Calcestruzzo: evoluzione ragionata dei controlli di accettazione nelle NTC dal 1972 ad oggi

Riceviamo e pubblichiamo questa lettera aperta dedicata ai controlli sul calcestruzzo di Vincenzo Venturi, del laboratorio SIDERCEM. E' molto interessante l'analisi dell'evoluzione normativa sul tema.


Caro Andrea,

dopo la nostra conversazione telefonica che, è il caso di precisarlo, aveva come oggetto “il calcestruzzo” e “l’efficacia dei controlli”, che attualmente dovrebbero garantirne la qualità, ho pensato, e mi auguro tu lo condivida, che fosse utile fissare almeno alcuni dei punti che abbiamo affrontato. Il ruolo che rivesti come editore e la ricchezza di contenuti degli interventi che hai fino ad oggi pubblicato sull’argomento ti rendono il naturale destinatario delle riflessioni che seguono.

La necessaria premessa è che, tanto il controllo “tipo A” che il controllo “tipo B” previsti dalla vigente normativa, NTC 2018, necessitano ormai di un aggiornamento.

 

La nascita dei controlli di accettazione sul calcestruzzo

Il Controllo di accettazione del calcestruzzo, in tutte le norme tecniche che si sono succedute dopo l’emanazione della legge n° 1086/71, ha sempre riproposto lo stesso format, ovvero la possibilità di un controllo “forfettario” su quantitativi ridotti di calcestruzzo e di un controllo “statistico” su forniture di calcestruzzo più consistenti. 

È bene ricordare che sia nella prima edizione delle norme tecniche del DM del 30-05-1972 (NDR: riportate in allegato) che nelle due successive edizioni, del DM 30-05-1974 (sempre in allegato) e del DM 16-06-1976, lo schema proposto era particolarmente severo, ogni prelievo interessava non più di 100 m3, senza alcun riferimento ai giorni di getto, era composto da 4 provini (cubetti) ed il controllo “forfettario” interessava l’intera fornitura fino ad un massimo di 900 m3 dopo i quali scattava “automaticamente” il controllo “statistico”. 

 

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Nel controllo “forfettario” il valore caratteristico della resistenza si determinava sottraendo 50 kg/cm2 (gli attuali 5 MPa) al valore che nel confronto fra la minore resistenza di prelievo ed il minimo valore di tutte le medie aritmetiche mobili delle resistenze di prelievo risultava più basso. 

Il controllo “statistico” veniva invece applicato a forniture maggiori o uguali a 1000 m3 mediante l’adozione di un coefficiente k, moltiplicativo dello scarto quadratico medio s e variabile in funzione della numerosità dei prelievi, con valori compresi fra 1.96 e 2.13 nel caso di 10 prelievi, fra 1.87 e 1.98 per 16 prelievi e fino a 1.64, corrispondente ad un “elevatissimo numero di prelievi”. Veniva inoltre fissato il valore minimo da assumere per lo scarto quadratico medio di 20 kg/cm2 (gli attuali 2.0 MPa).  

In tal modo era garantito, con il modello della curva normale di Gauss, il rispetto del famoso “frattile 5%.  

 

Nel 1980 cambia la sostanza sui controlli di accettazione

Con le norme tecniche di cui al DM 26-03-1980 (sempre in allegato) il Controllo di accettazione, (che poi è lo stesso di quello attuale a meno del coefficiente k del controllo “statistico” che nelle NTC 2018 è uguale ad 1.48 e nel DM 26-03-1980 a 1.4), pur rimanendo simile nella forma ai precedenti cambia profondamente nella sostanza.

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Infatti nella edizione delle NT del 1980 e nelle successive i due metodi, il “forfettario” e lo “statistico”, non sono più coerenti con l’obiettivo cui sono preposti e cioè di garantire il “frattile 5%”.

Fra l’altro,  nelle NT nella edizione del 1980 con un artificio linguistico si lascia intendere esserci un approccio più restrittivo nel metodo “forfettario rispetto al metodo “statistico” che per i lotti superiori a 1.500 m3 viene “ammesso in sostituzione” e non “previsto automaticamente”.

In realtà è esattamente il contrario ed i due metodi, contro ogni logica, non sono più convergenti fra loro e questa è la ragione per cui il metodo “statistico”, che pure consentirebbe il controllo non solo della qualità ma anche della costanza della produzione, non ha trovato alcun impiego fino alle NTC 2008 quando finalmente è diventato obbligatorio per lotti maggiori o uguali a 1.500 m3

Fino ad allora poteva capitare, e quando avveniva appariva evidentemente vessatorio, che forniture accettate e contabilizzate nel corso dei lavori con il Controllo di accettazione “forfettario” venissero rifiutate al termine dei lavori in virtù della applicazione del metodo “statistico”.

I due metodi del controllo di accettazione del DM 26-03-1980, che sono nella sostanza gli stessi delle NTC 2018, sono meno cautelativi di quelli previsti nelle prime edizioni, il prelievo non è più composto da quattro provini (cubetti) ma da due, il precedente scostamento, dal “valore medio minimo”  o dalla “minore resistenza di prelievo”, di 50 kg/cm2 (gli attuali 5 MPa) è stato ridotto a 3.50 MPa (ovvero 35 kg/cm2), il fattore k moltiplicativo dello scarto quadratico medio è stato ridotto a 1.4 (oggi 1.48) valore ben lontano dai previsti 1.87÷1.98 di cui abbiamo detto per 16 prelievi ma anche dal valore 1.64 previsto per un “elevatissimo numero di prelievi”. 

Questi coefficienti sono coerenti con la distribuzione statistica della curva normale di Gauss e consentono di applicare correttamente  i valori caratteristici (frattile 5%)  nelle verifiche di sicurezza.

 

I metodi proposti nelle NTC 2018 non sono cautelativi

Infatti senza una ragione apparente, al paragrafo 11.2.5.2, 

"se si eseguono controlli statistici accurati, l’interpretazione dei risultati sperimentali può essere svolta con i metodi completi dell’analisi statistica assumendo la legge di distribuzione più corretta e il suo valor medio, unitamente al coefficiente di variazione (rapporto tra deviazione standard e valore medio). Non sono accettabili calcestruzzi con coefficiente di variazione superiore a 0,3. Per calcestruzzi con coefficiente di variazione (s/Rm) superiore a 0,15 occorrono controlli più accurati, integrati con prove complementari di cui al §11.2.7.

Infine, la resistenza caratteristica Rck di progetto dovrà essere minore del valore sperimentale corrispondente al frattile inferiore 5% delle resistenze di prelievo e la resistenza minima di prelievo Rc,min dovrà essere maggiore del valore corrispondente al frattile inferiore 1%.

prevedono un approccio alternativo mediante il ricorso a “controlli statistici accurati” i cui risultati possono essere interpretati “con i metodi completi dell’analisi statistica assumendo la legge di distribuzione più corretta” però prescrivono che il valore caratteristico di progetto Rck sia minore  “del valore sperimentale corrispondente al frattile inferiore 5% delle resistenze di prelievo”  ed il valore minimo delle resistenze di prelievo  Rc,min “dovrà essere maggiore del valore corrispondente al frattile inferiore 1%”

È evidente come queste limitazioni siano in contrasto nei confronti del “meno accurato” e “meno corretto”, per usare la stessa terminologia delle NTC 2018, metodo “statistico” “tipo B” proposto di default dalle NTC 2018 e che rispetto questo risultino assolutamente penalizzanti. 

Questa la ragione per cui, sia pure con una apparenza di proposta innovativa, “prestazionale “, questa soluzione, pur presente anche nelle passate NTC 2008, non abbia trovato, e ritengo a queste condizioni non troverà mai, alcuna applicazione.

Una ulteriore anomalia presente nelle vigenti NTC 2018 è l’assenza di procedure da seguire nel caso in cui il numero dei prelievi non sia multiplo di 3.

Mentre è evidente che se la fornitura è maggiore di 1500 m3 non vi sono dubbi nella scelta del metodo di controllo, è cogente infatti, senza se e senza ma, il ricorso al controllo, “tipo B” (in estratto) che deve essere esteso anche alle frazioni eccedenti, infatti:

Ogni controllo di accettazione di tipo B è costituito da almeno 15 prelievi, ciascuno dei quali eseguito su 100 m3 di getto di miscela omogenea. Per ogni giorno di getto va comunque effettuato almeno un prelievo.

la stessa certezza non  può estendersi alla applicazione del controllo “tipo A”, per il quale le NTC 2018 prevedono (in estratto) un limite quantitativo al controllo, ovvero quello di un controllo ogni 300 m3 di fornitura, 

Ogni controllo di tipo A è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea non maggiore di 300 m3

ne consegue che nel controllo “tipo A” non è contemplata la possibilità del controllo di forniture intermedie, comprese fra un multiplo di 300 m3 ed il successivo, forniture che, è bene dirlo, non possono essere mai superiori a 200 m3

Quindi nel caso di forniture inferiori a 1500 m3 si deve, ovviamente, adottare il controllo “tipo A” per lotti consecutivi di 300 m3, e per l’accettazione della frazione di 300 m3 (compresa fra 100 m3 e 200 m3) che dovesse risultare eccedente si dovrà procedere in altro modo. 

Per quanto riguarda una ipotesi percorribile, per determinare la resistenza caratteristica, è quella, analoga a quella contemplata proprio dal DM 10-05-1972, di sottrarre il valore di 3.5 MPa (35 kg/cm2) al minore valore ottenuto fra tutte le medie aritmetiche mobili delle resistenze di prelievo riferite, nel caso in esame, al lotto di calcestruzzo rispettivamente di 500 m3 o di 400 m3.

Non si deve prendere in considerazione, per le ripercussioni contabili di cui ho già detto in precedenza, il ricorso alla media mobile applicata progressivamente a singoli lotti di 300 m3.

Sempre con riferimento alle deficienze contenute nel controllo di accettazione, per come proposto nelle NTC  2018, mi pare opportuno richiamare l’attenzione sulla necessità di ottenere  valutazioni tempestive sulla qualità del calcestruzzo rispetto alla scadenza convenzionale dei 28 gg. 

Mi pare altrettanto necessario porre l’attenzione su un altro fatto, ovvero che il controllo, così come proposto, restituisce un parametro, “commerciale”, che nulla ci dice in merito alla effettiva qualità del calcestruzzo in opera.

È un dato di fatto che le condizioni climatiche e la stagionatura  siano due dei fattori che oltre a quello  della posa in opera, della compattazione e in generale oltre a tutto ciò che, è stato opportunamente evidenziato in queste settimane, fa la differenza fra il calcestruzzo in opera ed il calcestruzzo convenzionale dei cubi.

Premesso ciò, la risposta ad entrambi i quesiti è relativamente semplice, per quanto concerne la valutazione “precoce” della qualità del calcestruzzo fornito sarebbe sufficiente rendere cogente, e cioè prevista fra le ITT della fornitura, la curva di crescita della resistenza nel tempo ed in maniera complementare prevedere fra le prescrizioni di capitolato il controllo della resistenza  alle stagionature intermedie (2gg e 7gg).

Per quanto riguarda invece l’influenza del “curing” sulla qualità del calcestruzzo in maniera analoga a quanto previsto p.e. nelle normative anglosassoni, sarebbe sufficiente richiedere nei capitolati di stagionare i cubi convenzionali, compattati ”a rifiuto”, nelle stesse condizioni climatiche e di stagionatura dell’opera. 

Per concludere, un ultimo appunto, che è più uno spunto di riflessione su un argomento che merita un maggiore approfondimento: l’influenza dell’età della carota sulla stima della resistenza in opera. 

Nello specifico è l’uso, retroattivo ed improprio, della espressione richiamata dall’eurocodice UNI EN 1992-1-1 (riprodotto più avanti) grazie alla quale è possibile estrapolare, in funzione del tempo, la resistenza.  

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La suddetta espressione, se non è correttamente usata nella stima della  resistenza in opera, rischia di alimentare quegli errori che, molto spesso, sono stati la causa delle errate interpretazioni dalle quali si è originata l’attenzione, mediatica e giudiziaria, verso il calcestruzzo “depotenziato”.

Se per un verso è sicuramente corretto affermare che l’idratazione del cemento produce i suoi effetti ben oltre i 28 gg convenzionali ed è quindi legittimo affermare che l’età della carota, insieme a molteplici altri aspetti,  influisce, in qualche modo, sulla resistenza, è altrettanto vero che la citazione dell’eurocodice UNI EN 1992-1-1 si riferisce alla stima della resistenza alle stagionature intermedie che intercorrono, per particolari esigenze costruttive, tesatura, scassero,…., fra il getto e la scadenza convenzionale di 28 gg, ed è riferito ad un calcestruzzo maturato costantemente in condizioni umide, di saturazione, per questa ragione è evidente il divieto per usi diversi da questi, come si evince dalla UNI EN1992-1-1 che, in estratto, riporto più avanti e che recita testualmente:

“Se il calcestruzzo non è conforme alle specifiche richieste per la resistenza a compressione a 28 d, l’utilizzo delle espressioni (3.1) e (3.2) non è appropriato. 

Si raccomanda di non utilizzare il presente punto in modo retroattivo allo scopo di giustificare una resistenza di riferimento non  conforme attraverso un aumento a posteriori della resistenza.”

È evidente quindi che l'uso "retroattivo" non è consentito non solo per un aumento "a posteriori" della resistenza ma, per le stesse ragioni non può essere impiegato per la riduzione del risultato sperimentale, determinato in situ "a posteriori", al valore convenzionale di 28 gg.  


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