Source: https://www.encosrl.it/2982-2/
Timestamp: 2020-02-18 06:11:39+00:00
Document Index: 166370096

Matched Legal Cases: ['§ 8', '§ 14', '§ 13', '§ 28', '§ 28', '§ 28', '§ 15', '§ 11', '§ 11']

Il nuovo calcestruzzo - Durabilità delle strutture in calcestruzzo - Enco
Il nuovo calcestruzzo – Durabilità delle strutture in calcestruzzo
11.1.1 CLASSI DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE
Per la definizione della classe di resistenza in funzione delle condizioni ambientali (classi di esposizione), il progettista può # far riferimento alle norme UNI EN 206-1ed UNI 11104 ovvero alle “Linee Guida del Ministero dei LL.PP. sul calcestruzzo strutturale” edite dal Servizio Tecnico Centrale della Presidenza del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.Per una valutazione della durabilità del calcestruzzo, oltre alla classe di resistenza, può essere determinata la profondità di penetrazione dell’acqua in pressione determinata accordo la UNI EN 12390-8 ed illustrata nel § 8.4.Le norme UNI-EN 206 e UNI 11104 cui si ispirano, per quanto attiene alla durabilità, le NTC, prevedono (Tabella 11.2) 6 classi di esposizione ambientale (XO, XC, XD, XS, XF ed XA), per ciascuna delle quali, ad eccezione della XO, esistono più sottoclassi.La classe di esposizione XO riguarda gli ambienti (interni di edifici molto asciutti) nei quali non esiste alcun rischio di degrado del calcestruzzo indipendentementedalla loro composizione. Si richiede, tuttavia, che lo spessore di copriferro sia almeno 15 mm per le strutture in c.a. ed almeno 20 mm per quelle in c.a.p., per evitare comunque la corrosione dei ferri di armatura.Per tutte le altre classi di esposizione, la norma UNI-EN 206 come anche le Linee Guida Ministeriali prevedono, oltre ai vincoli composizionali (a/c, dosaggio di cemento ed eventuale aria inglobata), anche un valore minimo di Rck calcolato in base al valore massimo del rapporto a/c e nella ipotesi di impiego di un cemento di classe 32.5 oppure 42.5.
#Val la pena di sottolineare che il progettista deve dichiarare la vita nominale di progetto (Tabella 11.1) ma può far riferimento alle Norme UNI o Linee Guida nel seguito illustrate o altre norme che verranno in futuro a sostituire le precedenti
11.1.2 DOSAGGIO MINIMO DI CEMENTO
Sulla necessità di adottare o meno i dosaggi minimi di cemento, in funzione della classe di esposizione (Tabelle 11.3-11.10) defi nita nella UNI EN 206-1:2006 oppure nella UNI 11104:2004, esistono alcune perplessità.
Tabella 11.2 – Classi di esposizione secondo la UNI-EN 206
In realtà, nel paragrafo 11.2.4 delle NTC l’adozione della EN UNI 206 oppure della UNI 11104 non è cogente, ma solo suggerita come “utile riferimento”: pertanto, tra le varie indicazioni riportate nelle Tabelle da 11.3 a 11.10 in funzione della classe di esposizione secondo la UNI 11104 in applicazione della UNI EN 206, il vincolo sul dosaggio di cemento può essere considerato puramente indicativo e non cogente per i seguenti motivi:1) L’acqua di impasto (a) e quindi il dosaggio di cemento (c) a pari rapporto a/c dipendono dal tipo di aggregato (alluvionale o frantumato) e dal suo diametro massimo in accordo alla regola di Lyse (Tabella 5.2); in particolare, a parità di classe di consistenza all’aumentare del diametro massimo dell’aggregato diminuisce a, e, a pari a/c, diminuisce anche c; pertanto non si può fissare un unico vincolo nel dosaggio minimo di cemento per qualsiasi dimensione di aggregato; così pure, a pari diametro massimo, passando da un aggregato frantumato ad uno alluvionale (più liscio e tondeggiante) diminuisce il contenuto di acqua per una data lavorabilità del calcestruzzo e, quindi, a pari a/c diminuisce anche c.2) Un dosaggio minimo di cemento tra 340 e 360 kg/m3 come è indicato per le classi di esposizione più aggressive (XC4, XD3, XS3, XF4, XA3) non è accettabile per strutture in calcestruzzo massive (platee di fondazione, dighe, ecc) per le quali occorre ridurre lo sviluppo di calore al fine di evitare eccessivi gradienti termici capaci di provocare fessure sulla superficie di calcestruzzo (§ 14.5); uno degli accorgimenti adottati per abbattere il calore di idratazione consiste nell’abbassare il dosaggio di cemento al di sotto dei una certa soglia per evitare gradienti termici superiori a 20-25°C tra il nucleo e la periferia di una struttura massiva; in pratica la riduzione del cemento avviene se si aumenta il diametro massimo dell’aggregato e se si impiegano additivi superfluidificanti capaci di ridurre sia l’acqua di impasto che il dosaggio di cemento a parità di tutti gli altri parametri (lavorabilità, a/c, resistenza meccanica, durabilità) come è mostrato nel § 13.12.3.3) In strutture esposte a climi molto asciutti l’evaporazione dell’acqua del calcestruzzo verso l’ambiente comporta un ritiro che – se impedito – si trasforma in sollecitazioni di trazione capaci di provocare fessure sulla superficie della struttura; anche in questo caso uno degli accorgimenti adottati per ridurre il ritiro consiste nel ridurre il dosaggio di cemento e più precisamente nell’aumentare il rapporto inerte/cemento (i/c); nella Fig. 15.8 si osserva che per un dato rapporto a/c = 0,5 in un calcestruzzo con i/c = 4 (ad esempio c = 500 kg/m3 ed i = 1600 kg/m3) il ritiro ammonta a circa 850 ? 10-6; un calcestruzzo con lo stesso rapporto a/c di 0,5, se il rapporto i/c aumenta fino a 7 (ad esempio c = 250 kg/m3 ed i = 1750 kg/m3) il ritiro diminuisce a circa 300 ? 10-6. Anche in questo caso per ridurre c (ed aumentare i) si impiega un additivosuperfluidificante e si aumenta il diametro massimo dell’aggregato.In base alle motivazioni sopra descritte si può concludere che non sempre un dosaggio minimo di cemento relativamente elevato (340-360 kg/m3) è necessario per ottenere strutture durabili. E’ infatti il rapporto a/c che determina la durabilità della struttura attraverso la riduzione della porosità capillare (Capitolo VIII) piuttosto che l’aumento di c.Questa conclusione è giustificata anche dalla UNI 11104 che nel paragrafo 5: Requisiti di base per le caratteristiche del calcestruzzo, recita: “Nel caso di calcestruzzi destinati a opere massive o di calcestruzzi speciali i requisiti prestazionali e di composizione devono essere verificati e riconsiderati nei riguardi delle classi di esposizione”.In conformità con questa impostazione le prescrizioni di tipo prestazionale (§ 28.3-28.3.1.2) non prevedono la indicazione di un dosaggio minimo di cemento.Conseguentemente anche l’elaborazione delle prescrizioni di capitolato (§ 28.4) ,elaborate con il software Easy & Quick presente nel CD allegato a questo libro, non prevedono la prescrizione di un dosaggio minimo di cemento (c).Da ultimo, ma non ultimo per importanza, nella bolla di accompagnamento alla fornitura di calcestruzzo preconfezionato sono indicati i valori della resistenzacaratteristica, della classe di esposizione, della classe di consistenza (e, talvolta, anche del tipo di cemento e del diametro massimo dell’aggregato) ma non del dosaggio di cemento. Ciò significa, in pratica, che il produttore di calcestruzzo si impegna a rispettare queste caratteristiche senza far riferimento al dosaggio minimo di cemento.La prescrizione del dosaggio di cemento è d’obbligo solo nel calcestruzzo “a composizione richiesta” (§ 28.2) quando il progettista e/o l’impresa richiedono al produttore di calcestruzzo una precisa e dettagliata composizione del conglomerato che include non solo il dosaggio del cemento ma anche i contenuti e le caratteristiche di tutte le altre materie prime: acqua, sabbia, aggregato grosso, additivo, ecc.).
11.1.3 COPRIFERRO
Accanto a valori di a/c e di Rck , desunti dalla norma UNI 11104-2004 per l’applicazione della UNI-EN 206, sono anche riportati nelle Tabelle 11.3-11.10 che seguono, gli spessori di copriferro per ogni classe di esposizione desunti dall’Eurocodice 2 (Norma UNI EN 1992-1-1).Più precisamente, la UNI EN 1992-1-1 nei prospetti 4.4N e 4.5N stabilisce lo spessore minimo dei copriferri nelle opere in c.a. e c.a.p. per una durabilità di 50 anni (Classe strutturale S4) in relazione alle classi di esposizione XC, XS e XD defi nite nella norma UNI EN 206. Per una vita nominale di progetto ovvero per una garanzia di durabilità di 50 anni, la norma indica di prendere in considerazione i copriferri indicati nei prospetti 4.4N o 4.5.N per la classe strutturale S4. Tali valori sono quelli riportati nelle Tabelle 11.3, 11.4 e 11.5.La stessa norma UNI EN 1991-1-1, al prospetto 4.3N, specifica che se la vita nominale deve essere innalzata a 100 anni i copriferri minimi saranno quelli specificati per la classe strutturale S6 negli stessi prospetti 4.4N e 4.5N. Il passaggio a questa classe corrisponde ad un incremento di 10 mm del copriferro rispetto a quello raccomandato per una vita utile di 50 anni.Val la pena di sottolineare che un copriferro di adeguato spessore, e confezionato con un calcestruzzo durabile per il basso rapporto a/c, non necessariamente assicura una struttura durabile se si formano delle fessure attraverso le quali gli agenti aggressivi ambientali (CO2, O, H2O, Cl-) possono innescare la corrosione delle armature metalliche (M. Collepardi, “Ordinary and Long Term Durability of Reinforced Concrete Structures”, Proceedings of Nagataki Symposium, pp. 87-106, Tokushima, Japan (1998); disponibile su www.encosrl.it ?Pubblicazioni scientifiche ? Tecnologia del calcestruzzo ? Articolo N. 69). Per evitare le fessure da ritiro igrometrico sul copriferro (§ 15.1) è necessario bagnare la superfi cie del calcestruzzo per un tempo tanto più lungo quanto più essiccante è l’ambiente dove sorge l’opera (Tabelle 15.1/A e 15.1/B). In alternativa a questa prolungata e costosa operazione di stagionatura umida si può applicare sulla superficie appena scasserata una membrana anti evaporante o un telo impermeabile per impedire l’evaporazione dell’acqua del calcestruzzo#.
11.2 CLASSE DI ESPOSIZIONE XC: CARBONATAZIONE
La Tabella 11.2 si riferisce alle sotto-classi di esposizione XC1, XC2, XC3 ed XC4 tutte riguardanti la corrosione delle armature metalliche promossa dalla carbonatazione per effetto dell’esposizione all’aria umida (O2 , H2O, CO2).Le condizioni più aggressive corrispondono alla classe XC4 (Fig. 11.1): queste si verificano nelle strutture esposte ciclicamente all’asciutto (ingresso nel calcestruzzodi aria secca contenente O2 e CO2) ed alla pioggia (ingresso di H2O) che sono gli ingredienti per neutralizzare la calce del conglomerato (CO2) e per alimentare l’ossidazione del ferro (O2, H2O) secondo il processo [11.1]:
Fig. 11.1 – Corrosione promossa da carbonatazione in classe di esposizione XC4
Pertanto, per far fronte alle condizioni aggressive della XC4 occorre adottare, secondo la UNI-EN 206, un rapporto a/c non superiore a 0,50 cui corrisponde una Rck di almeno 40 N/mm2 se si adotta il cemento di classe 42.5R. Ovviamente, si otterrebbero valori maggiori di Rck, con un rapporto a/c di 0,50, se si adottassero cementi di maggior classe (per esempio 52.5R, ecc.). Al contrario si dovrebbe adottare un rapporto a/c minore di 0,50 se si impiegassero i cementi di minor classe (per esempio 32.5N).Le condizioni meno aggressive (XC1) si verificano per strutture esposte all’aria in ambienti asciutti oppure in ambienti permanentemente bagnati (XC2). Infatti, la pressoché totale assenza di H2O nell’ambiente (XC1), rallenta fortemente il processo di corrosione [11.1], e pertanto, il rapporto a/c richiesto nel calcestruzzo per proteggere i ferri di armatura può essere relativamente elevato (0,60 in Tabella 11.3).Altrettanto avviene in ambienti permanentemente bagnati (XC2) per la difficoltà dell’aria (e quindi dell’O2 e della CO2) a permeare i pori del calcestruzzo sempre saturi di acqua, come si verifica nella maggior parte delle opere idrauliche.Le condizioni intermedie di aggressione per la corrosione dei ferri si verificano in ambienti moderatamente umidi (XC3) che riguardano, secondo la Tabella 11.3, a strutture esterne umide ma non a contatto diretto con la pioggia come si verifica per esempio nelle gallerie. I valori dei copriferri (Tabella 11.3) per le classi di esposizione XC2 ed XC3 sono intermedi tra quelli da adottare nelle condizioni più aggressive (XC4) ed in quelle meno severe (XC1).La Fig. 11.2 mostra schematicamente ed esemplificativamente le diverse condizioni ambientali ed i relativi vincoli composizionali (in termini di a/c) riguardanti le varie strutture che compongono una costruzione. Per ragioni pratiche, per quanto riguarda la fornitura dei calcestruzzi, è consigliabile, ovviamente, limitare a non più di due le classi di esposizione: XC4 per tutte le strutture esterne ed XC2 per quelle interne, oltre che per le fondazioni.
Tabella 11.3 – Classe di esposizione XC secondo UNI-EN 206: ed Eurocodice 2 per lo spessore di copriferro
Fig. 11.2 – Schematizzazione delle classi di esposizione X0 ed XC in un edificio
11.3 CLASSE DI ESPOSIZIONE XD: CLORURI DI ORIGINE NON MARINA
In questa classe di esposizione è inclusa la corrosione delle armature metalliche quando il calcestruzzo è esposto ad un ambiente contenente cloruri non di origine marina. In particolare, le norme europee prevedono tre distinte classi di esposizione (XD, XS ed XF) concernenti la corrosione dei ferri promossa dal cloruro. La classe XD riguarda le opere in c.a. a contatto di cloruri che non provengono da acqua marina. La classe XS (§ 11.4) concerne le opere esposte all’azione dell’acqua di mare. La classe XF (§ 11.5) riguarda una terza fonte di cloruri: quella associata ai fenomeni di gelo-disgelo e quindi alla presenza dei sali disgelanti (a base di NaCl e/o CaCl2) applicati in inverno sulle strade, autostrade, piste aeroportuali, e pavimentazioni esterne in genere.
Tabella 11.4 – Classe di esposizione XD secondo UNI-EN 206: corrosione delle armature promossa dai cloruri (esclusi quelli presenti in acqua di mare) e spessore del copriferro secondo Eurocodice 2