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Calcestruzzo

I controlli di qualità sul calcestruzzo si articolano in quattro fasi:

  • Valutazione preliminare della resistenza - la miscela per produrre il calcestruzzo sarà oggetto di una progettazione basata sulle specifiche di progetto (mix design)
  • Controllo di produzione - nella fase di produzione nella centrale di betonaggio il calcestruzzo sarà oggetto di specifici controlli
  • Controllo di accettazione in cantiere - la norma sancisce inderogabilmente l'obbligo della D.L. di effettuare controlli sul calcestruzzo in opera
  • Prove complementari - in fase di collaudo è possibile, soprattutto qualora i controlli di accettazione abbiano avuto esito negativo, eseguire ulteriori prove, distruttive o meno.

Le prove di accettazione e le prove complementari dovranno essere eseguite presso uno dei laboratori di prova di cui all’art. 59 del DPR n. 380/2001.

Controllo di produzione

Le Norme tecniche 2008 hanno introdotto l’obbligo, per tutti gli impianti di produzione di calcestruzzo preconfezionato, di dotarsi di adeguate procedure di controllo del processo produttivo. Tale controllo deve essere certificato da un ente terzo indipendente e in possesso di determinate caratteristiche stabilite dal provvedimento e garantite dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici mediante un’autorizzazione rilasciata a seguito di un decreto del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. Ciascun impianto di produzione di calcestruzzo preconfezionato con processo industrializzato dovrà essere dotato di certificazione del Sistema di Controllo del Processo produttivo (cosiddetto FPC – Factory Production Control). In base al parere formale fornito dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici in data 10 marzo 2006, per calcestruzzo prodotto con processo industrializzato “si intende quello prodotto mediante impianti, strutture e tecniche organizzate sia in cantiere che in uno stabilimento esterno al cantiere stesso”.

Il sistema di controllo della produzione deve essere predisposto in coerenza con la norma UNI EN ISO 9001:2000 e deve fare riferimento alle specifiche indicazioni contenute nelle Linee guida sul calcestruzzo preconfezionato elaborato dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei LL.PP. (Rif. 11.2.8)

Rientrano nella definizione di calcestruzzo confezionato con processo industrializzato:

  • il calcestruzzo prodotto in impianti fissi
  • il calcestruzzo prodotto nell’ambito di impianti e stabilimenti industrializzati di prefabbricazione (fissi)
  • il calcestruzzo prodotto in impianti industrializzati installati nei cantieri (temporanei).

Non deve invece essere assoggettato a controllo del processo di produzione da parte di organismi terzi il calcestruzzo prodotto senza processo industrializzato, ovvero quello prodotto direttamente in cantiere, in genere in quantità limitate, mediante processi di produzione temporanei e non industrializzati. Tale tipologia di calcestruzzo deve essere prodotta sotto la diretta vigilanza del direttore dei lavori il quale deve accertare la qualificazione iniziale delle miscele o meglio la resistenza caratteristica per ciascuna miscela omogenea di conglomerato.

Controlli di accettazione in cantiere

Il controllo di accettazione in cantiere da parte della D.L. va eseguito su miscele omogenee e, in funzione del quantitativo di calcestruzzo in accettazione, può essere:

  • di tipo A
  • di tipo B

Sia per i prelievi di tipo A che di tipo B il Direttore dei Lavori dovrà:

  • redigere apposito verbale di prelievo (si riporta un esempio di verbale di prelievo in formato ODT e PDF)
  • fornire indicazioni circa le corrette modalità di prelievo e di conservazione dei campioni in cantiere, fino alla consegna al laboratorio incaricato delle prove;
  • identificare i provini mediante sigle, etichettature indelebili, etc.;
  • apporre sulla domanda di prove al laboratorio la propria firma ed il proprio timbro facendo riferimento agli estremi del verbale di prelievo relativo; in assenza di firma e timbro del Direttore Lavori sulla richiesta di prove il laboratorio è obbligato ad emettere, in luogo del Certificato, un documento similare denominato “Rapporto di prova” che non sarà efficace ai fini del controllo di accettazione.

Ciascun prelievo consiste nella realizzazione di due campioni. Poiché, come vedremo di seguito, il numero minimo di prelievo da effettuare è tre, in accordo con il par. 11.2.5 della circolare applicativa delle NTC08, nel caso il numero dei campioni di calcestruzzo consegnati sia inferiore a 6, i Laboratori di Prova apporranno sul certificato di prova la seguente nota: “SI SEGNALA AL DIRETTORE DEI LAVORI CHE IL NUMERO DEI CAMPIONI PROVATI NON È SUFFICIENTE PER ESEGUIRE IL CONTROLLO DI TIPO A PREVISTO DALLE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI”. Anche in tal caso il documento prodotto sarà inefficace ai fini del controllo di accettazione.

Sui campioni così ottenuti, realizzati e conservati con le modalità che si vedranno a brev, sarà svolta la prova di compressione intorno al ventottesimo giorno di maturazione; è ammessa tutt'al più qualche settimana di ritardo.

Controlli di tipo A

Il controllo di tipo A è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea non maggiore di 300 $m^3$.

Ogni controllo di accettazione di tipo A è rappresentato da tre prelievi, ciascuno dei quali eseguito su un massimo di 100 $m^3$ di getto di miscela omogenea. Risulta quindi un controllo di accettazione ogni 300 $m^3$ massimo di getto. Per ogni giorno di getto va comunque effettuato almeno un prelievo. Nelle costruzioni con meno di 100 $m^3$ di getto di miscela omogenea, fermo restando l’obbligo di almeno 3 prelievi e del rispetto delle limitazioni di cui sopra, è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero.

Assunti

  • $R_{ck}$ la resistenza caratteristica su provino cubico prescritta dal progettista
  • $R_m$ la resistenza media dei prelievi;
  • $R_1 = \min \limits_{i=1}^{n} R_{i}$ il minore valore di resistenza dei prelievi;

dovranno essere rispettate le condizioni:

  • $R_1 \ge R_{ck} - 3,5 N/mm^2$
  • $R_m \ge R_{ck} + 3,5 N/mm^2$

Ricapitolando:

  1. Edifici con miscela omogenea compresa tra 100 e 300 $m^3$: 3 prelievi (6 cubetti di calcestruzzo), ogni 100 $m^3$ (per 300 $m^3$: 2 cubetti x 3 = 6 cubetti). Per ogni giorno di getto va comunque effettuato un prelievo; quindi il numero totale dei prelievi sarà almeno pari al numero di giorni in cui sono stati effettuati i getti
  2. Edifici con meno di 100 $m^3$ di miscela omogenea: bastano solo n. 3 prelievi (6 cubetti di calcestruzzo) e non è

obbligatorio il prelievo giornaliero

  1. Edifici con miscela omogenea compresa tra 300 e 1500 $m^3$: un controllo ogni 300 $m^3$ massimo di miscela (ad esempio per 900 $m^3$ di getto vanno effettuati 3 controlli, ovvero 3×6 = 18 cubetti). Anche in questo caso è obbligatorio il prelievo giornaliero.

Controlli di tipo B

Nella realizzazione di opere strutturali che richiedano l’impiego di più di 1500 $m^3$ di miscela omogenea è obbligatorio il controllo di accettazione di tipo B, definito anche di tipo statistico. Il controllo è riferito ad una definita miscela omogenea e va eseguito con frequenza non minore di un controllo ogni 1500 $m^3$ di calcestruzzo. Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un prelievo, e complessivamente almeno 15 prelievi sui 1500 $m^3$.

Se si eseguono controlli statistici accurati, l’interpretazione dei risultati sperimentali può essere svolta con i metodi completi dell’analisi statistica assumendo anche distribuzioni diverse dalla normale.

Assunti

  • $R_{ck}$ la resistenza caratteristica su provino cubico prescritta dal progettista
  • $R_m$ la resistenza media dei prelievi;
  • $R_1 = \min \limits_{i=1}^{n} R_{i}$ il minore valore di resistenza dei prelievi;
  • $\sigma$ lo scarto quadratico medio (solo per controllo di tipo B)
  • ${\sigma}/{R_m}$ il coefficiente di variazione (rapporto tra deviazione standard e valore medio)

dovranno essere verificate le seguenti condizioni:

  • $R_1 \ge R_{ck} - 3,5 N/mm^2$
  • $R_m \ge R_{ck} + 1,4 \sigma$
  • $R_1$ dovrà essere maggiore del valore corrispondente al frattile inferiore all'1% (valutato in base alla legge di distribuzione statistica assunta)
  • se ${\sigma}/{R_m} \ge 0,15$ saranno necessari controlli più accurati, integrati con prove complementari
  • in ogni caso ${\sigma}/{R_m} \le 0,30$

Modalità di esecuzione dei provini

Preparazione

La preparazione dei provini consiste nel sistemare il calcestruzzo in apposite casseforme, di caratteristiche rispondenti a quanto previsto dalla UNI EN 12390-1:2002, assestandolo con opportuni mezzi di costipamento, in modo da ottenere la massima densità realizzabile per l'impasto dato, e curando che i provini di uno stesso impasto risultino omogenei in se stessi e tra di loro.

È necessario, prima di iniziare le operazioni di confezione dei provini, controllare la rispondenza delle casseforme alle prescrizioni della UNI EN 12390-1:2002 assicurandosi in particolare che esse rientrino nelle tolleranze pre­scritte, siano pulite e siano ricoperte, quando la natura del materiale con cui le stesse sono formate lo richieda, con la giusta quantità di disarmante.

È consigliabile confezionare i provini in casseforme metalliche o in resina (con uso di agente disarmante) in grado di assicurare le tolleranze dimensionali prescritte; le casseforme a perdere in polistirolo si deformano facilmente in fase di getto e presentano una finitura superficiale che non assicura sempre il rispetto della planarità delle facce e delle dimensioni richieste.

La forma e le dimensioni dei provini devono corrispondere a quanto prescritto dalla UNI EN 12390-1:2002. Le dimensioni nominali dei provini con diametro massimo dell'inerte di 30 mm sono 150x150x150 mm con tolleranza dell’1% (± 1.5 mm.) rispetto alla faccia rasata e dello 0,5% (± 0,75 mm.) rispetto alle facce casserate.

Qualora il provino non rientri nelle suddette tolleranze il laboratorio non indicherà le dimensioni nominali ma le effettive misure dei lati espresse in millimetri. Se però tali dimensioni sono maggiori o minori del 2% rispetto alle nominali (147 – 153 mm.) il provino è da rettificare o da scartare. Se le dimensioni sono superiori a 153 mm, il provino va rettificato; se inferiori a 147 mm il provino va cappato con spessore non superiore a 5 mm. Pertanto provini con lati inferiori a 142 mm vanno scartati.

Le superfici di prova non devono avere errori di planarità superiori a 0,09 mm. e gli spigoli errori di perpendicolarità superiori a 0,5 mm.

L'assestamento del calcestruzzo nelle casseforme deve essere eseguito preferibilmente mediante vibrazione, preferibilmente mediante l'impiego di una tavola vibrante. Il calcestruzzo va disposto in un unico strato ricaricandolo durante l'operazione per compensare il calo.

A tal proposito i vibratori ad immersione di cantiere sono sproporzionati come potenza e come diametro del pestello rispetto alle dimensioni dei provini e pertanto possono essere eventualmente utilizzati esclusivamente come mezzo di vibrazione esterna.

Scopo fondamentale di un costipamento corretto è realizzare la massima densità possibile per l'impasto dato. Ottenuto il costipamento del calcestruzzo si provvede a rasare con un righello metallico la superficie superiore ed a lisciarla con cazzuola o frattazzo.

I cubetti devono essere identificati mediante sigle, etichettature indelebili, etc.

Stagionatura

La stagionatura comprende tutto l'intervallo di tempo che intercorre dalla realizzazione dei provini all'inizio delle operazioni di prova. I provini vanno lasciati nelle casseforme per almeno 16 ore, ma non oltre 3 giorni, proteggendoli da urti, vibrazioni e disidratazione alla temperatura di 20 ± 5° (oppure 25 ± 5° nei climi caldi). Per il periodo intercorrente tra la confezione e la sformatura la superficie superiore del provino deve essere protetta da essiccamento .

Una volta rimossi dalla cassaforma i provini vanno conservati fino al momento della prova in acqua alla temperatura di 20 ± 2°C oppure in ambiente a 20 ± 2°C ed umidità relativa maggiore o uguale a 95 %.

Controllo della resistenza in opera

Nel caso le prove di accettazione abbiano dato esito negativo, oppure sorgano dubbi sulle caratteristiche del calcestruzzo posato, oppure si renda necessario valutare a posteriori le proprietà di un calcestruzzo già in opera, si può procedere all'esecuzione di prove sia distruttive che non distruttive. Tali prove non devono, in ogni caso, intendersi sostitutive dei controlli di accettazione.

La resistenza del calcestruzzo in opera è in genere inferiore alla resistenza dei prelievi in fase di getto maturati in condizioni di laboratorio (definita come resistenza potenziale). È accettabile un valore medio della resistenza non inferiore all'85% del valore medio definito in fase di progetto (par. 11.2.6 delle NTC08).

Prove di compressione su carote

La prova su carote è un metodo distruttivo che permette di valutare la resistenza a compressione eseguendo in laboratorio prove di compressione su provini cilindrici prelevati in opera con macchine carotatrici.

L'estrazione delle carote deve essere conforme alla UNI EN 12504-1. Vengono prelevate almeno tre carote con diametri tra 100 e 150 mm ed un rapporto fra altezza e diametro compreso tra 1 e 2.

Prova sclerometrica

La prova sclerometrica è una proova non distruttiva.

Il punto 12.4 delle “Linee Guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive” (Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei LL.PP. – febbraio 2008) fornisce indicazioni di dettaglio sulle modalità di esecuzione della prova.

La prova viene effettuata direttamente sulla superficie in cls (è necessario rimuovere intonaci e/o rivestimenti vari), in zona con basso presenza di armature (una prova pacometrica preventiva può essere utile a riguardo). Inoltre l'area deve essere priva di difetti superficiali (nidi di ghiaia, forti porosità, forti irregolarità etc).

Prima della misurazione si effettua la pulizia della superficie utilizzando di norma una spazzola abrasiva o una mola.

Successivamente si disegna sulla superficie da saggiare, con una matita, una griglia regolare costituita da non meno di 10 punti (di norma 12 = 4×3), distanti 20 ÷ 50 mm (di norma 30 mm) tra loro. In corrispondenza di questi punti si effettuano le battute e si segnano i singoli indici di rimbalzo $I_i$. Le battute non vanno assolutamente sovrapposte.

Per ogni serie di misurazioni normalmente si scartano i due valori maggiori e si mediano i rimanenti ottenendo così l’indice di rimbalzo medio $I_m$. I risultati delle prove possono considerarsi accettabili quando almeno l’80% degli indici di rimbalzo $I_i$ si discosta da $I_m$ per meno di 6 unità, altrimenti deve essere scartata l'intera serie di misure e la prova va ripetuta in una zona adiacente.

Tabelle fornite dal produttore permettono di correlare l'indice di rimbalzo medio $I_m$ alla resistenza media del calcestruzzo.

Inclinazione dello sclerometro rispetto all'orizzontale

L'inclinazione dello sclerometro rispetto all'orizzontale influisce, a parità di resistenza del calcestruzzo, sull'indice di rimbalzo. Perciò, nel caso la prova non sia eseguita su superfici verticali, è necessario usare tabelle di correlazione che tengano conto dell'angolo di inclinazione dello sclerometro rispetto all'orizzontale.

Carbonatazione

La carbonatazione del calcestruzzo influisce sui risultati forniti dalla prova: a parità di resistenza, un calcestruzzo carbonatato produrrà indici di rimbalzo maggiori ad un calcestruzzo non carbonatato.

Abbiamo allora due possibilità:

  • assicurarsi che la superficie su cui stiamo eseguendo la prova non è carbonatata; a tale scopo possiamo usare della fenolftaleina che, a contatto con il cls carbonatato assume un caratteristico colore viola;
  • correggere le correlazioni tra indice di rimbalzo e resistenza media del calcestruzzo; a tal proposito sono disponibili in letteratura tabelle che forniscono la suddetta correlazione in funzione della profondità di carbonatazione del calcestruzzo (da valutarsi a sua volta secondo UNI 9944:1992). Si riporta di seguito uno stralcio di una delle suddette tabelle (tratta da JGJ / T 23-2001, J 155-2001, Technical specification for inspection of concrete compressive strength by rebound method, 2001)
$I_m$ $R_{cm}$
$d_{m} (mm)$
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 ≥ 6.0
20.0 10.3 10.1 - - - - - - - - - - -
20.2 10.5 10.3 10.0 - - - - - - - - - -
20.4 10.7 10.5 10.2 - - - - - - - - - -
20.6 11.0 10.8 10.4 10.1 - - - - - - - - -
20.8 11.2 11.0 10.6 10.3 - - - - - - - - -
21.0 11.4 11.2 10.8 10.5 10.0 - - - - - - - -
21.2 11.6 11.4 11.0 10.7 10.2 - - - - - - - -
21.4 11.8 11.6 11.2 10.9 10.4 10.0 - - - - - - -
21.6 12.0 11.8 11.4 11.0 10.6 10.2 - - - - - - -
30.0 23.3 22.6 21.9 21.0 20.0 19.3 18.6 17.9 17.4 16.8 16.4 15.4 14.7
40.0 41.6 39.9 38.3 36.2 34.5 33.3 31.7 30.8 30.0 28.4 27.0 25.8 25.0
44.2 50.8 48.8 46.7 44.2 41.7 40.1 38.6 37.6 36.6 34.5 33.0 31.5 30.5
44.4 51.3 49.2 47.2 44.6 42.1 40.5 39.0 38.0 36.9 34.9 33.3 31.8 30.8
44.8 52.2 50.1 48.0 45.4 42.8 41.2 39.7 38.6 37.6 35.5 33.9 32.4 31.3
45.0 52.7 50.6 48.5 45.8 43.2 41.6 40.1 39.0 37.9 35.8 34.3 32.7 31.6

Elaborazione delle misure

I controlli sulle prove in opera vengono svolti sui valori medi delle resistenze. E' necessario quindi trasformare i valori caratteristici di progetto $R_{ck}$ in valori medi $R_{cm}$. Per farlo si sfruttano le correlazioni riportate nella UNI EN 1992-1-1

$$R_{cm} = \frac{f_{cm}}{0,83} = \frac{f_{ck} + 8 } {0,83} = R_{ck} + \frac{8}{0,83}$$

Se $R_{cm,opera} \ge 0,85 R_{cm}$ (par. 11.2.6 delle NTC08) il calcestruzzo utilizzato è compatibile con il calcestruzzo previsto in progetto.


tecnica_costruzioni/direzione_lavori/controlli_calcestruzzo.txt · Ultima modifica: 2017/05/24 11:16 da mickele

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