UNI EN 12390 o UNI 11307: Quale norma utilizzare per misurare il ritiro del Calcestruzzo ?

Il 7 novembre 2019 è stata pubblicata la norma UNI EN 12390-16:2019 “Prova sul calcestruzzo indurito - Parte 16: Determinazione del ritiro del calcestruzzo” che recepisce l’analoga norma EN, che era stata resa pubblica il 2 ottobre dello stesso anno. La norma specifica il procedimento per la determinazione del ritiro totale di provini di calcestruzzo in condizioni di essiccazione.

La norma UNI EN 12390-16:2019 non sostituisce alcuna norma italiana. Eppure in Italia esisteva già una norma che riguardava la misura del ritiro del Calcestruzzo, la norma UNI 11307:2008 “Prova sul calcestruzzo indurito - Determinazione del ritiro” che definisce le modalità per il rilievo delle variazioni dimensionali relative assiali e/o superficiali di provini di calcestruzzo in corso di indurimento e conservati in ambiente condizionato. Quest’ultima norma sostituiva le UNI 6555:1973 e le UNI 7086:1972. Ma consultando il sito dell’UNI ci si accorge che la UNI 11307:2008 non è stata sostituita e continua ad essere in vigore. 

Per misurare il ritiro del calcestruzzo abbiamo quindi due norme in vigore, una di derivazione CEN, una italiana. Sono diverse ? quale norma deve essere quindi applicata ? e perchè abbiamo ancora due norme ?

Proverò di seguito ad esaminarle e a riprendere i passaggi salienti (per i dettagli occorre leggere le norme, essendo vietato riprodurle) in modo da poter arrivare a una conclusione sua quele norma si debba utilizzare per valutare il ritiro.

Il ritiro del calcestruzzo

Che cosa sia il fenomeno del ritiro del calcestruzzo lo dice in introduzione anche la norma UNI 11307, che ricorda che il calcestruzzo è generalmente soggetto a variazioni dimensionali attribuibili a fenomeni di idratazione (ritiro da auto essicamento o essicamento autogeno) e a scambi di acqua con l’ambiente circostante (ritiro per essicamento o igrometrico). Quando queste variazioni dimensionali sono contrastate da vincoli le autotensioni che si creano possono portare a formazione di fessure, e questo fenomeno è ancora più importante in presenza di macro variazioni di sezioni, presenza di cavità e/o inserti. 

Scientificamente si distingue tra Ritiro plastico, Ritiro Igrometrico e Ritiro autogeno del caclestruzzo.

Ritiro plastico

Il ritiro plastico o a breve termine è la contrazione che si verifica a poche ore dal getto quando il calcestruzzo è ancora giovane e quindi ancora nella fase plastica. In questa fase il calcestruzzo plastico subisce una contrazione dovuta all'evaporazione dell'acqua dalla superficie del getto verso un ambiente insaturo di vapore (U.R.

Una eccessiva velocità di evaporazione può indurre delle modeste sollecitazioni di trazione che però, a causa del basso modulo elastico del conglomerato cementizio in questa fase, possono superare la modestissima resistenza a trazione del materiale, provocando le tipiche cavillature superficiali.

Il ritiro plastico termina quando il calcestruzzo ha raggiunto una resistenza a compressione di almeno 1 N/m2.

Ritiro igrometrico

Il ritiro igrometrico o da essiccamento o idraulico è causato dall'evaporazione dell'acqua contenuta dal conglomerato verso l'ambiente esterno insaturo di vapore (U.R. e si manifesta durante tutta la vita utile del conglomerato anche se la maggior parte di questo fenomeno si manifesta nei primi mesi (stagionatura).

Tale contrazione dipende fondamentalmente dalla formazione all'interno dei pori capillari, inizialmente saturi di acqua, di menischi che a causa della tensione superficiale provocano la contrazione della pasta cementizia. Tale fenomeno dipende principalmente da fattori ambientali, quali la temperatura esterna, l'umidità relativa (UR

Per contrastare il ritiro è opportuno ridurre il rapporto acqua/cemento, aumentare il rapporto aggregato/cemento e, soprattutto, bagnare costantemente l'opera specialmente nei primi giorni di stagionatura (stagionatura umida).

Sia l'Eurocodice 2 che le norme tecniche considerano come deformazione da ritiro quella ottenuta per effetto del ritiro igrometrico.

Ritiro autogeno

Il ritiro è dovuto anche a motivi interni al calcestruzzo in assenza di variazioni igrometriche e termiche, in questo caso si parla di ritiro autogeno o ritiro chimico e è causato dall'idratazione del cemento. 

Infatti, benché i prodotti di idratazione occupino un volume maggiore rispetto a quello occupato dai reagenti costituiti dall'acqua e dal cemento anidro, il processo di idratazione porta alla formazione di pori capillari. Per ritiro autogeno si intende quindi quel ritiro che si ha, senza variazioni igrometriche o termiche, per un passaggio di acqua dai pori più grandi a quelli più piccoli. I pori più grandi tendono quindi a contrarsi.  Tale contrazione dipende principalmente dal tenore di cemento utilizzato per confezionare la miscela. Il ritiro autogeno si manifesta principalmente quando il calcestruzzo è plastico-deformabile e cioè nel periodo tra inizio e fine della presa. Il ritiro autogeno è di molto inferiore a quello da essiccamento.

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Cosa prevede la norma UNI 11307:2008 ?

Con questa norma quindi si vuole definire le modalità di rilievo delle variazioni dimensionali assiali e/o superficiali di provini di calcestruzzo – preferenzialmente almeno 3, di dimensioni e forma secondo la UNI EN 12390-1e comunque inferiore ai 600 mm - in corso di indurimento e conservati in ambiente condizionato. Le casseforme devono essere di acciaio o ghisa.

Quale ambiente condizionato ? la norma prevede che i provini di calcestruzzo debbano essere mantenuti nelle casseforme coperti da materiale impermeabile e conservati in ambiente a temperatura costante di 20°C (±2°C) per 24 ore circa. Al termine del periodi di stagionatura devono quindi essere sformati e dotati dei dispositivi di misura e poi le loro basi devono essere impermeabilizzate mediante l’applicazione di idonee sostanze. Entro un’ora dalla sformatura, i provini devono essere posti nell’ambiente condizionato a 20°C (±2°C) e con una umidità relativa del 50% (±5) dove deve essere eseguita la maturazione iniziale. Quindi ogni provino deve essere posto in posizione orizzontale su appoggi in modo che non siano esposti a flussi di aria. Le misure di variazione dimensionale o di ritiro sono effettuate in genere a queste scadenze: 2, 3, 7, 28, 60 e 90 gg (dalla data di getto). La valutazione del ritiro si fa confrontando i dati rilevati alle varie scadenze con il dato iniziale.

Cosa prevede la norma UNI EN 12390-16:2019?

Nello scopo e campo di applicazione è apparentemente già chiarita quale sia la differenza sostanziale con la precedente norma, qui si parla di ritiro totale di provini in calcestruzzo sottoposti ad essicazione. Leggendo la norma però ci si accorge che questa interpretazione è quanto mai sbagliata: la stagionatura dei provini avviene infatti anche in questo caso a 20°C (±2°C) e con una umidità relativa compresa tra il 50 e il 70%.

Quindi, in realtà, entrambe le prove riguardano un calcestruzzo che è più o meno nelle stesse condizioni.

Quale quindi la differenza tra i due standard ? possono cambiare le forme dei provini, può cambiare il punto di rilevazione ma soprattutto nella norma si distingue tra ritiro totale, autogeno e da essicazione.

• Per ritiro totale si intende la variazione relativa di lunghezza in condizioni definite di temperature e umidità relativa.
• Per ritiro autogeno si intende la variazione relativa di lunghezza che si verifica in condizioni isotermiche e in assenza di scambio di umidità del provino e l’ambiente circostante.
• Per ritiro di essicazione, infine, si intende la differenza tra il ritiro totale e il ritiro autogeno.

Inoltre sono dati alcuni criteri di valutazione dell’affidabilità dei risultati di prova ottenuti.

La forma dei provini può essere prismatica, come nella precedente norma, ma anche cilindrica. La misura del ritiro può avvenire agli estremi, come nella precedente prova, con e senza supporti (e questo non era previsto), ma anche lateralmente. In questo caso si può misurare la distanza tra piani utilizzando tre perni di riscontro su almeno due linee di misurazione.

In questa norma si consiglia di effettuare la prova su almeno due provini e cambiano le scadenze di misurazione: 1 giorno, 7, 14, 28 e 56 giorni. 

E' espresso un criterio di accettazione dei risultati: qualora l'intervallo dei valori di prova sia maggiore di 60 μm/m per deformazioni da ritiro fino a 400 μm/m e al 15% della media su tale valore, in cui 60 μm/m è l'incertezza della prova, deve essere rimessa in questione la validità dei risultati di prova.

La misura del ritiro totale viene misurato sui provini stagionati nella camera di stagionatura in forma libera, mentre il ritiro autogeno viene misurato su provini sigillati (con resina, plastica o lamine) e stagionati nelle stesse camere. Anche in questo caso è dato un criterio di accettazione dei risultati (non devono differire più del 15% dalla media).

Quale norma applicare ? conclusioni

In Italia è possibile applicare entrambe le norme perchè sono entrambe in vigore. A dispetto della descrizione che potrebbe indurre a una errata interpretazione sono rivolte alla misura di un ritiro misurato a condizioni similari. La versione europea, più recente, considera però anche il ritiro autogeno, consente la misura fatta in modi diversi, è più dettagliata e riporta criteri di accettazione dei risultati.

A mio parere quindi è inutile mantenere in vigore la norma 11307:2008 che è completamente e validamente sostituita dalla successiva, e la cui permanenza rischia di generare confusione in un settore in cui, ahimè, la conoscenza delle norme non è così diffusa.

UNI EN 12390-16:2019

Titolo : Prova sul calcestruzzo indurito - Parte 16: Determinazione del ritiro del calcestruzzo 

Recepisce: EN 12390-16:2019

ICS : [91.100.30] 

Stato : IN VIGORE  

Commissioni Tecniche : [Cemento, malte, calcestruzzi e cemento armato]  [Metodi di prova del calcestruzzo] 

Data entrata in vigore : 07 novembre 2019

Sommario : La norma specifica il procedimento per la determinazione del ritiro totale di provini di calcestruzzo in condizioni di essiccazione.

UNI 11307:2008

Titolo : Prova sul calcestruzzo indurito - Determinazione del ritiro 

ICS : [91.100.30] 

Stato : IN VIGORE  

Commissioni Tecniche : [Cemento, malte, calcestruzzi e cemento armato]  [Calcestruzzo] 

Data entrata in vigore : 06 novembre 2008

Data ritiro : 

Sommario : La norma definisce le modalità per il rilievo delle variazioni dimensionali relative assiali e/o superficiali di provini di calcestruzzo in corso di indurimento e conservati in ambiente condizionato.

Sostiruisce:

o UNI 6555:1973

o UNI 7086:1972