Il progettista delle costruzioni in calcestruzzo armato deve emanare le prescrizioni di capitolato per il produttore di calcestruzzo e per l’impresa che lo mette in opera, come anche deve inoltrare le istruzioni per i controlli al Direttore dei Lavori. Tali obblighi rispondono a quanto prescritto nelle Norme Tecniche delle Costruzioni (NTC) emanate con DM 17/01/2018 (1) e relativa Circolare esplicativa N.7 del 21/01/2019 (2).
In assenza di queste prescrizioni le costruzioni mostrano segni di degrado nel giro di qualche anno e possono perfino collassare nel giro di un decennio.
Il metodo per emettere le prescrizioni descritto nel seguito è semplice, rapido e sicuro.
Esso procede in accordo ad un programma automatico noto come E&Q (acronimo inglese di Easy&Quick): si tratta di rispondere ad una serie di domande al termine delle quali il programma elabora immediatamente le prescrizioni per il produttore di calcestruzzo e l’impresa, come anche le raccomandazioni per il Direttore Lavori.
Il metodo si basa sulla correlazione, secondo le vigenti Norme Europee, esistente tra il rapporto a/c e le prestazioni del calcestruzzo quali la Rck, la resistenza a compressione alle brevi stagionature (1-3-7 giorni), la resistenza meccanica a flessione e trazione, l’impermeabilità all’acqua, la durabilità. Per poter adottare questo metodo, e rispondere correttamente alle varie domande, occorre conoscere la Norma Europea sui cementi EN 197/1 (3), la classe di consistenza in termini di abbassamento al cono di Abrams, o più brevemente slump, indicata al prospetto 3 della EN 206 (4), le proprietà meccaniche ed in particolare la Rck, il degrado del calcestruzzo provocato dall’ambiente (classe di esposizione), la durabilità (almeno 50 o 100 anni) delle strutture nelle varie classi di esposizioni secondo la Norma Europea EN 206 e la EN 1992-1-1- Eurocodice 2 (5). Tutti questi argomenti sono trattati nella Settima Edizione del libro “Il Nuovo Calcestruzzo” (6). Relativamente al valore minimo di copriferro da prescrivere ai fini della durabilità, il programma prende come riferimento il (cmin,dur) riportato nella Tabelle 4.4N e 4.5N dell’Eurocodice 2 in funzione della classe di esposizione per una vita utile di 50 anni (classe della struttura S5). Nel caso di 100 anni di vita utile, sempre secondo quanto indicato nell’Eurocodice 2, verranno aggiunti 10 mm rispetto al valore prescritto per i 50 anni. Inoltre, secondo le indicazioni dell’Eurocodice 2, oltre a tale valore (cmin,dur) il progettista dovrebbe definire anche un valore aggiuntivo di sicurezza (Δcdev) scelto pari a 10 mm, 5 mm o 0 mm in base all’accuratezza della verifica dei sistemi di distanziatori che egli ipotizza possa essere adottata. Quindi, complessivamente, il copriferro nominale (cnom) che deve essere specificato sui disegni di progetto è definito come cnom = cmin,dur + Δcdev. Per opere di particolare rilevanza strategica il valore di Δcdev dovrebbe essere scelto eguale a 10 mm.
Per ogni correlazione esiste un rapporto (a/c)i ed il programma sceglie in automatico il valore più basso –(a/c)min– in modo che tutti requisiti prestazionale siano soddisfatti come è mostrato più avanti nelle Figure 27 e 48.
Il metodo si basa su una serie di videate in ciascuna della quali si pone una domanda alla quale occorre rispondere: per esempio, la struttura è armata o precompressa? Nell’esempio di seguito illustrato si esamina una costruzione intitolata ”Grattacielo di Roma” dove un grattacielo di 60 piani, costruito con un unico calcestruzzo in tutti i suoi piani, poggia su una fondazione incassata nel terreno.
A causa della risalita del pericoloso gas radon (Articolo 7) occorre inserire una barriera anti-radon tra la fondazione ed il pavimento del primo piano per evitare l’inquinamento radioattivo oltre i valori ritenuti pericolosi per la salute umana: 300 Bq/m3 o 200 Bq/m3 a seconda che le costruzioni siano erette rispettivamente prima o dopo il 31 dicembre 2024.
In particolare, il calcestruzzo per il grattacielo viene pompato con uno slump di 10-15 cm mentre per la fondazione si impiega un calcestruzzo superfluido con uno slump di 22-24 cm. Pertanto, sono stati elaborati i dati sui due diversi calcestruzzi, che si trovano di seguito nella Prima parte: fondazioni e nella Seconda parte: il Grattacielo. Al termine delle risposte alle varie videate il programma elabora in automatico le prescrizioni di capitolato per il produttore di calcestruzzo (§ 2.1 e § 3.1) e per l’impresa che lo deve mettere in opera (§ 2.2 e § 3.2) come anche le raccomandazioni per il Direttore dei Lavori (§2.3 e § 3.3).
Fig. 1 – Il nome dell’opera è Grattacielo di Roma
Fig. 2 – Il nome della struttura è Fondazione
Fig. 3 – La fondazione è Armata
Fig. 4 – Si adotta il cemento d’altoforno CEM III (per il basso calore di idratazione) perché la fondazione è un getto massivo
Fig. 5 – Il cemento da impiegare è di tipo III/B
Fig. 6 – La classe di resistenza del cemento è 32.5 R
Fig. 7 – I provini per la misura della resistenza meccanica sono cubici
Fig. 8 – La Rck è 40 N/mm2
Fig. 9 – Il controllo è di tipo B
Fig. 10 – Lo scarto quadratico medio è 4 N/mm2
Fig.11 – Non si conosce la classe di esposizione
Fig. 12 – La struttura è interrata
Fig. 13 – La struttura è completamente interrata
Fig.14 – La fondazione sarà a contatto con terreno solfatico
Fig. 15 – Il contenuto di solfato è compreso tra 0.2% e 0,3
Fig. 16 – Il terreno non è di natura acida
Fig. 17 – Il terreno è di natura argillosa
Fig.18 – La vita utile di servizio attesa è di almeno 100 anni
Fig. 19 – Si richiede un calcestruzzo impermeabile
Fig. 20 – Il grado di compattazione richiesto è 0,97
Fig. 21 – Non si richiede resistenza a flessione o a trazione
Fig. 22 – E’ richiesta una resistenza meccanica per lo scassero a 7 giorni
Fig. 23 – La temperatura presumibile nei primi 7 giorni sarà di 17-23°C
Fig. 24 – La resistenza meccanica a compressione richiesta a 7 giorni è 30 N/mm2
Fig. 25 – La classe di contenuto in cloruro è 0,20
Fig. 26 – La classe di consistenza del calcestruzzo corrisponde ad uno slump > 22 cm
Fig. 27 – Il diametro massimo dell’aggregato è 25 mm
Di seguito sono descritte le prescrizioni da inserire in capitolato per la Fondazione armata del Grattacielo di Roma con una durabilità di almeno 100 anni che riguardano il produttore di calcesruzzo e l’impresa che lo deve mettere in opera, come anche le raccomandazioni per il Direttore dei Lavori per il controllo della costruzione.
2.2 Prescrizioni per l’impresa
2.3 Raccomandazioni per il Direttore dei Lavori
Fig.28- il nome dell’opera è Il Grattacielo di Roma
Fig.29-Il nome della struttura è Il grattacielo
Fig. 30 – La struttura è armata
Fig. 31- Si impiega il cemento Portland CEM I
Fig. 32 – La classe di resistenza del cemento è 52.5 R
Fig. 33 – I provini sono cubici
Fig. 34 – La resistenza caratteristica del calcestruzzo è 55 N/mm2
Fig. 35- Il tipo di controllo di accettazione del calcestruzzo è B
Fig. 36 – Lo scarto quadratico medio è 4 N/mm2
Fig. 37- Non si conosce la classe di esposizione
Fig. 38 – La struttura è esterna fuori terra
Fig. 39 – La struttura non è protetta con rivestimenti impermeabili
Fig. 40- La struttura non è esposta a cicli di gelo-disgelo
Fig. 41- Si richiede una vita utile di servizio di 100 anni
Fig. 42- Si richiede un calcestruzzo impermeabile
Fig. 43- Si richiede un grado di compattazione di 0,97
Fig. 44- Non si richiede una resistenza a flessione o a trazione
Fig. 45 – Si richiede una resistenza meccanica allo scassero a 3 giorni
Fig. 46 – La temperatura presumibile durante i primi 3 giorni è 17-23 °C
Fig. 47-La resistenza meccanica a compressione richiesta allo scassero è di 35 N/mm2
Fig. 48- La classe di contenuto in cloruro è 0,20
Fig. 49-La classe di consistenza del calcestruzzo fresco è S3
Fig. 50-Il diametro massimo dell’aggregato è 25 mm
3 Prescrizioni da inserire in capitolato per il calcestruzzo del Grattacielo
Adottando lo stesso metodo impiegato per emanare le prescrizioni della fondazione si arriva alle prescrizioni per il Grattacielo comprendente pilastri, pavimenti e muri dei vari piani, con una durabilità di almeno 100 anni.
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Il programma adottato per emanare le prescrizioni del progettista deve essere completato dalla inserzione di una barriera anti-radon se il pavimento del primo appartamento è in contatto con la fondazione. Occorre inserire una barriera anti-radon tra la fondazione e il pavimento del primo piano risvoltando il materiale anti-radon nei muri a contatto con il pavimento ed incollare questo materiale con un adesivo indicato dal produttore del materiale: entrambe le misure sono state adottate.
Il calcestruzzo deve raggiungere una resistenza a compressione di almeno 30 MPa per sopportare la sollecitazione derivante dal peso del piano soprastante. Ciò comporta che ogni piano sarà gettato su quello precedente dopo 3 giorni.
Le carote estratte dalle strutture per la determinazione della Rckis debbono essere trasformate in cilindri con un rapporto altezza/diametro eguale a 1 per essere comparate con i provini cubici.
Nel caso del getto del calcestruzzo del primo piano è necessario che avvenga dopo 7 giorni dal getto della fondazione quando questa ha raggiunto una resistenza a compressione di 30 MPa.
Le principali differenze tra le prescrizioni per la fondazione e quelle per il grattacielo sono:
Mario Collepardi si è laureato in Chimica Industriale con il massimo dei voti nell’Università La Sapienza di Roma. Nel 2007 ad Atlanta (USA) è stato nominato Honorary Member of the American Concrete Institute. Nel 2017 a Bergamo è stato nominato Socio Onorario dell’AICAP. Dal 1969 al 2004 ha insegnato Scienza e Tecnologia dei Materiali nelle Facoltà di Ingegneria delle Università di Cagliari, di Roma La Sapienza, di Ancona oltre che al Politecnico di Milano. È autore di oltre pubblicazioni e di una decina di libri sul calcestruzzo pubblicati in italiano, inglese, cinese e ceco. Nel 1997 a Roma il Consiglio delle Ricerche del Canada e l’American Concrete Institute hanno organizzato in suo onore il “MARIO COLLEPARDI SYMPOSIUM”.
Silvia Collepardi si è laureata a Padova in Ingegneria Civile ed è Amministratore della EN.CO di Villorba (TV) dove è anche direttrice del Laboratorio Ufficiale per le prove sui materiali da Costruzione. È autrice di numerosi articoli e di alcuni libri sul calcestruzzo pubblicati in italiano, inglese e cinese. Nel 2015 ad Ottawa (Canada) Silvia Collepardi ha ricevuto l’Award dall’American Concrete Institute per i “significativi e costanti contributi nella vasta area della tecnologia del calcestruzzo e per la certificazione dei materiali per il loro impiego nel calcestruzzo”.
Roberto Troli si è laureato ad Ancona in Ingegneria Civile con il massimo dei voti e lode. Roberto Troli ha lavorato nella EN.CO come Direttore Tecnico per la messa a punto di nuovi calcestruzzi e per l’assistenza tecnica in contestazioni legali. È autore di numerosi articoli e di alcuni libri sul calcestruzzo pubblicati in italiano, inglese e cinese. Nel 2009 a Siviglia (Sagna) ha ricevuto l’Award dall’American Concrete Institute per i suoi “notevoli contributi alla fondamentale conoscenza dei superfluidificanti ed al loro impiego nel calcestruzzo”. Dal 2021 Roberto Troli è Direttore Tecnologico della Betonrossi di Piacenza.