Sommario
1 Il Cemento Armato ... 2
2 Il calcestruzzo ... 2
2.1 I componenti essenziali ... 2
2.1.1 Il Cemento ... 3
2.1.2 Gli inerti ... 3
2.1.3 L'acqua... 5
2.2 Prestazioni del calcestruzzo ... 6
2.2.1 Resistenza ... 6
2.2.2 Durabilità ... 7
2.2.3 Lavorabilità ... 11
2.3 Modalità esecutive e posa in opera del calcestruzzo ... 11
2.3.1 Confezione del calcestruzzo ... 11
2.3.2 Trasporto del calcestruzzo ... 12
2.3.3 Getto del calcestruzzo ... 12
2.3.4 Stagionatura e protezione ... 14
2.3.5 Ancoraggi ... 14 3 Barre di armatura in acciaio ... 15 3.1 Modalità esecutive e posa in opera delle armature ... 16
1 Il Cemento Armato
Le strutture di fondazione di macchine vibranti sono, nella maggior parte dei casi, realizzate in cemento armato.
Gli elementi costituenti il cemento armato sono:
– IL CALCESTRUZZO
– LE BARRE DI ARMATURA IN ACCIAIO
Le caratteristiche e le prestazioni richieste alle strutture ed ai loro componenti sono contenute nelle varie normative nazionali; nel seguito si farà riferimento a quanto contenuto nella Normativa Italiana "NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. Infrastrutture 14 gennaio 2008 e Circolare 02 febbraio 2009 n°617/C.S.LL.PP" armonizzata con gli Eurocodici; eventuali diversi riferimenti normativi verranno evidenziati direttamente nel testo.
2 Il calcestruzzo
2.1 I componenti essenziali
Il calcestruzzo (cls) è un materiale lapideo artificiale composto con aggregati lapidei di diverse dimensioni (inerti) uniti da un legante idraulico (il cemento) la cui attivazione avviene grazie alle reazioni chimiche con l’acqua.
2.1.1 Il Cemento
Il cemento (di tipo Portland) si ottiene cuocendo ad alta temperatura (1400 — 1500 C) una miscela di calcare ed argilla (nella proporzione di circa 1:3) e quindi macinando finemente il prodotto di cottura (Klinker).
Diversi tipi di cemento si ottengono modificandone la composizione: aggiungendo pozzolana si ottiene il cemento pozzolanico, con l’aggiunta di loppa d’alto forno si ottiene il cemento d’alto forno, ecc.
Dal punto di vista chimico il cemento è una miscela di silicati ed alluminati di calcio che, anche in virtù della finissima macinazione, sono in grado di reagire rapidamente con l’acqua formando una massa dura, simile alla pietra.
La resistenza del calcestruzzo aumenta quasi proporzionalmente al quantitativo di cemento impiegato; tuttavia dosi eccessive (> 500 kg/m³) sono inutili o addirittura dannose.
2.1.2 Gli inerti
Gli inerti formano lo scheletro solido del calcestruzzo e ne costituiscono la percentuale prevalente in peso e volume: la loro qualità è determinante per la buona riuscita del calcestruzzo.
Gli inerti devono riempire al massimo i vuoti dell’impasto, onde rendere minimo il volume occupato dal cemento. A questo scopo si usano inerti di diverso diametro:
– Sabbie: materiali lapidei con diametro max 7 mm – Ghiaie: aggregati fluviali, diametro max 10-15 mm – Pietrischi: come le ghiaie, ottenuti per frantumazione
– Aggregati grossi: ghiaie e pietrischi diametro max 70-100 mm
Per ottenere un buon calcestruzzo occorre che la miscela di inerti abbia una corretta granulometria, ottenuta mescolando in proporzioni opportune inerti di tipo diverso.
Il controllo della granulometria avviene tracciando la curva granulometrica della miscela, che si ottiene riportando in un diagramma, in funzione del diametro, la percentuale in peso degli inerti passanti in crivelli con fori di diametro crescente. Un criterio valido per giudicare della qualità della curva consiste nel verificare che essa sia contenuta all’interno del fuso di Fuller.
L’influenza degli inerti sulla qualità dell’impasto è ovviamente legata anche alle loro qualità intrinseche: gli inerti grossi non devono essere costituiti da rocce tenere di bassa resistenza, mentre le sabbie dovrebbero essere di tipo siliceo piuttosto che calcareo. Inoltre gli inerti devono essere ben “puliti”, cioè privi di argilla e materie organiche che, interponendosi, possono ostacolare l’aderenza tra il cemento e l’inerte.
Gli inerti sono ricavati mediante estrazione da cave e da processi di macinazione che offrono le diverse granulometrie.
Negli ultimi anni nel processo produttivo dei calcestruzzi è ammesso, con alcune limitazioni, l'uso di "aggregati riciclati" prodotti del trattamento dei rifiuti di natura inerte (macerie edilizie) in modo da ridurre l'impatto ambientale dell'attività edile.
Gli inerti devono essere di buona qualità, puliti e dosati accuratamente.
2.1.3 L'acqua
L’acqua, combinandosi con il cemento nel fenomeno dell’idratazione, dà luogo alla “presa” che trasforma l’impasto in una massa solida.
Tuttavia l’acqua deve svolgere anche la funzione di lubrificante nell’impasto, rendendolo sufficientemente fluido da essere lavorabile. Per questo motivo l’acqua impiegata nell’impasto deve essere in quantità superiore a quella strettamente necessaria per l’idratazione del cemento.
Peraltro si deve tenere presente che all’aumentare dell’eccesso di acqua peggiorano sensibilmente le caratteristiche meccaniche del calcestruzzo.
L’acqua da usare nell’impasto deve essere il più possibile pura, quando è possibile si consiglia quindi l’uso di acqua potabile. In particolare devono essere evitate acque contenenti percentuali elevate di solfati, acque contenenti rifiuti di origine organica o chimica e acque di mare e salmastre. La presenza di impurità infatti interferisce con la presa, provocando una riduzione della resistenza del conglomerato.
Per la presa sono necessari circa 30 litri di acqua per ogni quintale di cemento, ma per rendere il cls lavorabile questa quantità deve aumentare (circa il doppio). Tuttavia all’aumentare del rapporto a/c le prestazioni del cls peggiorano drasticamente. L’aggiunta di additivi fluidificanti consente l’impiego di valori più bassi del rapporto a/c.
2.2 Prestazioni del calcestruzzo
Per una puntuale definizione delle caratteristiche richieste per il calcestruzzo si rimanda alla norma; di seguito verranno trattati le principali caratteristiche richieste al cls:
– Resistenza – Durabilità – Lavorabilità
2.2.1 Resistenza
La prescrizione del calcestruzzo all’atto del progetto deve essere caratterizzata almeno mediante la classe di resistenza, la classe di consistenza ed il diametro massimo dell’aggregato.
La classe di resistenza è contraddistinta dai valori caratteristici delle resistenze cubica Rck e cilindrica fck a compressione uniassiale, misurate su provini normalizzati e cioè rispettivamente su cubi di spigolo 150 mm e su cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm.
Dalla resistenza cubica si passerà a quella cilindrica da utilizzare nelle verifiche mediante l’espressione:
fck = 0,83×Rck
Sempre in sede di previsioni progettuali, è possibile passare dal valore caratteristico al valor medio della resistenza cilindrica mediante l’espressione
fcm = fck + 8 [N/mm2] (11.2.2)
2.2.2 Durabilità
Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato ordinario o precompresso, esposte all’azione dell’ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall’attacco chimico, fisico e derivante dalla corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo.
A tal fine in fase di progetto la prescrizione, valutate opportunamente le condizioni ambientali del sito ove sorgerà la costruzione o quelle di impiego, deve fissare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare (composizione e resistenza meccanica), i valori del copriferro e le regole di maturazione.
Al fine di ottenere la prestazione richiesta in funzione delle condizioni ambientali, nonché per la definizione della relativa classe, si potrà fare utile riferimento alle indicazioni contenute nelle Linee Guida sul calcestruzzo strutturale edite dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ovvero alle norme UNI EN 206-1:2006 ed UNI 11104:2004.
Si riportano di seguito i due prospetti che consentono di individuare la corretta combinazione di classi di esposizione dell’opera e di ogni sua singola componente, in funzione dei singoli meccanismi di degrado dell’ambiente sulle strutture.
Il seguente prospetto consente di individuare le caratteristiche minime che deve possedere il calcestruzzo per proteggere l’opera, in base alla combinazione di classi di esposizione: il rapporto acqua/cemento massimo, il contenuto minimo di cemento e la classe di resistenza minima.
