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Sezione dedicata a leggi, normative e modulistica (Comprese le nostre "condizioni generali di fornitura") relative al settore delle costruzioni.
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degli impianti di produzione del gruppo COBETON S.R.L.
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Il calcestruzzo

Oggi il materiale da costruzione pių comunemente impiegato č il calcestruzzo...
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La storia di COBETON

Dal 1920 ad'oggi!
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Calcestruzzo ---------------------------------------- Il Calcestruzzo secondo Wikipedia

Storia, dati tecnici e specifiche

Oggi il materiale da costruzione più comunemente impiegato è il calcestruzzo, con una produzione mondiale stimata in oltre 4 miliardi di tonnellate annue. In Italia, uno dei principali utilizzatori, si raggiunge un consumo pro capite di due metri cubi all'anno. Successo questo, determinato non solo dalla notevole resistenza meccanica, per quanto inferiore a quella dell'acciaio, ma soprattutto dalla possibilità che esso offre di essere facilmente modellato senza pressoché alcuna limitazione di forma e dimensioni delle strutture realizzabili e di condizioni ambientali di utilizzo.

Il calcestruzzo, inoltre, è facilmente reperibile e rimane, se correttamente utilizzato, fra i materiali da costruzione più economici.
In futuro questo materiale troverà ulteriori ambiti di applicazione, in virtù delle caratteristiche di resistenza e di durabilità oggi raggiunte dai moderni calcestruzzi, qualità impensabili fino a pochi anni or sono.

Occorre, d'altro canto, considerare accuratamente un elemento di criticità che ogni esperto del settore ben conosce. Il calcestruzzo, infatti, materiale composito formato da inerti (ghiaie e sabbie), un legante (cemento), ed acqua, anche a parità di qualità di questi costituenti, fornirà in un caso, una volta posto in opera, risultati conformi se non superiori a quanto desiderato, così come potrà dare risultati pessimi e conseguenti pesanti oneri di manutenzione o rifacimento.

Per ottenere i migliori risultati il calcestruzzo, ad esempio, deve essere impiegato nel più breve tempo possibile a partire dal momento della sua preparazione, utilizzando le macchine e le attrezzature più adatte a ciascun tipo di getto, adottando modalità di posa in opera che assicurino la massima compattazione del materiale e consentendo un adeguato periodo di stagionatura del getto realizzato, il quale necessita, inizialmente, di determinate attenzioni, molto importanti agli effetti delle prestazioni che esso è tenuto a garantire.

Ancora più importante è il momento di produzione del calcestruzzo stesso: i suoi costituenti devono essere dosati con la massima precisione, in modo da ripetere esattamente le formulazioni appositamente studiate e sperimentate per i diversi requisiti ed impieghi possibili. Anche piccoli scostamenti dai parametri stabiliti possono determinare la non idoneità del prodotto. E' inoltre fondamentale controllare sistematicamente e quotidianamente la qualità e le caratteristiche dei materiali impiegati, così come l'efficienza di macchine, impianti e strumenti di misura, che costituiscono un complesso ma indispensabile assieme di risorse indispensabile ad assicurare la qualità di un prodotto così apparentemente semplice per composizione quanto delicato per modalità di confezione e posa in opera e che risulta, soprattutto, impossibile da controllare al momento dell'utilizzo.



La storia:


L'impiego del calcestruzzo ha origini antiche. La scoperta e l'utilizzo dei diversi leganti, mediante i quali la preparazione di calcestruzzi è resa possibile, viene fatta risalire già all'età paleolitica, con importanti momenti di sviluppo di materiali e tecniche ad opera di Fenici ed Egizi.

E' però in epoca romana che si registra la più marcata evoluzione delle conoscenze sui leganti idraulici e sulle tecniche di impiego del calcestruzzo. A partire dal 300 a.C. l'utilizzo del calcestruzzo trova grande diffusione, con la realizzazione delle molte grandiose opere che tutti conosciamo.

Le scoperte, le modalità di lavorazione e di applicazione, così accuratamente documentate negli scritti di Vitruvio, dimostrano che già in quest'epoca il calcestruzzo assume, per caratteristiche dei materiali costituenti e campi di applicazione, connotati assai prossimi a quelli dei materiali moderni.

Ancora ai Romani si deve l'origine stessa della parola calcestruzzo, derivata
da "calcis structio", con il quale si indicava una struttura a base di calce.

A distanza di duemila anni la grande resistenza dei calcestruzzi romani opera ancora tenacemente, e queste costruzioni evidenziano uno stato di conservazione che tante altre opere, anche molto più recenti, difficilmente potranno uguagliare.



Area tecnica:


L'impiego tradizionalmente più importante del calcestruzzo è quello strutturale, nel quale dunque
lo scopo principale è quello di ottenere elevate resistenze meccaniche.

Tuttavia oggi, il calcestruzzo è chiamato sempre più spesso a svolgere una funzione estetica,
in parte per ragioni architettoniche ed in parte per ragioni e conomiche.

Un getto eseguito a dovere, per essere resistente deve ache presentarsi compatto ed uniforme,
pertanto anche il suo aspetto superficiale deve essere soddisfacente.

Il problema tuttavia non è così semplice, infatti un calcestruzzo da lasciare a vista pone
delle difficoltà supplementari, rispetto ad altri.

Una prima classificazione di massima è quella che distingue i getti senza interventi
successivi al disarmo da quelli che subiscono vari trattamenti dopo la sformatura:

1 - Superfici senza trattamento: lisce, sagomate, disegnate.
2 - Superfici trattate: spazzolate, graffiate, sabbiate, bocciardate, scalpellinate, martellinate.

Quando un getto deve rimanere in vista, la cassaforma assume un ruolo importante,
perchè ovviamente influisce sull'aspetto finale della superfice.



Di seguito descriveremo brevemente i vari tipo di casseforme usati nel passato o ancora in uso:

CASSEFORMA

DESCRIZIONE

PREGI

DIFETTI

LEGNO
GREZZO

Abitualmente vengono utilizzate tavole di abete e pino a superfice ruvida, opportunamente stagionate per evitare che si deformino durante l'uso.
E' buona norma baganre abbondantemente le tavole prima del getto e trattarle poi con un diarmante

Basso costo.

• L'esposizione alla luce del solare può provocare l'ingiallimento del legno con conseguenti macchie sul getto.
• In corrispondenza dei nodi oppure per il diverso assorbimento delle tavole inoltre è possibile la formazione di macchie o variazioni di colore.
• Con l'uso le caratteristiche delle tavole si alterano, impermeabilizzandosi progressivamente; il numero dei rimpieghi dunque deve essere limitato e mai devono essere utilizzate tavole nuove e vecchie insieme.

LEGNO LAVORATO

Si impiega generalmente un legno duro, in tavole trattate in superfice e rifinite ai bordi per gli accoppiamenti.
Il trattamento in superficie può essere la piallatura oppure la sabbiatura e la bagnatura con soluzione ammoniacale per mettere in evidenza le venature del legno.

Basso costo

I medesimi descritti per il legno grezzo.

COMPENSATO

Può essere utilizzato in due tipologie:
• Fogli di ridotto spessore, come rivestimento di casseforme di altro tipo.
• Pannelli a spessore maggiore, (incollaggio a pressione di alcuni fogli), come vera e propria cassaforma sebbene talvolta necessitino di rinforzi.

I pannelli di compensato consentono ottime finiture superficiali e possono essere reimpiegati più volte.
A questi pannelli è possibile applicare inoltre uno strato di rivestimento in resine sintetiche, ottenendo così superfici perfettamente lisce

I fogli singoli frequentemente, a causa dell'assorbimento dell'acqua, si rigonfiano e perdono l'impiallacciatura; come per le tavole dunque vi possono essere variazioni di tonalità e macchie.

ACCIAIO

Sono prodotte con lastre di acciaio a contatto con il getto, montate su strutture a barre incrociate per irrobustirne la strutture senza appesantirla eccessivamente

Queste casseforme sono molto resistenti e perciò possono essere riutilizzate per lungo tempo.
Con esse si possono effettuare getti anche di grandi dimensioni e di elementi prefabbricati.
Sopportano bene le sollecitazioni trasmesse dalle vibrazioni del getto e con adatti accorgimenti possono essere riscldate per una maturazione accellerata dei getti
L'acciaio essendo impermeabile ed indeformabile produce superfici lisce ed omogenee.

La loro manutenzione deve essere accurata, altrimenti eventuali ossidazioni potrebbero essere la causa di fastidiose macchie sui getti
Le superfici dei getti presentano l'inconveniente delle bolle d'aria e di variazioni di colore dovute a cause diverse.

MATERIALI PLASTICI

Sono realizzate tramite stampaggio su modelli forniti dai progettisti, in materiali termoplastici (polistirolo, polistirene, ecc.) oppure termoindurenti (resine).
Tali materiali talvolta possono essere rinforzati con fibre di vetro ottenendo casseforme molto resistenti.

Queste casseforme si prestano all'ottenimento di getti particolarmente levigati, anche con forme molto complicate.

I getti eseguiti con questa tipologia di casseforme tendono a screpolarsi in superfice.

CALCESTRUZZO

Le casseforme in calcestruzzo, come pure quelle in gesso, trovano una applicazione limitata in alcuni casi particolari, come la produzione di manufatti speciali in piccole quantità.
Spesso si utilizza un piano di getto in calcestruzzo, completando la cassaforma con sponde metalliche o in legno.

Elevata durata nel tempo.

Limitata possibilità di utilizzo nella noramle pratica di getto in cantiere.



Oltre alle casseforme Vi sono ovviamente numerose altre variabili da tenere in considerazione per una buona riuscita del getto quali:

I disarmanti: Vengono utilizzati per facilitare il distacco del getto dalla cassaforma e possono avere diversa natura.
Quelli tradizionali sono olii di origine animale, minerale o vegetale applicati sulla forma a spruzzo o a spazzola; è bene ricordare che lo strato di disrmante deve essere il più omogeneo possibile per evitare la formazione di macchie da assorbimento del prodotto.
Alcuni prodotti si presentano in pasta o in cera a base di paraffina per il calcestruzzi bianchi. Infine, qualora il calcestruzzo venga stagionato a elevate temperature è bene che il diarmante sopporti il trattamento termico.

• I giunti: Essendo gli elementi che permettono l'assemblamento della casseforme e potendo
dar origine ad difetti visibili, debbono essere realizzati con cura.
Nel caso di materiali impermeabili vengono utilizzati nastri di schiuma plastica applicati ai bordi dei casseri; nel caso del legno i giunti fra le tavole devono combaciare perfettamente.
I giunti infine possono essere evidenziati in modo da divenire elementi architettonici seguendo vari procedimenti: Giunti "EVIDENZIATI, "ARRETRATI" o "A SBALZO".

• Le legature: Servono a mantenere l'allineamento delle casseforme. Solitamente metalliche (fil di ferro) sono spesso causa di difetti in quanto, affiorando sulla superfice e ossidandosi, macchiano il calcestruzzo.
Per ovviare a tale inconveniente è possibile utilizzare guaine in plastica in cui inserire il ferro per le legature che, a presa a vvenuta, può essere facilmente estratto

• I distanziaori: Mantengono l'armatura in posizione, ad una certa distanza dalla cassaforma evitando fenomeni di trasparenza o di affioramento dei ferri.
I distanziatori vengono realizzati con vari materiali e con forme diverse: tasselli o assicelle in legno, listelli di legno con estremità in calcestruzzo, listelli di calcestruzzo o elementi in plastica.
I distanziatori possono provocare difetti, debbono pertanto avere una superfice molto ridotta a contatto con la cassaforma. E' preferibile utilizzare distanziatori in malta di cemento specie se la superfice deve essere successivamente trattata.

 

La durabilità delle opere in cemento armato:


Il calcestruzzo è un materiale artificiale, che riproduce le caratteristiche di una pietra naturale, spesso migliorandole, è pertanto un metriale durevole, capace cioè di conservare a lungo nel tempo le proprie carateristiche iniziali.
Il cemento armato accoppia alle prestazioni del calcestruzzo quelle delle barre metalliche, protette dallo stasso calcestruzzo dall'ossidazione; aumentando così le prerogative di resistenza e durabilità dell'opera finita.
Tuttavia in questi ultimi anni si sono verificati numerosi fenomeni di degrado delle opere in calcestruzzo dovute a numerosi fattori quali l'evoluzione delle strutture architettoniche, i settori di impiego e l'aumento dell'inquinamento ambientale.
Vediamo innanzitutto quali possono essere le cause che determinano una degradazione del calcestruzzo, la quale può essere causata da azioni esterne, come riportato dalla tabella seguente, ma può altresi essere favorita ed accellerata da fattori intrinsechi di debolezza derivanti da materiali inadeguati o non correttamente utilizzati.


CAUSE CHIMICHE:

CAUSE FISICO MECCANICHE:

CAUSE FISICO
ELETTROCHIMICHE / ALTRE:

• Presenza di componenti agressivi nel sottosuolo e nelle acque sotterranee e pivane
• Agressivi chimici nell'aria che circonda la struttura
• Liquidi o prodotti chimici agressivi stoccati o applicati alla struttura (Es. sali disgelanti)
• Formazione di composti agressivi per azione batterica

• Alternanza gelo disgelo
• Shock termico dovuto ad elevati sbalzi di temperatura
• Azione di abrasione ed urto da parte di corpi duri
• Erosione delle strutture da sabbia onde e vento
• Acqua a forte velocità
• Sollecitazioni troppo elevate

• Corrosione dell'armatura metallica a causa della carbonatazione, della presenza di cloruri e di correnti


• Errori di progetto
• Modifiche di destinazione dell'opera
• Eventi violenti: Terremoti, incendi, ecc.



A Seconda dell'entità dei fenomeni agressivi subiti, l'alterazione di un'opera di calcestruzzo può interessare: soltanto la parte superficiale, tarducendosi quindi in un problema estetico; oppure la massa stessa in profondità, comportando quindi anche problemi di solidità dell'opera.



TIPOLOGIE DI DEGRADO

ALTERAZIONI SUPERFICIALI:

EFFETTO SULL'OPERA

CAUSE

Perdita dell'omogeneità del colore

• Assorbimento di sostanze estranee dell'atmosfera: polvere ed inquinanti vari.
• Deposito di sali in superfice.
• Flusso in superfice di sostanze estranee.

Fessurazioni più o meno estese

• Fessurzioni di assestamento e ritiro in fase plastica.
• Fessure da carbonatazione
• Fessure da movimento termico
• Fessure da ritiro igromagnetico

Scheggiature, scrostamenti o sfaldamenti della superfice

• Azioni gelo-disgelo, con eventuale aggiunta di sali disgelanti
• Azione espansiva a seguito di ossidazione dell'armatura metallica

ALTERAZIONI PROFONDE:

EFFETTO SULL'OPERA

CAUSE

Fessurazioni strutturali

• Errori di progetto
• Errori di esecuzione
• Eccesso di carichi
• Cedimento supporti
• Fenomeni imprevisti come urti, esplosioni, ecc.

Disgregazione per espansione solfatica

• Reazione alcalina dell'aggregato.
• Shock termico
• Dilavamento da acque pure

Aggravamento fenomeni superficiali

• Mancato intervento tempestivo
• Errati interventi di ripristino



Anche in questo caso vale il principio generale secondo cui è meglio prevenire che curare. Il problema della durabilità dell'opera dunque va affrontato nella fase di concezione e realizzazione dell'opera

Si tratterà in sostanza di adottare provvedimenti per ottimizzare la qualità del risultato, provvedimenti che conivolgendo le competenze professionali di progettisti tecnologi e costruttori , in pratica richiamano tutte le regole già note per una corretta prassi esecutiva

Non volendo entrare nel merito ci limitiamo a ricordare alcuni aspetti del problema particolarmente influenti sulle caratteristiche di durabilità delle opere. E' bene sottolineare infine che tali accorgimenti se pur talvolta economicamente più gravosi si traducono in una dilazione e riduzione nel tempo degli interventi di restauro e quindi dei costi "post-costruzione".

PROVVEDIMENTI PER MIGLIORARE LA DURABILITA'

ASPETTI PROGETTUALI

ASPETTI TECNOLOGICI

ASPETTI ESECUTIVI

Forma delle strutture
• Nelle strutture particolarmete esposte (es. ponti) sono da evitare le forme geometriche che, presentando a parità di volume maggiore superfice, sono più facilmente aggredibili
• Evitare siperfici perfettamente orizzontali in quanto facilitano il ristagno dell'acqua (veicolo preferenziale per i meccaniscmi di attacco). L'acqua inoltre trasporta lo sporco lungo le pareti verticali, macchiandole; andrebbe dunque incanalta con drenaggi gocciolatoi e bocchettoni di scarico
• Le superfici verticali in vista sono soggette ad invecchimaneo e variazioni di colore, è preferibile quindi evitare grandi superfici interrompendole con striature od altro

Dimensionamento delle strutture
• Calcoli appropriati relativi alle dimensioni eviteranno la comparsa di fessurazioni troppo ampie, specialmente ad opera di cedimenti differenziali, variazioni termiche e concentrazione di tensioni
• Nelle strutture a grande sviluppo orizzontale come i ponti è bene ridurre al minimo le discontinuità com i giunti di dilatazioni adottando quinidi assetti struturali iperstatici
• La disposizione delle barre deve essere tale da permettere il passaggio di tutto l'impasto, fondamentale inltre eè che tutte le barre siano coperte da uno strato adeguato di calcestruzzo,
IL COPRIFERRO il cui spessore deve aumenta al crescere dei rischi di agressione.

Ovviamente dovranno essere applicate tutte le conoscenze tecnologiche per ottenere il migliore calcestruzzo possibile. L'obiettivo principale ai fini della durabilità è quello di ottenere un impasto compatto ed impermeabile all'acqua e ai gas. Occorre dunque ridurre al minimo la porosità della massa, riducendo al limite l'acqua.

Rapporto acqua cemento basso
dunque, con eventuale additivo superfluidificante e contenuto cemento sopra i limiti minimi.

Particolare attenzione inoltre va prestata alla scelta dei materiali componenti:
• CEMENTO: Con elevata resistenza chimica oltre che meccanica.
• AGGREGATI: Non porosi e quindi non gelivi, non reattivi agli alcali, puliti e non contenenti cloruri e solfati
• ACQUA: Non contenente prodotti dannosi.
• ADDITIVI: Assenti da componenti nocivi.
• ARMATURA: Resistente alla corrosione o protetta da rivestimenti.

L'esecuzione dell'opera deve essere realizzata ovviamente in modo da evitare difetti nell'opera finita, usando tra l'altro le seguenti precauzioni:
• Assicurarsi che le casseforme siano rigide e le armature saldamente fissate.
• I getti vanno effettuati in condizioni climatiche non estreme (caldo eccessivo o pericolo di gelo).
• Evitare per quanto possibile le riprese di getto, ed in ogni caso non effettuarle in zone critiche della struttura
• I getti debbono essere stagionati in ambiente umido per un tempo sufficiente all'indurimento della massa.
• L'iniezione dei cavi di precompressionedeve essere completa, tale da riempire tutte le cavità ed assicurare l'avvolgimento dei cavi stessi, con boiacche consistenti.
• Nelle zone tese non si deve ricorrere alla semplice sovrapposizione delle barre, e se necessaria una giunzione, adottare manicotti a pressione.

 



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