LG_II_12_Calcestruzzi speciali i calcestruzzi ad alta resistenza

12. CALCESTRUZZI SPECIALI: I CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
12
CALCESTRUZZI SPECIALI: I CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
Questa sezione è dedicata ai calcestruzzi ad alta resistenza caratterizzati da classi di
resistenza caratteristica convenzionale a compressione a 28 giorni maggiori di 60 N/mm2.
Questi conglomerati trovano impiego nella realizzazione di pilastri di edifici multipiano soprattutto
nei piani interrati dove è fondamentale ridurre le dimensioni degli elementi strutturali per avere
maggiore spazio disponibile per le aeree di parcheggio. I calcestruzzi ad alta resistenza vengono
anche impiegati nella realizzazione di travi di ponti e impalcati soprattutto se di grande luce. Allo
stesso modo questo tipo di conglomerati viene convenientemente impiegato per la realizzazione di
tegoli di coperture. I calcestruzzi ad alta resistenza, inoltre, possono essere utilizzati anche per la
realizzazione di contenitori destinati al ospitare scorie di materiale radioattivo o comunque nocivo
per la salute dell’uomo.
I conglomerati ad alta resistenza vengono confezionati ricorrendo all’impiego combinato di fumo di
silice e additivi super- riduttori di acqua al fine di conseguire rapporti acqua/legante così bassi da
poter ambire al raggiungimento di prestazioni meccaniche elevate. I bassi rapporti a/c con cui
questi conglomerati vengono confezionati li rende, grazie alla ridotta permeabilità, alla presenza
del fumo di silice e, quindi, alla riduzione della dimensione media dei pori, praticamente insensibili
a qualsiasi attacco promosso dall’ambiente incluso quello derivante dall’azione dei cicli di gelodisgelo. Pertanto, i calcestruzzi di altissima resistenza meccanica sono resistenti e durevoli in tutte
le classi di esposizione ambientale previste dalla UNI 11104.
Rispetto ai calcestruzzi tradizionali quelli ad alta resistenza presentano un comportamento lineare
del ramo ascendente sforzo-deformazione che si protrae per valori dello sforzo prossimo alla
resistenza a compressione del materiale ed un ramo discendente ripido che denota una tendenza
del materiale alla rottura di tipo fragile. Inoltre, è da tener presente che molte caratteristiche del
calcestruzzo, quali la resistenza a trazione ed il modulo di elasticità, crescono poco all’aumentare
della resistenza a compressione del materiale. Come conseguenza di questo le correlazioni tra
queste grandezze e la resistenza a compressione, valide per i calcestruzzi tradizionali, non
possono essere estese ai calcestruzzi ad alta resistenza. Alla luce di quanto sopra menzionato la
progettazione e il dimensionamento delle strutture con calcestruzzi ad alta resistenza deve
avvenire ricorrendo a codici di calcolo specifici per questi materiali in quanto quelli disponibili per i
calcestruzzi a normal resistenza non sono utilizzabili. A tale scopo si suggerisce di consultare
l’Estensione al Codice Modello CEB-FIP 90 specifico per i calcestruzzi ad alta resistenza. Alcune
correlazioni tra diverse caratteristiche elasto-meccaniche del calcestruzzo e resistenza meccanica
a compressione sono anche riportate nelle Linee Guida sui Calcestruzzi Strutturali emesse nel
1996 a cura del Servizio tecnico Centrale del Ministero dei Lavori Pubblici.
Nella presente sezione di seguito vengono riportate le prescrizioni di capitolato per un
conglomerato ad alta resistenza C60/75 destinato a qualsiasi tipologia strutturale dove il requisito
di resistenza è primario o indirettamente si richiede al calcestruzzo una elevata resistenza all’urto o
alle perforazioni come avviene anche per le pareti dei caveaux delle banche.
Il conseguimento della prestazione meccanica desiderata è strettamente dipendente anche dalla
qualità dell’aggregato. Per questo motivo nel confezionamento dei calcestruzzi ad alta resistenza è
necessario utilizzare aggregati con massa volumica non inferiore a 2.65 Kg/l per evitare l’utilizzo di
PROGETTO CONCRETE - LINEE GUIDA PER LA PRESCRIZIONE DELLE OPERE IN CEMENTO ARMATO – Aprile 2008
12. CALCESTRUZZI SPECIALI: I CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
aggregati porosi che collassino prima della matrice cementizia. Inoltre, per il conseguimento di alti
valori della prestazione meccanica è altresì opportuno ridurre la dimensione massima
dell’aggregato in modo da diminuire le difettosità in corrispondenza dell’interfaccia pastaaggregato.
Rispetto ai tradizionali conglomerati di normal resistenza i calcestruzzi ad alta resistenza
richiedono una modalità di stagionatura particolare nelle prime ore successive al getto. Per questi
conglomerati, infatti, non è sufficiente evitare l’evaporazione di acqua verso l’ambiente esterno per
prevenire il fenomeno fessurativo nei primissimi giorni successivi al getto, ma è, invece, necessario
bagnare entro le prime 24 ore le superfici del getto e protrarre questa stagionatura umida per
almeno 7 giorni.
PROGETTO CONCRETE - LINEE GUIDA PER LA PRESCRIZIONE DELLE OPERE IN CEMENTO ARMATO – Aprile 2008
12. CALCESTRUZZI SPECIALI: I CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
SCHEDA 12.1
Calcestruzzo ad alta resistenza meccanica per la realizzazione di opere ricadenti in tutte le
classi di esposizione ambientale secondo uni 11104 e per applicazioni speciali1
Voce di capitolato
Calcestruzzo ad alta resistenza a prestazione garantita, in accordo alla UNI EN 206-1, per la realizzazione
di opere ricadenti in tutte le classi di esposizione ambientale secondo UNI 11104 (escluse quelle aerate XF),
2
e per applicazioni speciali, Rck 75 N/mm , Autocompattante SCC, Autocompattabilità: Slump Flow
(spandimento) > 650 mm, Dmax 16 mm, Cl 0.4
Campo di validità
Le prescrizioni di capitolato riportate nella presente scheda sono rivolte ai calcestruzzi ad alta resistenza
meccanica a compressione destinati alla realizzazione di qualsiasi opere ricadenti in una delle classi di
esposizione previste dalla norma UNI 11104. I calcestruzzi della presente scheda, inoltre, possono essere
utilizzati nella realizzazione di elementi inflessi per la realizzazione di impalcati da ponte o di coperture di
grande luce. Le prescrizioni di capitolato contenute nella presente scheda inoltre, possono essere utilizzate
per la realizzazione di opere speciali quali i caveaux delle banche o anche i contenitori per lo smaltimento di
materiali nocivi o radioattivi. Le prescrizioni di capitolato contenute nella presente scheda sono in linea di
massima sovradimensionate per quegli elementi che appartengono a strutture che ricadono in Classe 1 di
Vita Nominale in accordo alle Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/08). Pertanto, esse con
opportune integrazioni circa le barre d’armatura (in acciaio zincato o inossidabile) potrebbero essere estese
alla realizzazione di opere in Classe di vita nominale 2 (100 anni) soprattutto in contesti particolarmente
aggressivi quali quelli individuati dalle classi di esposizione ambientale XD3, XS3 e XA3.
Avvertenze
Per gli elementi strutturali, pilastri, travi, solai, scale realizzati con i tradizionali conglomerati superfluidi
consultare le sezioni 2 (opere in clima temperato), la sezione 3 (strutture in clima rigido e la sezione 5 (opere
in ambiente marino). Per gli elementi strutturali esposti in ambiente a clima rigido da realizzarsi con
calcestruzzi autocompattanti consultare la scheda 11.3. Per le opere di fondazione realizzate con SCC
consultare la scheda 11.1.
PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO
Prescrizioni per gli ingredienti utilizzati per il confezionamento del conglomerato
A1) Acqua di impasto: acqua potabile conforme alla UNI-EN 1008 (sono escluse le acque di riciclo)
A2) Additivo superfluidificante conforme ai prospetti 3.1 e 3.2 o superfluidificante ritardante conforme ai
prospetti 11.1 e 11.2 della norma UNI-EN 934-2
A3) Additivo ritardante (eventuale solo per getti in climi molto caldi) conforme al prospetto 2 della UNI-EN
934-2
A4) Aggregati provvisti di marcatura CE conformi alle norme UNI-EN 12620 e 8520-2. In particolare:
Aggregati con massa volumica media del granulo non inferiore a 2.65 Kg/l
Assenza di minerali nocivi o potenzialmente reattivi agli alcali (UNI-EN 932-3 e UNI 8520/2) o in alternativa
aggregati con espansioni su prismi di malta, valutate con la prova accelerata e/o con la prova a lungo
termine in accordo alla metodologia prevista dalla UNI 8520-22, inferiori ai valori massimi riportati nel
prospetto 6 della UNI 8520 parte 2.
A5) Cemento conforme alla norma UNI-EN 197-1
A6) Fumo di silice conforme alla UNI –EN 13263.
1
Quali travi da ponte e di copertura di grande luce, pilastri di edifici multipiano e di grattacieli, contenitori per
materiali radioattivi o nocivi.
PROGETTO CONCRETE - LINEE GUIDA PER LA PRESCRIZIONE DELLE OPERE IN CEMENTO ARMATO – Aprile 2008
12. CALCESTRUZZI SPECIALI: I CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
Prescrizioni per il calcestruzzo
B0) In accordo alle Norme Tecniche sulle Costruzioni (D,M.14/01/08) il calcestruzzo dovrà essere prodotto in
impianto dotato di un Sistema di Controllo della Produzione (FPC) effettuata in accordo a quanto
contenuto nelle Linee Guida sul Calcestruzzo Preconfezionato (2003) certificato da un organismo terzo
indipendente autorizzato.
B1) Calcestruzzo ad alta resistenza a prestazione garantita (UNI EN 206-1)
B2) Classi di esposizione ambientale: resistente a tutte le classi di esposizione ambientale previste dalla UNI
11104 (escluse quelle aerate XF)
B3) Classe di resistenza a compressione minima: C(60/75)
3
B4) Controllo di accettazione: tipo A (tipo B per volumi complessivi di calcestruzzo superiori a 1500 m )
3
B5) Dosaggio minimo di cemento: 450 Kg/m
3
B6) Dosaggio minimo/massimo di fumo di silice: 25-35 Kg/m
B7) Aria intrappolata: max 3,5%
B8) Diametro massimo dell’aggregato: 16 mm
B9) Classe di contenuto di cloruri del calcestruzzo: Cl 0.4
B10) Spandimento (slump flow) ≥ 650 mm
B10.a) Tempo di svuotamento al V-funnel: 4÷12 sec.
B10.b) Capacità di scorrimento confinato alla scatola ad L: h2/h1 > 0,80
B11) Volume di acqua di bleeding (UNI 7122): < 0.1%
Prescrizioni per la struttura
C1) Copriferro minimo: 35 mm (45 per opere in c.a.p)
C2) Scassero dopo 24 ore dalla realizzazione del getto e protezione umida delle superfici da effettuarsi
mediante geotessile bagnato ogni 24 ore (o con altro metodo di protezione equivalente): 7 giorni
C3) Acciaio B450C conforme al D.M. 14/01/08:
Proprietà
Limite di snervamento fy
Limite di rottura ft
Allungamento totale al carico massimo Agt
Rapporto ft/fy
Rapporto fy misurato/ fy nom
Resistenza a fatica assiale*
Resistenza a carico ciclico*
Idoneità al raddrizzamento dopo piega*
Controllo radiometrico**
Requisito
≥450 MPa
≥540 MPa
≥7,5%
1,15 ≤ Rm/Re ≤ 1,35
≤ 1,25
2 milioni di cicli
3 cicli/sec (deformazione 1,5÷4 %)
Mantenimento delle proprietà meccaniche
superato, ai sensi del D.Lgs. 230/1995
D. Lgs. 241/2000
* = prove periodiche annuali
** = controllo per colata
PROGETTO CONCRETE - LINEE GUIDA PER LA PRESCRIZIONE DELLE OPERE IN CEMENTO ARMATO – Aprile 2008