ARTICOLO 2: PROGRESSI NEL CALCESTRUZZO PRECONFEZIONATO

1.0 Introduzione

Il calcestruzzo preconfezionato (1,2) è incentrato su tre attrezzature particolari:

• il premiscelatore;
• l’autobetoniera;
• la pompa.

1.1 Il Premiscelatore

Il premiscelatore (Fig.1.1), che è situato nella centrale di betonaggio, ha la funzione di mescolare a umido gli ingredienti prima che siano introdotti in autobetoniera con l’obiettivo di ottenere un impasto ben amalgamato, uniforme, privo di segregazione e bleeding ancorché fluido come un calcestruzzo autocompattante. Inoltre, questo calcestruzzo è più prestazionale del corrispondente calcestruzzo fresco mescolato introducendo gli ingredienti direttamente in autobetoniera.

Un calcestruzzo preconfezionato dotato di premiscelatore presenta due vantaggi:

1. minore dispersione nella lavorabilità da un impasto all’altro nominalmente della stessa composizione;
2. maggiore resistenza meccanica a compressione sia alle brevi che alle lunghe stagionature con possibilità di ammortizzare il costo di investimento del premiscelatore con un dosaggio di cemento leggermente inferiore (10%) per raggiungere la stessa prestazione conseguita mescolando il calcestruzzo direttamente in autobetoniera.

Fig. 1.1 – Vista di un edificio entro il quale è allocato il premiscelatore mentre alimenta due autobetoniere

1.2 L’autobetoniera

L’autobetoniera (Fig.1.2) è un carro mobile attrezzato con un contenitore (noto come “botte”) di una capacità di circa 10 m³ per il trasporto del calcestruzzo fresco dalla centrale di betonaggio al cantiere. Durante il tragitto la “botte” ruota lentamente per evitare la segregazione del calcestruzzo.

In molti impianti, purtroppo, il premiscelatore è assente e gli ingredienti sono introdotti direttamente in autobetoniera dove sono miscelati ad alta velocità: la costanza e le prestazioni del calcestruzzo sono molto inferiori rispetto a quelle conseguite se gli ingredienti sono introdotti a umido dopo averli mescolati ad alta velocità in un premiscelatore (§ 1.1).

Fig.1.2-Vista di un’autobetoniera

Dall’autobetoniera il calcestruzzo alimenta il sito da costruire in due modi:

• a) getto in caduta libera dall’autobetoniera al sito da costruire (Fig.1.3);
• b) getto mediante pompaggio in sito non raggiungibile dall’autobetoniera (Fig. 1.4).

Fig 1.3 Getto in caduta libera del calcestruzzo dall’autobetoniera

1.3 La pompa

La pompa è un elemento indispensabile quando dall’autobetoniera non è possibile gettare il calcestruzzo direttamente nel sito in costruzione. In questo caso è necessario che l’autobetoniera sia collegata con il sito dove occorre gettare il calcestruzzo mediante una pompa. La Fig.1.4 mostra il getto mediante pompaggio in un sito inaccessibile all’autobetoniera.

          Fig. 1.4-Getto mediante pompaggio in sito non raggiungibile dall’autobetoniera (per gentile concessione di Heidelberg Materials Calcestruzzi)

1.4 Evoluzione del calcestruzzo preconfezionato

Secondo alcune fonti il primo impianto di calcestruzzo preconfezionato fu costruito nel 1913 in USA a Baltimora. Nel 1929 c’erano oltre 100 impianti che operavano in USA.

L’industria del calcestruzzo preconfezionato non si espanse significativamente fino agli anni 1960, e crebbe significativamente solo da allora. In Italia il calcestruzzo preconfezionato fu introdotto dall’imprenditore Ferruzzi di Ravenna con il nome di Calcestruzzi Spa alla fine degli anni 1950 e fu ceduta al gruppo Italcementi nel 1997. Oggi esistono cica 400 impianti di calcestruzzo preconfezionato prodotto da società associate all’ATECAP (Tabella 1).

Tabella 1 Impianti di calcestruzzo preconfezionato di società iscritte all’ATECAP*

                *Fonte ATECAP

Si stima che il calcestruzzo preconfezionato rappresenti circa l’80% della produzione totale in Italia. Nelle centrali di betonaggio si mescolano determinate quantità di ghiaia, sabbia, acqua e cemento in base alle proprietà richieste dal progettista.

Il calcestruzzo preconfezionato è spesso impiegato al posto di altri materiali per il minor costo specialmente in costruzioni di grandi dimensioni, come i ponti ed altre strutture socialmente importanti. Il calcestruzzo preconfezionato è impiegato dove la produzione del calcestruzzo non può avvenire in sito. L’’impiego del calcestruzzo preconfezionato comporta che il prodotto sia consegnato a richiesta in forma finita, nella quantità specifica e in accordo alle prestazioni stabilite.

Le prestazioni del calcestruzzo preconfezionato possono essere modificate mediante l’impiego di additivi chimici. L’impiego di additivi richiede una precisione nel loro dosaggio che comporta l’adozione di apparecchiature di laboratorio e di dosaggio nella centrale di betonaggio. Gli additivi possono essere impiegati per ridurre la richiesta di acqua di impasto, per inglobare microbolle d’aria al fine di incrementare la resistenza ai cicli di gelo-disgelo, o anche per produrre calcestruzzi autocompattanti (3).

Nel caso di un trasporto molto lungo tra la centrale di betonaggio e il sito dove gettare il calcestruzzo esiste il problema della perdita di lavorabilità soprattutto in climi caldi. In questi casi, si può ovviare a questo inconveniente impiegando il prodotto SLCA acronimo inglese di Slump Loss Controlling Agent (4).Nel caso di un trasporto nel traffico congestionato delle grandi città si può arrivare a posizionare la centrale di betonaggio accanto al sito dove si costruisce come è avvenuto nella costruzione del MAXXI a Roma (§ 1.0, Articolo 4).Questa scelta deve,però,essere economicamente avvalorata dal tempo impiegato nella esecuzione della costruzione che deve essere almeno 2-3 anni.

BIBLIOGRAFIA

(1) SHELLY COMPANY, “The Shelly Company, pp.1,17, (2014).

(2) ARTHUR MICHAEL, “Concrete”, pg. 2, (2004).

(3) MARIO COLLEPARDI, SILVIA COLLEPARDI, ROBERTO TROLI, “Il Nuovo Calcestruzzo”, Settima Edizione, Edizioni TREVISOSTAMPA, pp. 233, 259, (2022).

(4) MARIO COLLEPARDI, SILVIA COLLEPARDI, ROBERTO TROLI, “Il Nuovo Calcestruzzo”, Settima Edizione, Edizioni TREVISOSTAMPA, pg.254, (2022).

INFORMAZIONI SUGLI AUTORI DEGLI ARTICOLI

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 400 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 (Spagna) 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.