Calcestruzzo fresco

Calcestruzzo fresco
Lavorabilità…definizioni
• “attitudine di un calcestruzzo ad essere
impastato, trasportato, posto in opera,
compattato e rifinito senza che si verifichino
segregazioni”
• “caratteristica che indica la capacità del
calcestruzzo fresco a muoversi ed a
compattarsi”
Importanza della lavorabilità?
• la lavorabilità è una proprietà tipica del
calcestruzzo fresco che condiziona anche le
prestazioni del calcestruzzo in servizio.
• Tuttavia spesso la prescrizione è spesso
disattesa in sede di progetto ed in cantiere
con penalizzanti ed improprie aggiunte di
acqua.
Misura della lavorablità: slump test
• Misura dell’abbassamento (slump) del
calcestruzzo sformato da un tronco di cono
metallico ( cono di Abrams) con costipazione
manuale. Quando la forma viene sollevata
l’impasto non più sostenuto si abbassa. La
diminuzone di altezza in cm è il risultato della
prova.
• 0-5 cm (impasti asciutti o consistenti)
• 5-12 cm (impasti plastici o normali)
• > 12 cm (impasti fluidi o molli)
• In base al valore di slump si definiscono
5 classi di consistenza, individuata dalla
lettera S seguita da un numero da 1 a 5 che
corrisponde ad un impasto sempre più fluido.
• La consistenza è una caratteristica che viene
indicata in progetto.
• Generalmente per getti verticali (pilastri e plinti) è
possibile utilizzare impasti di classe S3-S4, mentre
per getti orizzontali o molto armati può essere
necessaria la classe S5.
• Calcestruzzi di categorie S1 o S2 possono essere
usati solo per getti di grandi dimensioni
(pavimentazioni stradali, dighe...) e con accurati
trattamenti di vibrazione dell'impasto.
Impasto
• (1) Dosaggio preciso dei vari componenti
(metodi volumetrici e gravimetrici).
• (2) Miscelazione per ricoprire tutta la superificie
delle particell e di aggregato con la pasta di
cementoed omogenizzare l’impasto.
• La miscelazione si esegue in betoniera, 70-100
rivoluzioni a 12-20 giri al minuto. Non deve
essere prolungata troppo a lungo per evitare
evaporazione di acqua con dimunuzione di slump.
Trasporto
• I calcestruzzi vengono preparati nelle centrali
di betonaggio e trasportati con autobetoniere
(3-9 m3).
• Per tempi di trasporto lunghi è necessario
aggiungere un ritardante per evitare che inizi
la presa.
Posa in opera
• L’imapsto è una massa fluida costituita da
componenti di diverso peso specifico e
dimensioni, è qundi necessario prendere delle
preacauzioni per evitare la separazione dei
componenti durante l’operazione di
riempimento delle casseforme (gettata)
Compattazione
• La compattazione del calcestruzzo ha lo scopo di
eliminare o ridurre i vuoti contenuti nella massa.
• L’introduzione nelle casseforme per caduta libera da
inglobare nel calcestruzzo dal 5 al 20 % di aria…se non
venisse eliminata la reststenza meccanica del
calcestruzzo indurito sarebbe seriamente
compremessa
• compattazione si può eseguire a mano con barre di
ferro oppure mediante vibratori immersi nella massa
fluida.
Segregazione
• Tendenza dei materiali eterogenei dell’impasto a separarsi
a causa della diversa dimensione delle particelle e
differenze di peso specifico
• la segregazione può essere contenuta curando operazioni
di impasto, trasporto, posa in opera e rifinitura scegliendo
la granulometria degli inerti ed il dosaggio di acqua.
• Primo tipo: segregazione durante operazioni di impasto,
trasporto, posa in opera e finitura
• Secondo tipo: segregazione che avviene nelle casseforme,
a calcestruzzo fermo, aggregato grosso tende a scendere e
la malta a risalire. Si ha a seguito di vibrazione intensa e
prolungata
Bleeding (essudamento)
• Sedimentazione sul fondo delle particelle
solide per effeto della gravità ed affioramento
di acqua in superficie. É una forma di
segregazione che porta anche ad uno spessore
affiorante di 1 cm.
• Effetti positivi (se contenuto!) e negativi
(sotto poca acqua, sopra troppa acqua!)
Ritiro plastico
• Prima della presa il calcestruzzo può subire diminuzione
di volume dovuta a perdita di acqua per assorbimento
da parte delle casseforme e/o per essudazione e
successiva evaporazione.
• In climi caldi e zone molto ventilate si possono
produrre fessurazioni superficiali del manufatto.
Si limita tale effetto bagnando le casseforme prima
della gettata e coprendo la superficie dei getti con teli
umidi
• Reazione di idratazione del cemento avvengono con
diminuzione di volume!!
Stagionatura
• Al termine della presa, inizia il periodo di
indurimento a seguito della graduale
idratazione del legante. Il calcestruzzo
acquisisce resistenza meccanica fino ad
acquistare la consistenza di una pietra.
• Scopo della stagionatura è mantenere il
calcestruzzo saturo d’acqua affinche gli spazi
originariamente pieni d’acqua vengano man
mano riempiti dai prodotti di idratazione del
cemento.
• Per una corretta stagionatura sono fondamentali
le condizioni ambientali di umidità relativa che
sono influenzate anche da temperatura e vento.
Se umidità è inferiore a 80% l’acqua tende ad
evaporare rapidamente, i capillari della pasta si
svuotano, le reazioni idratazione sono
incomplete e il manufatto indurito presenta
elevata porosità.
• L’effetto della temperatura è duplice.
• Elevate temperature favoriscono evaporazione
dell’acqua ed accelerano la cinetica delle
reazioni di idratazione.
 30-50 °C inizialmente veloce poi si arresta per
lunghe stagionature
 15-30 °C minore resistenze iniziali ma con
crescita costante
 < 15°C sviluppo resistenza troppo lento
Stagionatura in climi caldi
 posa in opera sera/notte
 raffredamento inerti
 raffreddamento acqua impasto
 cemento a basso calore di idratazione
 mantenere getti umidi
barriere frangivento
Stagionatura in climi freddi
 gettata in ore calde
 riscladamento inerti con vapore
 riscaldamento acqua T minore 40 °C per evitare presa
troppo rapida
 cementi ad elevato calore di idratazione
 protezione contro la dispersione di calore delle gettate
con aumento spessore casseforme o coimbentazione.
Quali fattori influenzano la
lavorabilità?
• caratteristiche degli aggregati
distribuzione granulometrica, Dmax, forma, tessitura
• quantità acqua di impasto
• dosaggio cemento
Combinazione degli aggregati
• Raramente l’aggregato a disposizione rientra
nei fusi richiesti dalle norme, è quindi
necessario combinare più aggregati in modo
che nel complesso rientri nel fuso
ganulometrico consigliato.
Esempio 1.
combinazione di due aggregati di classe
granulometrica completamente separata
• Dal grafico, il passante al setaccio da 7 mm
deve essere 42%
• La miscela deve contenere 42 %
dell’aggregato che passa completamente al
setaccio da 7 mm (sabbia!)
Esempio 2.
combinazione di tre aggregati di granulometria
diversa e parzialmente sovrapposta
Calcolo degli impasti
• Stabilire la corretta composizione di un impasto
in termini di quantità dei componenti necessari
alla preparazione di 1 metro cubo di calcestruzzo
dotato delle proprietà ottimali:




bassi costi
buona lavorabilità
elevata resistenza meccanica
elevata durevolezza
Procedura dell’American Concrete Institute (ACI)
• fissato Dmax, lavorabilità dipende dalla quantità di acqua,
determinata dalla tabella, necessaria a fornire la lavorabilità
desiderata con l’inerte a disposizione
• in funzione Rc desiderata dai grafici ACI si individua rapporto
a/c
• noto rapporto a/c si calcola dosaggio cemento
• su tabelle ACI si determina volume solido di inerte grosso da
impiegare con la sabbia per metro cubo di calcestruzzo
• noti volumi di acqua, cemento e aggrgato grosso si
determina per differenza il volume della sabbia