CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI: approvata la versione definitiva del CNR DT 209/2013

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INTRODUZIONE
Il presente documento intende fornire un quadro sistematico delle diverse possibilità offerte dalla attuale tecnologia del calcestruzzo e dei compositi a matrice cementizia con riferimento ad un complesso di prestazioni chimico-fisico-meccaniche che ne caratterizzano il comportamento, tanto allo stato fresco, durante le fasi di getto, quanto allo stato indurito in opera, e che possono determinare le scelte dei progettisti e dei diversi operatori del settore in funzione delle previste applicazioni co-struttive e strutturali.

Da un punto di vista storico, la richiesta di elevate prestazioni si è inizialmente concentrata principalmente sulla resistenza a compressione, tale essendo la richiesta dettata dalle due principali categorie di strutture in cui i calcestruzzi trovano le loro principali applicazioni: gli edifici alti ed i ponti di grande luce. Per entrambe le suddette applicazioni, infatti, un elevato rapporto resistenza/peso gioca un ruolo decisivo. Negli edifici alti l’impiego di calcestruzzi caratterizzati da resistenza a compressione elevata è giustificato dalla necessità di contenere le dimensioni degli elementi portanti verticali, sollecitati da carichi elevati, in modo da non limitare in maniera eccessiva la fruibilità degli spazi. Similmente, nei ponti di grande luce, attese le elevate sollecitazioni, l’impiego di calce-struzzi caratterizzati da alte resistenze consente di contenere le dimensioni degli elementi strutturali. Ciò contribuisce, anche nel caso di luci non elevate, ad un più armonico inserimento dell’opera nel contesto ambientale. Con riferimento agli edifici alti, uno dei primi esempi in ordine temporale, il grattacielo Two Union Square, di 226 m in altezza, realizzato a Washington (USA) negli anni 1987/1989, realizzato con un calcestruzzo dalla resistenza a compressione di 119 MPa a 28 giorni e 145 MPa a 91 giorni.
La varietà dei possibili impieghi, sia con riferimento alle suddette categorie di opere strutturali ed infrastrutturali, ma anche con riferimento ad applicazioni non esclusivamente ovvero non prevalentemente strutturali, ha ampliato la gamma delle prestazioni richieste al materiale “calcestruzzo” ed ha promosso lo sviluppo di un vasto insieme di compositi a matrice cementizia caratterizzati dalla capacità di fornire, al livello richiesto, una o più fra le prestazioni di seguito indicate, che superano il mero concetto di resistenza a compressione. Per le stesse categorie sopra citate degli edifici alti e dei ponti di grande luce, la richiesta di una elevata resistenza a compressione, eventualmente specificata anche a scadenze diverse dai 28 giorni e legate alla tempistica delle diverse fasi esecutive, si associa solitamente a prescrizioni differenti relative alle caratteristiche fisiche e meccaniche.
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Si riporta di seguito l’indice

INDICE
1 INTRODUZIONE

2 L’EVOLUZIONE DEI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI
2.1 GLI STUDI DI POWERS
2.2 GLI ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI 9
2.3 INTRODUZIONE DELLE PRIME AGGIUNTE MINERALI 9
2.4 CALCESTRUZZI RPC
2.5 CALCESTRUZZI FIBRORINFORZATI
2.6 CALCESTRUZZI AUTOCOMPATTANTI
2.7 CALCESTRUZZI AUTOCOMPATTANTI FIBRORINFORZATI
2.8 DAI CALCESTRUZZI AD ALTA RESISTENZA AI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI
2.9 NOTAZIONI MAGGIORMENTE DIFFUSE PER CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI

3 COMPONENTI
3.1 CEMENTO
3.2 AGGREGATI
3.3 ADDITIVI
3.4 AGGIUNTE MINERALI
3.5 FIBRE
3.6 ELEMENTI DI PROGETTAZIONE DELLE MISCELE (MIX-DESIGN)

4 COMPORTAMENTO MECCANICO
4.1 COMPORTAMENTO A COMPRESSIONE
4.2 COMPORTAMENTO A TRAZIONE
4.3 MODULO DI YOUNG E MODULO DI POISSON
4.4 PROPRIETÀ TERMICHE
4.5 RITIRO
4.6 FENOMENI VISCOSI
4.7 SVILUPPO DELLA RESISTENZA NEL TEMPO
4.8 INGRANAMENTO DEGLI AGGREGATI
4.9 ADERENZA ACCIAIO-CALCESTRUZZO

5 CRITERI PER LA DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI
5.1 DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI
5.2 DURABILITÀ E CLASSI DI ESPOSIZIONE
5.3 COMPORTAMENTO AL FUOCO
5.4 COMPORTAMENTO ALLE ALTE VELOCITA’ DI DEFORMAZIONE
5.5 SELF HEALING
5.6 COMPATIBILITA’ MUTUA DELLE PRESTAZIONI
5.7 ESEMPI DI DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI

6 PRODUZIONE, MESSA IN OPERA E CONTROLLO DI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI
6.1 QUALIFICA DI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI
6.2 PRODUZIONE DI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI
6.3 CONSEGNA ED ACCETTAZIONE IN SITO
6.4 MESSA IN OPERA DI CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI

7 INQUADRAMENTO NORMATIVO
7.1 NORMATIVA ITALIANA
7.2 CNR-DT 204
7.3 ACI 363 R-92, ACI 441 R-96 ED ACI 237 R-07
7.4 EUROCODICE 2
7.5 FIB MODEL CODE 2010

8 CALCESTRUZZI AD ALTE PRESTAZIONI E SOSTENIBILITÀ
8.1 EMISSIONI DI CO2 ED ALTRE EMISSIONI
8.2 DURABILITÀ DELLE STRUTTURE
8.3 FUNZIONALITÀ DELLE STRUTTURE
8.4 SICUREZZA DEGLI OCCUPANTI
8.5 RIUSO E RICICLO
8.6 COSTI ECONOMICI
8.7 I CALCESTRUZZI HPC NELLE PROCEDURE DI VALUTAZIONE DEL PROTOCOLLO ITACA
RIFERIMENTI