizio della polvere di alluminio si produce una reazione che genera idrogeno:

per effetto delle piccole bolle che si creano durante la reazione, il volume dell’impasto subisce

un incremento del 500% e il suo peso subisce una tale riduzione da poter essere paragonabile

con quello del legno.

Costituito da calce, sabbia, cemento e acqua con il nome di Yxhults Anghärdade Gasbetong,

dopo pochi anni è stato registrato come marchio mondiale sotto il nome Ytong (sintesi della

lettera iniziale della città natale e della parte terminale del termine betong).

In Germania è stato largamente impiegato per edifici a basso costo: nel 1952 l’allora ministro

dell’economia Ludwig Erhard consigliava l’uso di Ytong quale “materiale riconosciuto come

buono e moderno e allo stesso tempo economico”.

Lo sviluppo recente ha creato elemento di grande formato che possono essere posati con giunti

sottili.

La posa in opera

di blocchi in

calcestruzzo

cellulare.



23

Inerti per calcestruzzi faccia a vista

Uno dei settori di ricerca più attivi è quello relativo alla sperimentazione di sabbie, ghiaia,

pietrisco e inerte grosso utilizzati per paramenti in calcestruzzo faccia a vista.

Sabbie

G

hia

ia

Pie

tris

co



24

Herzog & de Meuron, Schaulager, Basel (CH) 2003

Il museo è caratterizzato da pareti rugose realizzate con un getto di calcestruzzo armato

additivato con un composto di ghiaia, ciottoli e scarti di demolizione.



25

Herzog & de Meuron, Biblioteca, Eberswalde (D) 2000

Il fronte principale.

L’angolo murario.



26


I pannelli sono realizzati con un processo di fotoincisione che impressiona la superficie con

diverse gradazioni cromatiche che corrispondono ai differenti tempi di asciugatura della miscela

e alla successiva pulitura con getto d’acqua. Le immagini sono ottenute stampandole su una

sottile lastra di polistirene posta sul fondo della cassaforma del pannello.

Dettaglio del trattamento superficiale del

calcestruzzo.



27




28

Calcestruzzo fotocatalitico TX mangia smog

Un problema dei calcestruzzi realizzati

con cementi bianchi è sempre stato

quello di non riuscire, proprio per la sua

colorazione caratteristica, a

“mascherare” lo sporco.

Il cosiddetto calcestruzzo mangia-smog

è realizzato additivando il cemento con

biossido di titanio (TiO2).

Il biossido di titanio è un pigmento

bianco da tempo utilizzato dalle

industrie farmaceutiche (ad esempio,

viene diffusamente impiegato nei

dentifrici e nelle gomme da masticare),

utilizzato per la prima volta in Giappone

(ma applicato a materiali ceramici e non

cementizi) e applicato con successo in

Francia e Belgio per la realizzazione di

tratti di pavimentazione urbana.

Processo di fotocatalisi su pavimentazione urbana.

Le sostanze inquinanti subiscono l’ossidazione

accelerata attraverso l’azione di fotocatalisi e si

trasformano in sostanza non più inquinanti.



29

Calcestruzzo fotocatalitico TX mangia smog

La presenza di particelle di fotocatalizzatori nel cemento gli permette, una volta indurito, di

ossidare le sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera (organiche e/o inorganiche) in presenza

di luce (naturale e/o artificiale).

L’azione fotocatalitica, grazie all’azione della luce, permette di distruggere gli inquinanti

atmosferici che vengono a contatto con le superfici cementizie, ossidandoli fino a trasformarli

in acqua e anidride carbonica: in questo modo agli agenti inquinanti viene a mancare il sub

strato su cui aderire lasciando inalterata la colorazione originaria.

L’uso del biossido di titanio applicato alle facciate degli edifici è inoltre in grado di ridurre

significativamente la quantità di ossido di azoto e altri residui dannosi nell’atmosfera.

Secondo studi effettuati dai promotori della ricerca, Italcementi e Global Engineering, rivestire

il 15% delle superfici a vista di una città con biossido di titanio ridurrebbe l’inquinamento del

50%.

Processo di fotocatalisi su pavimentazione urbana realizzata con

blocchetti di calcestruzzo TX.



30

Richard Meyer, Chiesa Dives Misericordiae, Roma (I) 1998-2003

La chiesa progettata da Richard Meyer è costituita da 3 vele, la

più alta 26,0 m, ottenute come porzioni rettangolari di sfere

aventi identico raggio esterno e interno.

Ogni vela è composta da moduli prefabbricati (conci) di

calcestruzzo bianco ad alta resistenza: la vela esterna è

costituita da 78 conci, la vela centrale da 104 conci e la vela

interna da 176 conci.

I conci sono stati assemblati tra loro da dei giunti

appositamente studiati e da una armatura post-tesa costituita

da cavi (orizzontali e verticali) e da barre verticali.

“La barca della Chiesa che solca i mari del

Terzo millennio”.

Richard Meyer



31

Calcestruzzo extrafluido

Il calcestruzzo extrafluido è ottenuto con inerti controllati

particolarmente sottili (<2,0 mm) e un lungo e sofisticato sistema

di lavorazione che consente di ottenere un impasto

estremamente omogeneo e liquido. Le prestazioni sono pari a

quelle di un calcestruzzo strutturale Rck 350.

Resistenza a flessione

Resistenza a compressione

A sinistra il Flowstone con inerti di sabbia di quarzo e a destra con

inerti di basalto.



32

24H Architecture, Residenze Getsewoud, Nieuw Vennep (NL) 2003



Per effetto della sua elevata fluidità, il

calcestruzzo extrafluido può essere gettato in

casseforme con strutture particolarmente

complesse. Con una temperatura di circa 20°C il

calcestruzzo extrafluido ha un periodo di

indurimento di sole 24 ore.

33

24H Architecture, Residenze Getsewoud, Nieuw Vennep (NL) 2003

Pannelli realizzati mediante stampaggio

in cassaforma di gomma a rilievo

modellate su sagome lignee.



http://europaconcorsi.com/projects/17011-Housing-Getsewoud/images/519217



34

Calcestruzzo fibrorinforzato FRC

Schematizzazione dell’impasto calcestruzzo-fibre al

fine dell’ottenimento del calcestruzzo

fibrorinforzato.

Nei calcestruzzi fibrorinforzati (Fiber Reinforced Concrete) l’armatura è ottenuta con delle fibre

distribuite nella massa del calcestruzzo: tale accorgimento conferisce una maggiore resistenza

meccanica e un minore ritiro plastico all’impasto cementizio.

Le prime applicazioni sperimentali del FRC a livello strutturale furono realizzate negli Stati

Uniti per la esecuzione di pavimentazioni aeroportuali: l’impiego risale al 1962 con gli studi e il

conseguente brevetto depositato da James P. Romualdi (1929-1994) e Gordon B. Batson (1933).

Il principale vantaggio offerto dalle fibre è quello di migliorare la duttilità del conglomerato

nella fase successiva all'innesco del fenomeno fessurativo la presenza di fibre, pertanto

aumenta la tenacità del calcestruzzo. A dosaggi piuttosto elevati (volumi superiori al 2%) le fibre

migliorano anche la resistenza meccanica a trazione, flessione e taglio.



35


L’aggiunta di fibre comporta tuttavia una riduzione della lavorabilità dell’impasto cementizio:

per sopperire a tale problema è necessario aggiungere all’impasto additivi superfluidificanti.

Le fibre possono essere utilizzatore per sostituire parzialmente (fibre non strutturali) o

totalmente (fibre strutturali) l’armatura convenzionale.

Le norme che prescrivono i dosaggi minimi del calcestruzzo fibrorinforzato sono:

- le Istruzioni CNR DT204: percentuale volumetrica minima di fibre pari al 0,3%;

- la norma UNI 11039: dosaggio minimo di fibre di acciaio pari a 25 kg/m³ ovvero 0,32% in

volume.

Il calcestruzzo fibrorinforzato viene utilizzato prevalentemente per pavimentazioni (industriali e

commerciali), prefabbricazione (tubazioni, pannelli, etc.), barriere autostradali (new jersey),

gallerie e opere provvisionali.

L’impasto del calcestruzzo fibrorinforzato.



36


Le fibre utilizzate per il rinforzo del calcestruzzo.

Legenda

1-4. Fibre metalliche; 5. Fibre polipropileniche (PP); 6. Fibre di vetro.

1 2 3

4 5 6



37

Norman Foster, Masdar Institut Campus, Masdar City (EAU) 2011

L’Istituto è costituito da un edificio principale, un centro di conoscenza e dagli alloggi per gli

studenti. Il complesso ha facciate self-shading, oltre 5.000 m2 di impianti fotovoltaici, aperture

protette da una reinterpretazione contemporanea di mashrabiya, un tipo di grata sporgente.

Vista notturna dell’istituto.



38


Gli spazi interni all’aperto sono comunque molto

protetti dall’irraggiamento diretto.



39


I pannelli in calcestruzzo rinforzato in fibra di vetro e sabbia locale favoriscono l’integrazione

con il contesto del deserto e riducono al minimo le operazioni di manutenzione.



40

Calcestruzzo tessile

Il calcestruzzo fluido autocompattante rinforzato con fibre di tessuto (Concrete Cloth) consente

di realizzare strutture con elevati livelli prestazionali.

Il Concrete Cloth, ideato per realizzare le Concrete Canvas Shelters, è un calcestruzzo tessile

che consente di realizzare con la sola aggiunta di acqua (anche di mare) strutture che possono

essere utilizzate a sole 24 ore dalla loro realizzazione.

Calcestruzzo tessile.



41


www.youtube.com/watch?v=LBHVKFCoYFc&feature=related

La successione realizzativa di una struttura di emergenza.



42


Un insediamento di emergenza realizzato con il concrete cloth.



43

Calcestruzzo trasparente LiTraCon

La recente invenzione del calcestruzzo

trasparente (brevettata nel 2002) è dovuta ad

una intuizione del giovane architetto

ungherese Aron Losonczi.

Il calcestruzzo trasparente, denominato

LiTraCon (Light Transmitting Concrete), è

composto dal tradizionale impasto di

calcestruzzo con l’aggiunta di fibre di vetro e

fibre ottiche: quest’ultime consentono la

trasmissione della luce anche attraverso setti

di elevato spessore.

La presenza delle fibre non altera il

comportamento meccanico del calcestruzzo:

tutto dipende però dal mix delle quantità dei

differenti componenti.



44


Il prodotto non può essere

lavorato in opera (richiede

tecniche di esecuzioni e

misure di controllo molto

elevate per renderlo

affidabile) ma viene distribuito

in elementi prefabbricati di

dimensioni differenti. È in

corso di sperimentazione la

versione termoisolante.



45


Attualmente il LiTraCon è in una posizione intermedia tra arte, architettura e industria. Di

grande interesse è l’apparente dicotomia tra trasparenza e pesantezza: sono pochi i materiali

che riescono a combinare queste due caratteristiche.

Molti noti architetti (Santiago Calatrava, Herzog e De Meuron, Norman Foster, Steven Holl, Jean

Nouvel, ecc.) si sono interessati a questo prodotto: la scarsa disponibilità di materiale e il

prezzo ancora troppo elevato (3.000 €/m2 per elementi di 10,0 cm di spessore) non ne hanno

favorito la diffusione.



46




47

Giampaolo Imbrighi, Padiglione Italia, Shanghai (RC) 2010

Le superfici traslucide sono il risultato di una ricerca svolta in collaborazione tra l’Università

degli Studi La Sapienza di Roma e il Centro Ricerche Italcementi.

Il conglomerato trasparente (i.light) è stato ipotizzato per 3.774 pannelli (50x100x5 cm) con un

grado di trasparenza variabile tra il 20% e l'80% della propria superficie. L’impasto è composto

da calcestruzzo e resine plastiche che consentono il trasporto ottico della luce e delle immagini

senza comprometterne le caratteristiche di isolamento e di robustezza tipiche del materiale a

base cementizia.

I ricercatori hanno individuando la giusta formulazione di un premiscelato che consente di

mantenere le resine plastiche all’interno del materiale cementizio, per sua natura opaco, senza

creare fenomeni fessurativi e comprometterne la struttura. La soluzione, che può essere gettata

in opera, non ricorre alle fibre ottiche ed è quindi particolarmente adatta per una produzione

industriale.

Il padiglione in una vista notturna.



48


Dettaglio della facciata.

Le lastre in calcestruzzo sono fissate su una

sottostruttura costituita da scatolari in alluminio

(18,0x7,0 cm).



49


I pannelli utilizzati per la realizzazione del Padiglione Italia in realtà appaiono semplicemente

forati.



Percorsi Abilitanti Speciali Classe A016 Costruzioni...

Documents

Transcript of Percorsi Abilitanti Speciali Classe A016 Costruzioni...