Calcestruzzo di qualità: fondamentale affidarsi a produttori con una elevata automazione del processo produttivo

Il calcestruzzo è un materiale ampiamente utilizzato, si dice il più utilizzato al mondo dopo l'acqua, ma la conoscenza di alcuni suoi aspetti basilari e incredibilmente ancora spesso di livello basso, e di frequente i media generalisti lo "trattano davvero male" incolpandolo di problemi che in genere sono causati da "un altro soggetto". Ho ritenuto utile fare questa breve intervista a un amico, Luigi Coppola, tecnico di grande esperienza, Professor of "Construction Materials" and "Materials for Maintenance and Repair of Existing Concrete and Masonry Structures" e Presidente del American Concrete Institute Italy Chapter (ACI-IC), che cortesemente mi ha risposto. Ecco cosa è emerso. 


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Calcestruzzo depotenziato ?

Caro Luigi,

quando oggi un’opera esistente presenta dei problemi strutturali connessi alla qualità del calcestruzzo con cui è stato costruito si usa spesso il termine “calcestruzzo depotenziato”. E’ una frase che ha senso tecnico ? Perchè ho la sensazione che spesso le ragioni stiano a monte, in una prescrizione fin dall’inizio sbagliata dei materiali.

Luigi Coppola (LP): Si tratta di un'espressione giornalistica direi di successo in quanto ancora oggi ricorrente e attuale  nonostante siano passati diversi anni dalla prima comparsa sulla stampa in occasione di una nota inchiesta giudiziaria sulla qualità del calcestruzzo utilizzato per la realizzazione di alcune opere. Il termine "azzeccato" - a mio avviso - cercava di far capire al grande pubblico - non esperto di calcestruzzo - che era stato impiegato un calcestruzzo di prestazioni (potenza nel termine giornalistico) inferiori a quelle previste in progetto (quindi "depotenziato"). Che fosse vero poi è tutto da verificare e su questo tornerò a breve nel seguito.

La "potenza" del calcestruzzo è la sua "resistenza caratteristica a compressione" prevista da una corretta progettazione. Pertanto, un calcestruzzo depotenziato è un conglomerato cementizio con una resistenza caratteristica a compressione inferiore rispetto a quella necessaria per l'opera da realizzare.

Il "depotenziamento" del conglomerato cementizio puo' presentarsi per tre ordini di motivazioni:

  • la prima legata ad una scelta del materiale con una "potenza" inferiore a quella richiesta per garantire i livelli di sicurezza strutturale e di durabilità. Questo depotenziamento avviene quindi già sulle scrivanie del progettista dell'opera allorquando la scelta del materiale avviene trascurando alcuni aspetti fondamentali dei quali la durabilità - legata alle classi di esposizione ambientale - è la più ricorrente.
  • la seconda motivazione si presenta allorquando il calcestruzzo prescritto possiede la giusta "potenza" (la corretta resistenza caratteristica a compresssione), ma sul cantiere viene fornito un conglomerato depotenziato (di resistenza caratteristica effettiva inferiore a quella prescritta). Per stabilire se il calcestruzzo è potente o depotenziato occorre effettuare i controlli di accettazione sui cubetti confezionati "a bocca di betoniera" in accordo alle procedure previste dalle NTC. Perchè possano verificarsi casi di forniture di calcestruzzi depotenziati - escludendo i casi di frode - le ragioni sono molteplici, ma tutte legate ad uno scadente controllo della produzione del conglomerato con particolare riferimento alla correzione della ricetta in base all'umidità degli aggregati. Questa correzione può avvenire - portando ad una riduzione dello scarto quadratico medio dei valori di resistenza e, quindi, a calcestruzzi più affidabili poco esposti al rischio di depotenziamento soltanto se oltre alle sonde per la misura dell'umidità vi è anche il controllo dell'acqua nel mescolatore prima dello scarico nella autobetoniera. Da questo punto di vista è fondamentale affidarsi a produttori con una elevata automazione del processo produttivo - con il controllo dell'umidità degli aggregati ad ogni carico, con il controllo dell'acqua nel mescolatore - per ridurre al minimo i rischi di fornitura di calcestruzzo depotenziato.
  • la terza motivazione di depotenziamento è legata alla posa in opera compattazione e maturazione dei getti. Anche un calcestruzzo della giusta "potenza" se non messo in opera correttamente, ben vibrato e maturato a umido per almeno 3-7 giorni può risultare depotenziato. E' ovvio che - escludendo l'imperizia dell''impresa - il depotenziamento della resistenza in opera può essere determinata da un calcestruzzo che pur essendo "potente per resistenza meccanica a compressione" non lo è per quanto attiene alla lavorabilità e alla resistenza alla segregazione.

 

Aggiunta d'acqua al calcestruzzo: di chi è la colpa ? 

Sicuramente l’aggiunta di acqua in autobetoniera è uno dei “tumori” del settore. Ma dopo tutti questi anni in cui si è parlato dell’importanza del rapporto acqua cemento ha ancora senso parlare di “incoscienza” e mancata conoscenza del problema o piuttosto è più corretto parlare di noncuranza dovuta all’assenza di controlli ?

(LP): Non credo si possa parlare di incoscienza, quanto di ignoranza. La lavorabilità è una proprietà fondamentale per un calcestruzzo che deve essere prescritta per il conglomerato in relazione alle modalità di getto, alla geometria dell'elemento, alla percentuale di ferri di armatura presenti. Non è possibile che il progettista e/o la dl demandino questa scelta ad altri soggetti e esporsi nel caso di lavorabilità non corrette al rischio delle riaggiunte di acqua. C'è anche un altro aspetto da non sottovalutare: tutti i produttori effettuano controlli sulla lavorabilità all'impianto e all'arrivo sul cantiere in base al tempo di trasporto, alle condizioni climatiche al tipo di cemento e additivo utilizzato?. La risposta e' assolutamente no. Questo determina lavorabilità in cantiere diverse a volte sufficienti per poter effettuare il getto a volte assolutamente non adatte che espongono alla riaggiunta di acqua.

Ma anche qui è un problema di costi. Mi spiego: due calcestruzzi di pari rck e classe di consistenza al getto che vengono uno consegnato in inverno dopo 30 min di trasporto e il secondo d'estate con 60 min di trasporto non possono avere stesso prezzo. Se ci fosse un riconoscimento del maggior costo per il conglomerato trasportato in clima caldo e per più lungo tempo i produttori sarebbero invogliati a monitorare le loro macchine contribuendo ad una generale diminuzione delle riaggiunte di acqua in betoniera.

  

Se si aggiunge acqua è perchè si vogliono calcestruzzi più lavorabili. Ma se si fornissero calcestruzzo minimo in classe S4 il problema permarrebbe ? E come può essere che nel 2020, a oltre 50 anni dalla nascita del settore del calcestruzzo preconfezionato, ancora si producano e consegnino calcestruzzi in S2 e S3 ?

(LP): Questa problematica la risolvo con una provocazione: fissare il prezzo di listino per il calcestruzzo di classe S5 pari a 100 e aumentare il costo del conglomerato al diminuire della classe di consistenza (ad esempio 105 per S4, 110 per S3....)

  

Produzione del Calcestruzzo e mescolatore 

La crisi ha ridotto l’uso dei cosiddetti trasportatori aziendali, facendo ulteriormente esplodere la scelta dei padroncini. In un sistema quindi in cui il trasporto è affidato a terzi, non si dovrebbe arrivare a una maggiore garanzia della qualità del calcestruzzo obbligando l’uso del mescolatore in impianto ? Quali vantaggi si otterrebbero ? In Europa cosa succede ?

(LP): Credo di aver già risposto in precedenza e in parte nella risposta alla domanda successiva.

  

Senza la presenza di un mescolatore è possibile garantire - solo attraverso le sonde dell’umidità e l’automazione - il rapporto acqua/cemento finale di un calcestruzzo ?

(LP): Ti ho gia' risposto nella prima domanda. Sonde di rilevazione dell'umidità degli aggregati, mescolatore e sonde di rilevazione del contenuto di acqua - ovviamente il tutto gestito solo da processi "automatici" possono ridurre il rischio di forniture non conformi ("depotenziate")

   

Certificazione FPC del calcestruzzo

L’obbligo della certificazione FPC è stata ottenuta da tutti gli impianti esistenti senza però portare a un aumento né di prove sul calcestruzzo né di assunzione di tecnici di centrale. Come valuti questa situazione ? Abbiamo ottenuto una certificazione di carta ?

(LP): Al di là dell'FPC, nella scelta del produttore del conglomerato io valuto l'esistenza delle sonde di rilevazione dell'umidità degli aggregati, la presenza del mescolatore e del sistema di controllo dell'acqua nel mescolatore oltre alla potenza assorbita, l'esistenza di un controllo della lavorabilità alla miscelazione e al getto, lo scarto quadratico medio dei valori di resistenza a compressione e di lavorabilità. 

    

Prescrizione del calcestruzzo

Una ultima domanda. L’evoluzione tecnologica nel calcestruzzo oggi ha portato alla possibilità di formulare calcestruzzi con caratteristiche e prestazioni un tempo non immaginabili. Ha ancora senso che le norme attuali prevedano la prescrizione di parametri quali il dosaggio minimo di cemento, il rapporto acqua/cemento, … Non si dovrebbe puntare a una nuova evoluzione delle norme in cui ci si concentri di più sull’obbligo di prescrizioni progettuali più moderne, oltre alla Rck e consistenza, quali ad esempio il ritiro, la resistenza alla penetrazione all’acqua, la tenacità e il modulo elastico ...

(LP): La mia posizione su questi aspetti è chiara da tempo: il dosaggio di cemento minimo è una prescrizione inutile - anzi dannosa per le opere massive. Per il resto la prescrizione base:

  • A/c max
  • Rck min

deve essere integrata di volta in volta in base al tipo di struttura specificando (ovviamente non tutte insieme):

  • tipo di cemento (in relazione alla durabilità o alla massività dell'opera)
  • ritiro idraulico (per strutture come le solette da ponte ove si vuole controllare il quadro fessurativo)
  • permeabilità all'acqua (per strutture idrauliche come ad esempio i serbatoi)
  • resistenza a trazione o a trazione per flessione (tiranti e pavimenti)
  • resistenza a trazione per flessione residua (nelle strutture realizzate in calcestruzzo fibrorinforzato)

Etc.

   


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