La segregazione del calcestruzzo armato e i suoi effetti

La segregazione del calcestruzzo è la  separazione dei componenti che genera i cosiddetti vespai o nidi di ghiaia e che può succedere per vari motivi quando si vanno a disarmare le casseforme dei getti di calcestruzzo a vista. Ma vediamo meglio nel dettaglio cosa significa segregazione del calcestruzzo e quali conseguenze comporta.

Segregazione del calcestruzzo (foto di Pellissier JP - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Il calcestruzzo a vista e il disarmo delle opere
   
• Tempi minimi di disarmo
  
2. Provvedimenti da adottare nella realizzazione delle opere
   
3. Cos'è la segregazione del calcestruzzo
4. Quali sono le cause della segregazione del calcestruzzo
5. Altre cause che concorrono a formare i nidi di ghiaia
6. Quali sono i pericoli della segregazione del calcestruzzo
7. Conclusioni
   

 

Il calcestruzzo a vista e il disarmo delle opere

Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più utilizzato in assoluto ed è una miscela composta da acqua, sabbia, cemento, aggregati e un'armatura metallica. Una tecnica che consente di ottenere caratteristiche superficiali molto interessanti è quella del calcestruzzo a vista, che comporta un vantaggio importante dovuto all'abolizione dell'intonaco di finitura e consente di sfruttare l'aspetto dei getti per ottenere effetti particolari che ben si prestano con alcuni tipi di ambienti. Come svantaggio i calcestruzzi a vista hanno bisogno di una cura maggiore nelle varie operazioni di confezionamento e di getto e soprattutto nella costruzione delle casseforme. 

Il disarmo invece è l'operazione che prevede la rimozione delle casserature che hanno contenuto il getto di calcestruzzo durante tutta la fase di maturazione. Una tecnica che viene in genere usata per la realizzazione di edifici industriali è quella di accelerare la maturazione del calcestruzzo con addittivi cari per ridurre i tempi minimi di disarmo, anche se questo comporta un aggravio di spesa.

Tempi minimi di disarmo

In assenza di specifici accorgimenti della resistenza del conglomerato, e in normali condizioni esecutive ed ambientali di maturazione, è consigliabile osservare i tempi minimi di disarmo indicati nella tabella sottostante.

Tipi di elementi strutturali	Calcestruzzo di cemento con resistenza iniziale ordinaria (giorni)	Calcestruzzo di cemento a elevata resistenza iniziale (giorni)
Sponde di casseri di travi e pilastri	3	2
Casserature di solette di luce modesta	10	4
Puntelli e centine di travi, archi e volte, etc.	24	12
Elementi strutturali a sbalzo	28	14

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Provvedimenti da adottare nella realizzazione delle opere

Per garantire la durata delle opere e dei manufatti di calcestruzzo armato bisogna attenersi ad apposite norme e provvedimenti da adottare in sede di progetto ed esecuzione delle opere per evitare e ridurre eventuali degradi come la segregazione del calcestruzzo.

I provvedimenti da adottare in fase di progettazione esecutiva e realizzazione delle opere in calcestruzzo armato riguardano i seguenti punti:

• la scelta dei materiali costituenti, che devono essere idonei ad evitare la corrosione delle armature causatada eventuali sostanze dannose in essi contenute;
• la miscelazione, il getto e la compattazione, che garantiscano un calcestruzzo con struttura compatta, senza segregazioni, in grado di formare un denso ricopriment delle armature metalliche;
• la stagionatura (o maturazione) del getto, che deve contribuire adeguatamente al raggiungimento delle caratteristiche previste per il calcestruzzo;
• la composizione dell'impasto, al fine di ottenere un calcestruzzo che, oltre a essere dotato delle caratteristiche prescritte, resista alle azioni esterne derivanti dall'ambiente , dalle precipitazioni e dal contatto con gas, liquidi e suoli aggressivi.
  

 

Cos' la segregazione del calcestruzzo

Per segregazione del calcestruzzo si intende la separazione dei componenti che costituiscono il materiale stesso e questa avviene di solito durante il disarmo delle opere. Il risultato è quello di trovarsi un vespaio o un nido di ghiaia, ovvero delle zone localizzate dove sono evidenti dei "grumi" di materiale ghiaioso. Il problema che apparentemente potrebbe sembrare solamente estetico a volte potrebbe compromettere anche le caratteristiche del manufatot stesso. Come anticipato parliamo in questo caso di getti di calcestruzzo a vista quindi normalmente quando si verifica la segregazione del calcestruzzo si procede con una rasatura per appianare il danno estetico. In genere i nidi di ghiaia si formano alla base delle murature e dei pilastri oppure negli spigoli.

Quali sono le cause delle segregazione del calcestruzzo

La causa principale potrebbe risiedere solamente nella miscela del calcestruzzo; in parte è così ma spesso a incidere sono anche le fasci di miscelazione, l'esecuzione del getto e la compattazione dello stesso a incidere sul risultato finale.

Il calcestruzzo non è un materiale naturale ma artificiale, è un materiale composito formato mescolando e miscelando più materiali in modo da formare un impasto omogeneo. Molto importanti sono il tipo, la quantità e la granulometria del pietrischetto e anche il rapporto a/c (rapporto acqua/cemento) a determinare poi la formazione dei nidi di ghiaia. Il calcestruzzo poi è soggetto al fenomeno del "balling" ovvero al fenomeno che porta alla formazione di palle o grumi ben visibili. Sostanzialmente si tendono a formare delle bolle con un rivestimento esterno (guscio) di calcestruzzo duro e all'interno materiale incoerente di sabbia umida. La formazione di queste bolle non permettono al getto di fluire in maniera omogenea e anche se non sono direttamente responsabili concorrono alla disgregazione e separazione dei materiali.

Altre cause che concorrono a formare i nidi di ghiaia

Ci sono altre cause che possono portare alla separazione dei componenti e quindi alla segregazione del calcestruzzo, come ad esempio:

• Lavorabilità del calcestruzzo e cattive abitudini: ci sono diversi tipi di calcestruzzi (normali,fluidi, superfluidi, autocompattanti, etc.). I calcestruzzi fluidi tipo S4, S5 o SCC sono fatti per essere lavorati con poca fatica pur mantenedo omogeneità e coesività. Purtroppo in cantiere molte volte si usano calcestruzzi normali (più economici) e poi si aggiunge acqua all'impasto in cantiere per correggere la consistenza e renderlo più lavorabile. Modificare il rapporto dell'acqua in questo modo è certamente causa di segregazione;
• La scelta del diametro massiimo degli aggregati: gli aggregati sono una componente essenziale dell'impasto che forma il calcestruzzo e per evitare fenomenti di segregazione è opportuno usarediametri piccoli degli aggregati; più fitta è l'armatura metallica e più fini dovranno essere gli aggregati per evitare che si incastrino tra il reticolo delle armature;
• Copriferro di spessore ridotto e accumulo di ferri d'armatura nello stesso punto;
• Posa in opera eseguita con difetto o eccesso di vibrazione: la costipazione all'interno delle casseforme è un lavoro che deve essere fatto con perizia e attenzione. Ci sono alcuni tipi di calcestruzzo che necessitano di vibrazione dopo il getto altri no, andare a vibrare un calcestruzzo che non richiede vibrazione (come ad esempio un SCC) o nerichiedono poca (ad esempio un calcestruzzo S5) andrebbe certamente a provocare una segregazione del calcestruzzo.

 

Quali sono i pericoli della segregazione del calcestruzzo

Al contrario di quanto si pensi la swegregazione del calcestruzzo non provoca soltanto un danno estetico al manufatto ma di fatto genera danni ben più gravi.

Per comincialre la formazione dei nidi di ghiaia è un punto debole della struttura dove possono annidarsi agenti aggressivi trasportati dall'aria o dall'acqua. Se è un calcestuzzo con esposizione ambientale il rischio è di comprometterne le sue caratteristiche meccaniche e fisiche. Un altro rischio è quello che i ferri di armatura restino scoperti con una corrosione rapida e veloce. Inoltre si viene a creare un punto debole dal punto di vista strutturale in quanto la struttura viene esposta a sollecitazioni meccaniche non previste in fase progettuale. 

Conclusioni

Per cocnludere come abbiamo visto la segregazione del calcestruzzo è una cosa importante e certamente da non sottovalutare. La fase di progettazione ed esecuzione a regola d'arte sono fondamentali per evitare che si formino i vespai o nidi di ghiaia che, come abbiamo visto, possono compromettere anche in maniera grave la struttura provocando un ammaloramento rapido e una difettosità accentuata. La soluzione non è quella di rattoppare con una rasatura fatta con malta cementizia ma sta alla base.

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