ELEMENTI DI TECNOLOGIA DELLELEMENTI DI TECNOLOGIA DELL’’ ARCHITETTURAARCHITETTURAA.A. 2007A.A. 2007--20082008

Prof. Luca VenturiProf. Luca Venturi

IL CALCESTRUZZOIL CALCESTRUZZO(2^parte)(2^parte)

PROVE SUL CALCESTRUZZOPROVE SUL CALCESTRUZZO

Il conglomerato Il conglomerato cementiziocementizio allall’’atto del progetto deve essere identificato mediante la atto del progetto deve essere identificato mediante la resistenzaresistenza convenzionale a compressioneconvenzionale a compressione misurata su misurata su cubcubetti (etti (RckRck), confezionati e ), confezionati e stagionati a 28 giorni di maturazione.stagionati a 28 giorni di maturazione.

La resistenza caratteristica La resistenza caratteristica èè definita come definita come la resistenza al di sotto della quale si ha il 5% di la resistenza al di sotto della quale si ha il 5% di probabilitprobabilitàà di trovare valori inferiori.di trovare valori inferiori.

La determinazione della resistenza a compressione avviene sperimLa determinazione della resistenza a compressione avviene sperimentalmente con prove di entalmente con prove di schiacciamento sui provini di calcestruzzo opportunamente confezschiacciamento sui provini di calcestruzzo opportunamente confezionati e di determinate ionati e di determinate dimensioni. dimensioni.

FORMA E DIMENSIONE DEI PROVINIFORMA E DIMENSIONE DEI PROVINI

UNI 6130UNI 6130--1 Provini di calcestruzzo per prove di resistenza meccanica. For1 Provini di calcestruzzo per prove di resistenza meccanica. Forma e dimensioni. ma e dimensioni.

Prove a compressioneProve a compressione: per questo tipo di prova i provini hanno forma cubica, con lat: per questo tipo di prova i provini hanno forma cubica, con lato o proporzionale alla proporzionale alla dimensione massima delldimensione massima dell’’inerte. inerte.

PROVINO CUBICOPROVINO CUBICO

Prove a flessioneProve a flessione: per questo tipo di prova i provini sono di forma prismatica, d: per questo tipo di prova i provini sono di forma prismatica, di sezione i sezione quadrata. quadrata.

PROVINO PRISMATICO A SEZIONE RETTANGOLAREPROVINO PRISMATICO A SEZIONE RETTANGOLARE

Le CUBIERE in poliuretano espansoLe CUBIERE in poliuretano espanso stampato vengono realizzate con materiale ad elevata stampato vengono realizzate con materiale ad elevata massa massa volumicavolumica, sono monoblocco, indeformabili, riutilizzabili. Alla base pres, sono monoblocco, indeformabili, riutilizzabili. Alla base presentano un foro entano un foro da utilizzarsi per la sformatura pneumatica dei cubetti. da utilizzarsi per la sformatura pneumatica dei cubetti. La chiusura del foro durante il riempimento delle La chiusura del foro durante il riempimento delle cubierecubiere èè garantita dagli appositi tappi. Le garantita dagli appositi tappi. Le superfici interne sono state studiate in modo da evitare la rettsuperfici interne sono state studiate in modo da evitare la rettifica dei provini prima della ifica dei provini prima della prova di rottura.prova di rottura.

Sono utilizzate per la realizzazione di provini aventi il formatSono utilizzate per la realizzazione di provini aventi il formato: 150 x 150 x 150 mm o: 150 x 150 x 150 mm

CONFEZIONAMENTO DEI PROVINICONFEZIONAMENTO DEI PROVINI

UNI EN 12390-2:2002Prova sul calcestruzzo indurito Prova sul calcestruzzo indurito -- Confezione e stagionatura dei provini per prove di resistenzaConfezione e stagionatura dei provini per prove di resistenza

I provini in calcestruzzo possono essere eseguiti in laboratoriI provini in calcestruzzo possono essere eseguiti in laboratorio, oppure prelevati in cantiere o, oppure prelevati in cantiere durante il corso dei lavori.durante il corso dei lavori.Se eseguiti in laboratorio, i singoli componenti del calcestruzzSe eseguiti in laboratorio, i singoli componenti del calcestruzzo vengono pesati con una o vengono pesati con una precisione dello 0,2%. Il confezionamento può avvenire a mano o precisione dello 0,2%. Il confezionamento può avvenire a mano o con apposita betoniera, in con apposita betoniera, in un locale con temperatura di 18un locale con temperatura di 18÷÷26 26 °°C e con umiditC e con umiditàà relativa non inferiore al 65%.relativa non inferiore al 65%.

Il calcestruzzo appena confezionato viene sistemato in casseformIl calcestruzzo appena confezionato viene sistemato in casseforme metalliche o in e metalliche o in polistirolo ed assestato con la vibrazione; la forma polistirolo ed assestato con la vibrazione; la forma èè riempita in un unico strato. riempita in un unico strato. La sformatura La sformatura èè effettuata dopo 24 ore dal getto, con leffettuata dopo 24 ore dal getto, con l’’avvertenza di non danneggiare il avvertenza di non danneggiare il provino.provino.La stagionatura dei provini sperimentali si svolge in ambiente aLa stagionatura dei provini sperimentali si svolge in ambiente a temperatura costante di temperatura costante di 1818÷÷22 22 °°C, con umiditC, con umiditàà del 90%.del 90%.

In cantiere il prelevamento dei provini può essere effettuato:In cantiere il prelevamento dei provini può essere effettuato:-- allall’’impianto di betonaggio;impianto di betonaggio;-- allall’’autobetoniera;autobetoniera;-- al momento dellal momento dell’’impiegoimpiego, sulla struttura stessa., sulla struttura stessa.

Il prelievo Il prelievo dalla betonieradalla betoniera può essere fatto a metpuò essere fatto a metàà dello scarico. dello scarico. ÈÈ opportuno prendere nota opportuno prendere nota del tipo di betoniera, capacitdel tipo di betoniera, capacitàà, numero di giri e tempo di impasto., numero di giri e tempo di impasto.

Il prelievo Il prelievo da getti in operada getti in opera, va eseguito in tre punti della superficie del getto, rimescola, va eseguito in tre punti della superficie del getto, rimescolando il ndo il calcestruzzo ottenuto, oppure prendendo i campioni dallo scaricocalcestruzzo ottenuto, oppure prendendo i campioni dallo scarico dei mezzi impiegati per il dei mezzi impiegati per il trasporto (benne o nastri trasportatori).trasporto (benne o nastri trasportatori).

Un prelievo consiste nel prelevare dagli impasti, al momento delUn prelievo consiste nel prelevare dagli impasti, al momento della posa in opera nei casseri la posa in opera nei casseri ed alla presenza del direttore dei lavori o di persona di sua fied alla presenza del direttore dei lavori o di persona di sua fiducia, il calcestruzzo ducia, il calcestruzzo necessario per la confezione di un gruppo di due provini (necessario per la confezione di un gruppo di due provini (D.M. 27 Luglio 1985D.M. 27 Luglio 1985).).La media delle resistenze a compressione dei due provini di un pLa media delle resistenze a compressione dei due provini di un prelievo rappresenta la relievo rappresenta la ““Resistenza di prelievoResistenza di prelievo”” che costituisce il valore mediante il quale vengono eseguiti i che costituisce il valore mediante il quale vengono eseguiti i controlli controlli del conglomerato.del conglomerato.

Per la preparazione, la forma, le dimensioni e la stagionatura dPer la preparazione, la forma, le dimensioni e la stagionatura dei provini di calcestruzzo vale ei provini di calcestruzzo vale quanto indicato nelle norme quanto indicato nelle norme UNI EN 12390UNI EN 12390--11 e UNI EN 12390e UNI EN 12390--2.2.

Del prelievo, comunque effettuato, deve essere redatto apposito Del prelievo, comunque effettuato, deve essere redatto apposito verbale contenente:verbale contenente:localitlocalitàà e cantiere;e cantiere;numero e sigla del prelievo;numero e sigla del prelievo;composizione del calcestruzzo;composizione del calcestruzzo;data ed ora del prelievo;data ed ora del prelievo;provenienza del prelievo (betoniera, getto, provenienza del prelievo (betoniera, getto, etcetc.)..).

La preparazione dei provini con calcestruzzo prelevato in cantieLa preparazione dei provini con calcestruzzo prelevato in cantiere segue le seguenti norme:re segue le seguenti norme:

-- il calcestruzzo fluido viene assestato nelle forme in due o piil calcestruzzo fluido viene assestato nelle forme in due o piùù strati, con colpi di tondino di strati, con colpi di tondino di ferro del diametro di 10 mm;ferro del diametro di 10 mm;-- il calcestruzzo di media consistenza viene costipato fino a rifil calcestruzzo di media consistenza viene costipato fino a rifluimento della malta in due o luimento della malta in due o pipiùù strati consecutivi mediante pestelli;strati consecutivi mediante pestelli;-- il calcestruzzo a consistenza umida, e che in opera viene vibrail calcestruzzo a consistenza umida, e che in opera viene vibrato, viene posto nelle forme to, viene posto nelle forme in un unico strato ed assestato con la vibrazione.in un unico strato ed assestato con la vibrazione.

Confezionatura del provino assestata a mano.

ConfezionaturaConfezionatura del provino di del provino di calcestruzzo con pestello a mano. calcestruzzo con pestello a mano.

Ottenuto il costipamento si procede a rasare con righello di metOttenuto il costipamento si procede a rasare con righello di metallo la superficie superiore.allo la superficie superiore.La sformatura si effettua dopo 24 ore dal confezionamento.La sformatura si effettua dopo 24 ore dal confezionamento.

Il prelievo dei provini deve essere fatto in presenza del rappreIl prelievo dei provini deve essere fatto in presenza del rappresentate dellsentate dell’’impresa e della impresa e della direzione dei lavori e verbalizzato. Si dovrdirezione dei lavori e verbalizzato. Si dovràà specificare:specificare:--forma, dimensione e numero dei provini;forma, dimensione e numero dei provini;--modalitmodalitàà di preparazione dei provini (costipati, battuti, vibrati, numerdi preparazione dei provini (costipati, battuti, vibrati, numero dei colpi e peso o dei colpi e peso delldell’’attrezzo impiegato, tipo del vibratore e tempo di vibrazione).attrezzo impiegato, tipo del vibratore e tempo di vibrazione).

STAGIONATURA DEI PROVINISTAGIONATURA DEI PROVINI

La stagionatura dei provini confezionati in cantiere può essereLa stagionatura dei provini confezionati in cantiere può essere effettuata in tre modi:effettuata in tre modi:

--stagionatura in condizioni definite di temperatura e di umiditstagionatura in condizioni definite di temperatura e di umiditàà; ; la temperatura può oscillare la temperatura può oscillare fra i 18 ed i 22fra i 18 ed i 22°°C e lC e l’’umiditumiditàà deve essere superiore al 90%. Queste condizioni possono deve essere superiore al 90%. Queste condizioni possono essere ottenute in locali appositamente costruiti ed attrezzati,essere ottenute in locali appositamente costruiti ed attrezzati, oppure sistemando i provini oppure sistemando i provini sotto sabbia umida in baracca;sotto sabbia umida in baracca;-- stagionatura nelle stesse stagionatura nelle stesse condizonicondizoni ambientali delle strutture;ambientali delle strutture;-- stagionatura accellerata, stagionatura accellerata, per provini provenienti da calcestruzzo per manufatti per provini provenienti da calcestruzzo per manufatti prefabbricati sottoposti a maturazione prefabbricati sottoposti a maturazione accellerataaccellerata..

Camera di stagionaturaCamera di stagionatura

Tutti i provini devono essere prelevati Tutti i provini devono essere prelevati dalldall’’ambiente di stagionatura non prima di ambiente di stagionatura non prima di

due ore dalldue ore dall’’inizio delle prove.inizio delle prove.Quando il laboratorio prove si trova lontano Quando il laboratorio prove si trova lontano

e necessita il trasporto dei provini, questo e necessita il trasporto dei provini, questo deve avvenire con ogni cautela, con imballo deve avvenire con ogni cautela, con imballo

in segatura o sabbia umida.in segatura o sabbia umida.

I provini possono essere prelevati anche da calcestruzzo I provini possono essere prelevati anche da calcestruzzo gigiàà indurito; il metodo adottato indurito; il metodo adottato èè quello del quello del carotaggiocarotaggio. . ÈÈ opportuno che il diametro della opportuno che il diametro della CAROTA CAROTA non sia non sia minore di tre volte il diametro massimo dellminore di tre volte il diametro massimo dell’’inerte inerte impiegato nella confezione.impiegato nella confezione.

Dai campioni prelevati, che possono avere varie dimensioni, si rDai campioni prelevati, che possono avere varie dimensioni, si ricavano con successive icavano con successive lavorazioni i provini delle dimensioni stabilite dalle norme UNIlavorazioni i provini delle dimensioni stabilite dalle norme UNI per le prove di resistenza.per le prove di resistenza.Il verbale di prelevamento di campioni da calcestruzzo giIl verbale di prelevamento di campioni da calcestruzzo giàà indurito deve dare, oltre le usuali indurito deve dare, oltre le usuali notizie, le seguenti indicazioni:notizie, le seguenti indicazioni:

-- ubicazione del prelievo nella struttura, ed orientamento rispetubicazione del prelievo nella struttura, ed orientamento rispetto al piano del getto;to al piano del getto;-- metodo dellmetodo dell’’estrazione;estrazione;-- metodo di lavorazione successiva per ricavare i provini dai cammetodo di lavorazione successiva per ricavare i provini dai campioni.pioni.

PROVA DI ROTTURAPROVA DI ROTTURA

UNI EN 12390-3:2003

Prova sul calcestruzzo indurito Prova sul calcestruzzo indurito -- Resistenza alla compressione dei proviniResistenza alla compressione dei provini

Prima di essere sottoposti a prove di rottura, i provini, comunqPrima di essere sottoposti a prove di rottura, i provini, comunque prelevati e confezionati, ue prelevati e confezionati, devono essere sottoposti a prova di regolaritdevono essere sottoposti a prova di regolaritàà geometrica: facce piane e parallele, angoli, retti, geometrica: facce piane e parallele, angoli, retti, ecc.ecc.

Se queste condizioni non sono verificate, si deve effettuare la Se queste condizioni non sono verificate, si deve effettuare la spianatura con apposita spianatura con apposita macchina molatrice.macchina molatrice.

La spianatura può essere fatta anche con applicazione di pasta dLa spianatura può essere fatta anche con applicazione di pasta di cemento o gesso o altro i cemento o gesso o altro idoneo materiale. I provini vengono inoltre pesati con una preciidoneo materiale. I provini vengono inoltre pesati con una precisione dellsione dell’’1%.1%.La prova di schiacciamento La prova di schiacciamento èè eseguita con pressa idraulica di adeguata potenza (Fig.31); il eseguita con pressa idraulica di adeguata potenza (Fig.31); il provino deve essere posto esattamente al centro di pressione, seprovino deve essere posto esattamente al centro di pressione, senza alcuna interposizione nza alcuna interposizione di materiale deformabile, come cartone, feltro o piombo, fra le di materiale deformabile, come cartone, feltro o piombo, fra le facce del provino stesso ed i facce del provino stesso ed i piatti della macchina.piatti della macchina.

La pressione deve essere esercitata gradualmente fino alla complLa pressione deve essere esercitata gradualmente fino alla completa rottura del provino. eta rottura del provino. Si Si deve prendere nota del tipo di rottura. deve prendere nota del tipo di rottura.

La resistenza si esprime in N/mmq o Kg/cmq. La resistenza si esprime in N/mmq o Kg/cmq.

La prova La prova èè accertata da un certificato in cui, oltre alle normali indicaziaccertata da un certificato in cui, oltre alle normali indicazioni, sono dichiarati:oni, sono dichiarati:

-- la data della prova;la data della prova;-- il peso del provino;il peso del provino;-- la resistenza a compressione in N/mmq o Kg/cmq;la resistenza a compressione in N/mmq o Kg/cmq;-- il tipo di rottura;il tipo di rottura;-- eventuali difetti del provino o della prova.eventuali difetti del provino o della prova.

Il tipo di rottura del provino Il tipo di rottura del provino èè indice della resistenza del calcestruzzo. Se il cubetto si rompindice della resistenza del calcestruzzo. Se il cubetto si rompe e determinando una serie di piramidi pideterminando una serie di piramidi piùù o meno regolari, con le facce che formano un angolo o meno regolari, con le facce che formano un angolo di circa 45di circa 45°° con la base, allora il calcestruzzo ha raggiunto senzcon la base, allora il calcestruzzo ha raggiunto senz’’altro una elevata resistenza altro una elevata resistenza a compressione. I calcestruzzo scadenti tendono invece a sbricioa compressione. I calcestruzzo scadenti tendono invece a sbriciolarsi, senza precisi piani di larsi, senza precisi piani di rottura.rottura.

Forma ed aspetto dei residui di provino dopo la prova di schiaccForma ed aspetto dei residui di provino dopo la prova di schiacciamento. iamento.

La formazione delle La formazione delle ““piramidi di rotturapiramidi di rottura””, con le facce a 45, con le facce a 45°°, , èè conseguenza degli sforzi conseguenza degli sforzi tangenziali, che hanno origine dalla compressione. Tali sforzi rtangenziali, che hanno origine dalla compressione. Tali sforzi raggiungono il massimo del aggiungono il massimo del valore in corrispondenza dei piani inclinati a 45valore in corrispondenza dei piani inclinati a 45°°, ed , ed èè a causa di tali sforzi di scorrimento a causa di tali sforzi di scorrimento che si verifica la rottura del cubetto.che si verifica la rottura del cubetto.

Provini dopo la prova.Provini dopo la prova.

PROVA DI COMPRESSIONE CLS INDURITOPROVA DI COMPRESSIONE CLS INDURITOScopoScopoScopo della prova Scopo della prova èè la determinazione del valore di rottura a compressione su provila determinazione del valore di rottura a compressione su provini di ni di conglomerato conglomerato cementiziocementizio indurito cubici e/o provini cilindrici.indurito cubici e/o provini cilindrici.Norma di riferimentoNorma di riferimentoLa norma di riferimento seguita La norma di riferimento seguita èè la UNI EN 12390la UNI EN 12390--33

ModalitModalitàà EsecutiveEsecutive•• Lo sperimentatore verifica la Lo sperimentatore verifica la planaritplanaritàà delle facce delle facce che deve risultare essere < di 0.05 mm: in caso che che deve risultare essere < di 0.05 mm: in caso che le stesse non lo siano, sottopone i provini a rettifica le stesse non lo siano, sottopone i provini a rettifica meccanica. meccanica. •• Trascrive i dati del provino (sigla /posizione in Trascrive i dati del provino (sigla /posizione in opera). opera). ••Misura con il calibro le dimensioni del provino e Misura con il calibro le dimensioni del provino e trascrive i valori espressi in mm. trascrive i valori espressi in mm. •• Pesa il provino Pesa il provino •• Posiziona il provino tra i piatti della pressa facendo Posiziona il provino tra i piatti della pressa facendo attenzione a centrarlo nel cerchio disegnato nel attenzione a centrarlo nel cerchio disegnato nel piatto inferiore. piatto inferiore. •• Accende la macchina, chiude il circuito e porta il Accende la macchina, chiude il circuito e porta il provino a contrasto con il piatto superiore. Inserisce provino a contrasto con il piatto superiore. Inserisce quindi la velocitquindi la velocitàà di prova che deve essere pari a di prova che deve essere pari a 50 50 N/cm2secN/cm2sec•• Al momento della rottura, annota il valore di rottura Al momento della rottura, annota il valore di rottura (N/mm2) e il tipo di rottura (1=Bipiramidale; (N/mm2) e il tipo di rottura (1=Bipiramidale; 2sb=Sfaldamento piramidale; 2s0 2sb=Sfaldamento piramidale; 2s0 =Sfaldamento=Sfaldamentoobliquo; 3 obliquo; 3 =Sgretolamento=Sgretolamento););•• Scarica la macchina e ripone il residuo sul carrello Scarica la macchina e ripone il residuo sul carrello che successivamente sarche successivamente saràà depositato nelldepositato nell’’area di area di stoccaggio del materiale provato per almeno 20 gg.stoccaggio del materiale provato per almeno 20 gg.

A fianco di ciascun provino si segna la data di A fianco di ciascun provino si segna la data di effettuazione della provaeffettuazione della prova

Le Le cubierecubiere in acciaio plastica e polistiroloin acciaio plastica e polistirolo

Pesatura Pesatura

La misurazione con il calibroLa misurazione con il calibro

Rottura del provino e determinazione del tipo di rotturaRottura del provino e determinazione del tipo di rottura

Apparecchiatura per la Apparecchiatura per la sformatura del provinosformatura del provino

Apparecchiatura per la Apparecchiatura per la verifica della verifica della planaritplanaritàà delle faccedelle facce

RettificatriceRettificatrice

PROVE NON DISTRUTTIVE SUI CALCESTRUZZI. LO SCLEROMETROPROVE NON DISTRUTTIVE SUI CALCESTRUZZI. LO SCLEROMETRO

UNI EN 12504UNI EN 12504--2:2001 2:2001 -- Prove sul calcestruzzo nelle struttureProve sul calcestruzzo nelle struttureProve non distruttive Prove non distruttive -- Determinazione dell'indice Determinazione dell'indice sclerometricosclerometrico..

Può essere molto utile conoscere la resistenza di un calcestruzzPuò essere molto utile conoscere la resistenza di un calcestruzzo senza dover procedere o senza dover procedere alla rottura del campione; a questo scopo alla rottura del campione; a questo scopo èè stato ideato uno speciale strumento, lo stato ideato uno speciale strumento, lo sclerometrosclerometro, particolarmente utile nella verifica di strutture ultimate. , particolarmente utile nella verifica di strutture ultimate. Di semplice utilizzo, Di semplice utilizzo, determina la resistenza alla compressione di manufatti in cementdetermina la resistenza alla compressione di manufatti in cemento. o.

Il suo funzionamento si basa su rimbalzo di una massa battente sIl suo funzionamento si basa su rimbalzo di una massa battente su di un pistone che u di un pistone che appoggia sulla superficie del manufatto in calcestruzzoappoggia sulla superficie del manufatto in calcestruzzo: una potente molla scaglia una : una potente molla scaglia una massa pesante con punta arrotondata (percussore) contro la supermassa pesante con punta arrotondata (percussore) contro la superficie di calcestruzzo da ficie di calcestruzzo da esaminare; a seconda della maggiore o minore resistenza del calcesaminare; a seconda della maggiore o minore resistenza del calcestruzzo, il percussore estruzzo, il percussore rimbalza indietro, muovendo un indice su una scala graduata. rimbalza indietro, muovendo un indice su una scala graduata. Quanto piQuanto piùù elevata elevata èè la la resistenza del calcestruzzo, tanto maggiore resistenza del calcestruzzo, tanto maggiore èè il rimbalzo. il rimbalzo.

Lo strumento misura la Lo strumento misura la durezza ddurezza d’’urtourto, che dipende dalla resistenza del calcestruzzo; , che dipende dalla resistenza del calcestruzzo; unun’’opportuna taratura dello strumento permette quindi di risalire dopportuna taratura dello strumento permette quindi di risalire dalla durezza dalla durezza d’’urto alla urto alla resistenza a compressione. resistenza a compressione.

Misurando su una scala tale rimbalzo e riportandolo sulle curve Misurando su una scala tale rimbalzo e riportandolo sulle curve del diagramma applicato del diagramma applicato allo strumento, si ricava la resistenza alla compressione, espreallo strumento, si ricava la resistenza alla compressione, espressa in Kg/cm2 oppure in ssa in Kg/cm2 oppure in MpaMpa..

Nella zona da controllare si effettuano in Nella zona da controllare si effettuano in genere 10 saggi, cercando di evitare gli genere 10 saggi, cercando di evitare gli elementi grossi degli inerti.elementi grossi degli inerti.Il valore della resistenza si ottiene dalla Il valore della resistenza si ottiene dalla media aritmetica delle letture, scartando media aritmetica delle letture, scartando quelle che si discostano troppo dalla quelle che si discostano troppo dalla media generale. In genere lo strumento media generale. In genere lo strumento ddàà valori inferiori ai reali per i valori inferiori ai reali per i calcestruzzi recenti o mantenuti molto calcestruzzi recenti o mantenuti molto umidi oppure gettati con casseforme umidi oppure gettati con casseforme metalliche.metalliche.Si hanno valori superiori ai reali per Si hanno valori superiori ai reali per calcestruzzi molto vecchi e induriti in calcestruzzi molto vecchi e induriti in ambiente secco.ambiente secco.

Precauzioni da osservare Precauzioni da osservare nelle prove sclerometriche. nelle prove sclerometriche.

Il grande vantaggio dello sclerometro Il grande vantaggio dello sclerometro èè la possibilitla possibilitàà di saggiare le strutture in conglomerato di saggiare le strutture in conglomerato nei vari punti, con estrema rapiditnei vari punti, con estrema rapiditàà e semplicite semplicitàà; ; èè quindi indicato per le opere di collaudo.quindi indicato per le opere di collaudo.

Occorre precisare che i dati rilevati con prove sclerometriche nOccorre precisare che i dati rilevati con prove sclerometriche non hanno valore giuridico; in on hanno valore giuridico; in casi di contestazione, casi di contestazione, èè indispensabile procedere al prelievo mediante carotaggio dei prindispensabile procedere al prelievo mediante carotaggio dei provini ovini regolamentati, per le prove di schiacciamento presso un Laboratoregolamentati, per le prove di schiacciamento presso un Laboratorio Ufficiale. rio Ufficiale.

In ogni caso lo sclerometro In ogni caso lo sclerometro èè utile come prova indicativa.utile come prova indicativa.

CARATTERISTICHE MECCANICHE DEL CALCESTRUZZOCARATTERISTICHE MECCANICHE DEL CALCESTRUZZO

PESO DI VOLUMEPESO DI VOLUME

Il peso di un metro cubo di calcestruzzo dipende dalla natura deIl peso di un metro cubo di calcestruzzo dipende dalla natura dei componenti e varia i componenti e varia lievemente a seconda del grado di compattezza e della quantitlievemente a seconda del grado di compattezza e della quantitàà di cemento impiegato per di cemento impiegato per la confezione.la confezione.

Le norme UNI 10012/67 stabiliscono, nel prospetto 2Le norme UNI 10012/67 stabiliscono, nel prospetto 2--1, i seguenti valori:1, i seguenti valori:

Kg 2.200 Kg 2.200 -- 2.400 per un metro cubo di calcestruzzo ordinario (non armato);2.400 per un metro cubo di calcestruzzo ordinario (non armato);Kg 1.800 Kg 1.800 -- 2.200 per un metro cubo di calcestruzzo magro (quantit2.200 per un metro cubo di calcestruzzo magro (quantitàà di cemento inferiore a di cemento inferiore a 200 Kg/mc);200 Kg/mc);Kg > 2.500 per un metro cubo di calcestruzzo armato (la presenzaKg > 2.500 per un metro cubo di calcestruzzo armato (la presenza del ferro di armatura del ferro di armatura incide per circa 100 kg/incide per circa 100 kg/mcmc).).

RESISTENZA A COMPRESSIONERESISTENZA A COMPRESSIONE

Prescrivere e successivamente ordinare un calcestruzzo "a resistPrescrivere e successivamente ordinare un calcestruzzo "a resistenza" significa aver gienza" significa aver giààdeciso almeno uno dei parametri fondamentali, in quanto agli effdeciso almeno uno dei parametri fondamentali, in quanto agli effetti delle norme attuali, un etti delle norme attuali, un calcestruzzo viene individuato tramite la calcestruzzo viene individuato tramite la resistenza caratteristica a compressioneresistenza caratteristica a compressione((N/N/mmqmmq), che nell), che nell’’allegato 2 del allegato 2 del D.M. 9 gennaio 1996D.M. 9 gennaio 1996 èè definita come "... definita come "... la resistenza a la resistenza a compressione al di sotto della quale si può attendere di trovarecompressione al di sotto della quale si può attendere di trovare il 5% della popolazione di il 5% della popolazione di tutte le misure di resistenzatutte le misure di resistenza". ". Se per un certo calcestruzzo viene assunto un certo valore medioSe per un certo calcestruzzo viene assunto un certo valore medio come resistenza come resistenza caratteristica, vuol dire che il 95% delle le altre future provecaratteristica, vuol dire che il 95% delle le altre future prove dovranno dare un valore di dovranno dare un valore di resistenza uguale o superiore alla resistenza caratteristica.resistenza uguale o superiore alla resistenza caratteristica.

Nelle presenti norme, a meno di indicazione contraria, la "resisNelle presenti norme, a meno di indicazione contraria, la "resistenza caratteristica" designa tenza caratteristica" designa quella dedotta dalle prove a compressione a 28 giorni su cubi prquella dedotta dalle prove a compressione a 28 giorni su cubi preparati e confezionati come eparati e confezionati come al punto 3 "... al punto 3 "... ciocioèè prelevando dagli impasti, al momento della posa in opera nei caprelevando dagli impasti, al momento della posa in opera nei casseri, il sseri, il calcestruzzo necessario per la confezione di un gruppo di due prcalcestruzzo necessario per la confezione di un gruppo di due proviniovini". ". La media delle resistenze a compressione dei due provini di un pLa media delle resistenze a compressione dei due provini di un prelievo rappresenta la relievo rappresenta la "Resistenza di prelievo", che costituisce il valore mediante il "Resistenza di prelievo", che costituisce il valore mediante il quale vengono eseguiti i controlli quale vengono eseguiti i controlli sul calcestruzzo. sul calcestruzzo.

La obbliga il progettista a inserire nel progetto la resistenza La obbliga il progettista a inserire nel progetto la resistenza caratteristica del calcestruzzo caratteristica del calcestruzzo con cui deve essere costruita lcon cui deve essere costruita l’’opera. opera. Occorre fare però attenzione a non confondere la resistenza mediOccorre fare però attenzione a non confondere la resistenza media a 28 giorni con quella a a 28 giorni con quella caratteristica.caratteristica.

Ogni provino Ogni provino èè un campione di calcestruzzo estremamente ridotto rispetto al geun campione di calcestruzzo estremamente ridotto rispetto al getto che deve tto che deve rappresentare, e non rappresentare, e non èè in grado di rappresentare la resistenza del calcestruzzo dal quin grado di rappresentare la resistenza del calcestruzzo dal quale ale èèstato ottenuto ed stato ottenuto ed èè quindi necessario aumentare il numero di campioni da sottoporrequindi necessario aumentare il numero di campioni da sottoporre a prova, a prova, facendo molta attenzione a seguire sempre la stesa metodologia. facendo molta attenzione a seguire sempre la stesa metodologia. Sia il confezionamento che la stagionatura dovranno essere ugualSia il confezionamento che la stagionatura dovranno essere uguali per tutti i campioni perchi per tutti i campioni perchéésono molti i parametri esterni che possono influenzare i risultasono molti i parametri esterni che possono influenzare i risultati delle resistenze finali: ti delle resistenze finali: modalitmodalitàà di confezionamento del cubetto, lo stampo utilizzato, ldi confezionamento del cubetto, lo stampo utilizzato, l’’ambiente e il tempo della ambiente e il tempo della stagionatura.stagionatura.

I valori di resistenza a compressione variano da un minimo di 8I valori di resistenza a compressione variano da un minimo di 8÷÷10 N/10 N/mmqmmq (80(80÷÷100 Kg/100 Kg/cmqcmq) ) per quelli piper quelli piùù scadenti, fino a 60scadenti, fino a 60÷÷70 N/70 N/mmqmmq (600(600÷÷700 Kg/700 Kg/cmqcmq) per quelli ottenuto con ottimi ) per quelli ottenuto con ottimi materiali e perfette tecnologie.materiali e perfette tecnologie.

IL PROGETTISTAIL PROGETTISTALe norme di regolamento obbligano il progettista (Legge 1086/71)Le norme di regolamento obbligano il progettista (Legge 1086/71) ad indicare il valore della resistenza ad indicare il valore della resistenza caratteristica richiesta per il conglomerato da impiegare nelle caratteristica richiesta per il conglomerato da impiegare nelle opere di cemento armato.opere di cemento armato.

IL DIRETTORE DEI LAVORIIL DIRETTORE DEI LAVORIIl direttore dei lavori, durante lIl direttore dei lavori, durante l’’esecuzione dei medesimi, provvederesecuzione dei medesimi, provvederàà ad ad eseguireeseguire i i ““controlli di qualitcontrolli di qualità”à” del del conglomerato realizzato, la cui conglomerato realizzato, la cui ““resistenza caratteristicaresistenza caratteristica”” non deve essere inferiore a quella richiesta.non deve essere inferiore a quella richiesta.

UNI EN 206UNI EN 206--1:20011:2001

Classi di resistenza del Classi di resistenza del calcestruzzo calcestruzzo RckRck, riferite a , riferite a provini cilindrici di diametro provini cilindrici di diametro 150 mm ed altezza 300 150 mm ed altezza 300 mm.mm. ed a provini cubici di ed a provini cubici di 150 mm di spigolo.150 mm di spigolo.Ogni calcestruzzo Ogni calcestruzzo èècaratterizzato dalla sigla C caratterizzato dalla sigla C seguita da due numeri, il seguita da due numeri, il primo dei quali indica la primo dei quali indica la resistenza caratteristica resistenza caratteristica cilindrica, il secondo quella cilindrica, il secondo quella cubica, entrambe espresse cubica, entrambe espresse in N/mm2.in N/mm2.

Classe di Resistenza a compressione

Resistenza caratteristica cilindrica minima

Resistenza caratteristica cubica minima

N/mm2 N/mm2 • Fck N/mm2 • Rck

C8/10 8 10

C12/15 12 15

C16/20 16 20

C20/25 20 25

C25/30 25 30

C30/37 30 37

C35/45 35 45

C40/50 40 50

C45/55 45 55

C50/60 50 60

C55/67 55 67

C60/75 60 75

C70/85 70 85

C80/95 80 95

C90/105 90 105

C100/115 100 115

Misura della resistenza a compressione del calcestruzzoMisura della resistenza a compressione del calcestruzzo

UNI EN 12390UNI EN 12390--4:2002: Prova sul calcestruzzo indurito 4:2002: Prova sul calcestruzzo indurito -- Resistenza alla compressione Resistenza alla compressione Specifiche per macchine di provaSpecifiche per macchine di prova

La prova viene eseguita con diversi scopi tra cui:La prova viene eseguita con diversi scopi tra cui:-- quello del controllo di qualitquello del controllo di qualitàà della produzione, della produzione, -- la rispondenza alle specifiche contrattuali del calcestruzzo acla rispondenza alle specifiche contrattuali del calcestruzzo acquistatoquistato-- la rispondenza allela rispondenza alle specifiche di progetto di quello messo in opera, specifiche di progetto di quello messo in opera, -- il controllo del materiale in opera, il controllo del materiale in opera,

Per la prova di compressione si impiegano provini cubici (in ItaPer la prova di compressione si impiegano provini cubici (in Italia e numerosi altri paesilia e numerosi altri paesieuropei) o cilindrici (Inghilterra, Stati Uniti, Canada, Australeuropei) o cilindrici (Inghilterra, Stati Uniti, Canada, Australia). ia).

Le diverse norme per la misura della resistenza a compressione, Le diverse norme per la misura della resistenza a compressione, indicando in genere:indicando in genere:

-- materiali, dimensioni e tolleranze delle forme per i provini, cmateriali, dimensioni e tolleranze delle forme per i provini, che non si devonohe non si devonodeformare a seguito del riempimento o della compattazione del codeformare a seguito del riempimento o della compattazione del conglomerato;nglomerato;-- dimensioni delle forme in relazione al valore di dimensioni delle forme in relazione al valore di DmaxDmax (la dimensione minima della(la dimensione minima dellacassaforma dovrebbe essere almeno 5 volte quella del diametro macassaforma dovrebbe essere almeno 5 volte quella del diametro massimo);ssimo);-- modalitmodalitàà del prelievo del calcestruzzo, modalitdel prelievo del calcestruzzo, modalitàà di riempimento e compattazionedi riempimento e compattazionedelle forme (si usa in genere la vibrazione, onde ottenere il midelle forme (si usa in genere la vibrazione, onde ottenere il minor volume di vuoti),nor volume di vuoti),procedimento di lisciatura della superficie libera dei provini;procedimento di lisciatura della superficie libera dei provini;-- tempo intercorrente tra l'impasto e la sformatura dei provini (tempo intercorrente tra l'impasto e la sformatura dei provini (secondo UNI: 24 ore);secondo UNI: 24 ore);-- condizioni di stagionatura (secondo UNI: 20condizioni di stagionatura (secondo UNI: 20°°C e umiditC e umiditàà relativa = 90%);relativa = 90%);-- tempo massimo tra la fine della stagionatura e l'inizio della ptempo massimo tra la fine della stagionatura e l'inizio della prova (secondo UNI: 2rova (secondo UNI: 2ore);ore);-- tolleranza di tolleranza di planaritplanaritàà delle superfici del provino su cui delle superfici del provino su cui èè applicata la compressioneapplicata la compressione(secondo UNI: (secondo UNI: ±± 0,05 mm);0,05 mm);-- angoli tra le facce di 90angoli tra le facce di 90°° ±± 30';30';-- velocitvelocitàà di applicazione del carico (secondo UNI: 0,5 di applicazione del carico (secondo UNI: 0,5 ±± 0,2 N/mm2sec).0,2 N/mm2sec).

RESISTENZA A TRAZIONERESISTENZA A TRAZIONE

UNI EN 12390-6:2002

Prova su calcestruzzo indurito Prova su calcestruzzo indurito -- Resistenza a trazione indiretta dei proviniResistenza a trazione indiretta dei provini

La resistenza a trazione di un calcestruzzo La resistenza a trazione di un calcestruzzo èè piuttosto bassa e rappresenta una frazione piuttosto bassa e rappresenta una frazione della resistenza a compressione: in genere si assume pari ad 1/1della resistenza a compressione: in genere si assume pari ad 1/10 di quest'ultima, nell0 di quest'ultima, nell’’ordine ordine di 1,5 di 1,5 ÷÷ 2 N/2 N/mmqmmq (15(15÷÷20 Kg/20 Kg/cmqcmq). Questa resistenza non viene assolutamente considerata ). Questa resistenza non viene assolutamente considerata nei calcoli in quanto lo sforzo di trazione che può verificarsinei calcoli in quanto lo sforzo di trazione che può verificarsi in una struttura, viene in una struttura, viene interamente assorbita dallinteramente assorbita dall’’armatura metallica.armatura metallica.

Sotto compressione gli aggregati determinano in modo attivo il cSotto compressione gli aggregati determinano in modo attivo il comportamento del materiale omportamento del materiale in quanto, essendo a contatto tra loro e con la pasta, riescono in quanto, essendo a contatto tra loro e con la pasta, riescono ad assorbire, deformandosi, ad assorbire, deformandosi, buona parte degli sforzi. Sotto trazione l'interfaccia legantebuona parte degli sforzi. Sotto trazione l'interfaccia legante--aggregato, pur essendo piaggregato, pur essendo piùù o o meno resistente in funzione del grado di scabrezza e porositmeno resistente in funzione del grado di scabrezza e porositàà della superficie di quest'ultimo della superficie di quest'ultimo e della sua possibilite della sua possibilitàà di formare legami chimici con la pasta di cemento, tuttavia cosdi formare legami chimici con la pasta di cemento, tuttavia costituisce tituisce sempre il punto debole della struttura del conglomerato.sempre il punto debole della struttura del conglomerato.

RESISTENZA A FLESSIONERESISTENZA A FLESSIONE

UNI EN 12390-5:2002

Prova sul calcestruzzo indurito - Resistenza a flessione dei provini

La resistenza a flessione del calcestruzzo non La resistenza a flessione del calcestruzzo non armato si calcola al lembo teso della sezione di armato si calcola al lembo teso della sezione di mezzeria del provino al momento della rottura. mezzeria del provino al momento della rottura. Generalmente, Generalmente, varia fra i 1/5 ed i 1/10 della varia fra i 1/5 ed i 1/10 della resistenza a compressione, quindi da un minimo di resistenza a compressione, quindi da un minimo di 1,5 N/mmq (15 Kg/cmq) ad un massimo di 10 1,5 N/mmq (15 Kg/cmq) ad un massimo di 10 N/mmq (100 Kg/cmq).N/mmq (100 Kg/cmq).

RESISTENZA AL TAGLIORESISTENZA AL TAGLIO

In un calcestruzzo ordinario la resistenza a sforzi di scorrimenIn un calcestruzzo ordinario la resistenza a sforzi di scorrimento o taglio può raggiungere i to o taglio può raggiungere i valori di 3,5valori di 3,5÷÷5 N/mmq (355 N/mmq (35÷÷50 Kg/50 Kg/cmqcmq). In genere si assume una resistenza pari a due volte ). In genere si assume una resistenza pari a due volte e mezza quella di trazione.e mezza quella di trazione.

MODULO DI ELASTICITAMODULO DI ELASTICITA’’

Il modulo di elasticitIl modulo di elasticitàà èè una delle proprietuna delle proprietàà meccaniche fondamentali di qualsiasi materiale meccaniche fondamentali di qualsiasi materiale elasticoelastico--lineare, omogeneo e isotropo, e la sua conoscenza fornisce un dalineare, omogeneo e isotropo, e la sua conoscenza fornisce un dato essenziale per le to essenziale per le applicazioni strutturali. applicazioni strutturali.

Mentre nel caso dei materiali a microstruttura molto fine (ad esMentre nel caso dei materiali a microstruttura molto fine (ad esempio i materiali metallici) empio i materiali metallici) esiste in generale un esteso tratto iniziale della curva sforzoesiste in generale un esteso tratto iniziale della curva sforzo--deformazione ad andamento deformazione ad andamento quasi perfettamente lineare, e quindi il modulo elastico (che nequasi perfettamente lineare, e quindi il modulo elastico (che ne èè la pendenza) può essere la pendenza) può essere tabellatotabellato ed utilizzato senza alcun problema, nel caso dei materiali comped utilizzato senza alcun problema, nel caso dei materiali compositi che, come il ositi che, come il calcestruzzo, hanno microstruttura fortemente disomogenea, il mocalcestruzzo, hanno microstruttura fortemente disomogenea, il modulo elastico dipende da dulo elastico dipende da numerosi parametri. numerosi parametri.

Essendo inoltre la curva sforzoEssendo inoltre la curva sforzo--deformazione dei deformazione dei materiali compositi in generale non lineare, il modulo materiali compositi in generale non lineare, il modulo elastico va specificato o come pendenza iniziale della elastico va specificato o come pendenza iniziale della suddetta curva (suddetta curva (EciEci = modulo dinamico) o come = modulo dinamico) o come pendenza media (pendenza media (EcEc = modulo secante).= modulo secante).

MODULO DI ELASTICITA’

Nel caso del calcestruzzo il modulo elastico Nel caso del calcestruzzo il modulo elastico èè funzione della resistenza a compressione, che funzione della resistenza a compressione, che a sua volta dipende dal tipo e dalla dimensione massima dell'agga sua volta dipende dal tipo e dalla dimensione massima dell'aggregato, dai rapporti di regato, dai rapporti di composizione dell'impasto e dalle condizioni di stagionatura.composizione dell'impasto e dalle condizioni di stagionatura.

Anche se il calcestruzzo non segue propriamente la legge di Anche se il calcestruzzo non segue propriamente la legge di HookeHooke, il suo comportamento , il suo comportamento lo si approssima ancora a tale legge per semplicitlo si approssima ancora a tale legge per semplicitàà di calcolo. di calcolo.

Il modulo di elasticitIl modulo di elasticitàà inoltre varia nel tempo raggiungendo il valore massimo in circainoltre varia nel tempo raggiungendo il valore massimo in circa 6 anni.6 anni.Per i calcestruzzi di scarsa resistenza il valore di Per i calcestruzzi di scarsa resistenza il valore di ““EE”” può ritenersi circa 15000 N/può ritenersi circa 15000 N/mmqmmq(150000 Kg/(150000 Kg/cmqcmq), mentre per un ottimo calcestruzzo ), mentre per un ottimo calcestruzzo ““EE”” può raggiungere il valore di 45000 può raggiungere il valore di 45000 N/N/mmqmmq (450000 Kg/(450000 Kg/cmqcmq).).

FLUAGE DEL CALCESTRUZZOFLUAGE DEL CALCESTRUZZO

Con il termine francese Con il termine francese ““FLUAGEFLUAGE”” si indica il fenomeno della si indica il fenomeno della deformazione lentadeformazione lenta (o (o scorrimento viscoso) di un materiale mantenuto sotto carico costscorrimento viscoso) di un materiale mantenuto sotto carico costante nel tempo. ante nel tempo. Il Il comportamento meccanico del calcestruzzo comportamento meccanico del calcestruzzo èè influenzato dal rapporto acqua influenzato dal rapporto acqua -- cemento cemento (a/c): al (a/c): al decreceredecrecere di a/c di a/c dimunuiscedimunuisce anche lo scorrimento viscoso.anche lo scorrimento viscoso.

Per il calcestruzzo il Per il calcestruzzo il fluage fluage si esaurisce in un periodo di tempo di circa tre anni. si esaurisce in un periodo di tempo di circa tre anni. DuiranteDuirantetale periodo di tempo si può determinare una deformazione tre votale periodo di tempo si può determinare una deformazione tre volte superiore a quella che lte superiore a quella che si ha subito dopo il carico della struttura ed si ha subito dopo il carico della struttura ed èè pipiùù elevato nei calcestruzzi di scarsa elevato nei calcestruzzi di scarsa resistenza.resistenza.

Effetti del Effetti del ““fluagefluage”” del calcestruzzo in una trave in cemento armato sotto carico fidel calcestruzzo in una trave in cemento armato sotto carico fisso nel tempo. sso nel tempo. La freccia di inflessione può essere stimata fra i 4La freccia di inflessione può essere stimata fra i 4÷÷5 per mille di lunghezza. 5 per mille di lunghezza.

Decreti ministeriali:

D.M. 20 novembre 1987 - "Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento".

D.M. 9 gennaio 1996 - "Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche" -Parte I e Parte II

D.M. 16 gennaio 1996 - "Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi".

D.M. 14 settembre 2005 - "Norme tecniche per le costruzioni". (coesistente con i decreti precedenti fino al 31/12/2007, data in cui non potranno più essere applicati il D.M. 09/01/1996 e il D.M. 16/01/1996)

D.M. 14 gennaio 2008 - "Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni".