Calcestruzzo: tipologie, classi, additivi e prove

• Calcestruzzi “normali”: utilizzati comunemento in edilizia e ottenuti da un impasto omogeneo di cemento, aggregati come sabbia con varia granulometria, acqua ed eventuali additivi che conferiscono particolari caratteristiche tecniche. A maturazione avvenuta, acquista una notevole resistenza agli sforzi di compressione;
• CLS “leggeri”: così chiamati perchè nell’impasto, al posto dei classici aggreganti, si usano aggreganti più leggeri come l’argilla espansa, la vermiculite o la perlite. In questo modo il materiale “pesa” meno pur mantenendo intatta la sua resistenza. Questo fattore lo rende adatto nei lavori di ristrutturazione poiché non grava troppo sulle strutture portanti esistenti. Oltre a richiedere mezzi e attrezzature di minor portata per le operazioni di trasporto e sollevamento in cantiere, offre notevoli vantaggi in termini di isolamento termico/acustico e una buona resistenza al fuoco;
• Calcestruzzi cellulari: vengono utilizzati particolari aggreganti che, al momento dell’indurimento dell’impasto, liberano dei gas che formano delle bolle. Queste, scoppiando, formano dei piccoli buchi che conferiscono leggerezza e facilità di lavorazione al materiale (approfondiamo qui l’argomento);
• Calcestruzzi alveolari: in questo caso, gli aggreganti sono privi di granulometrie. Pratici da utilizzare, hanno il grosso svantaggio che la loro massa volumica e anche la loro resistenza è molto ridotta rispetto a un calcestruzzo normale. Come quelli cellulari, di solito, vengono usati per realizzare riempimenti, sottofondazioni e in ogni opera in cui sono richieste leggerezza e capacità di isolamento termico.

I provvedimenti da adottare nella progettazione e realizzazione delle opere

I provvedimenti da adottare in sede di progetto e di realizzazione delle opere riguardano:

• la scelta dei materiali costituenti, che devono essere idonei ad evitare la corrosione delle armature;
• la miscelazione, il getto e la compattazione, che garantiscano un calcestruzzo con struttura compatta, senza segregazioni, in grado di formare un denso ricoprimento 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 esterno.

Oltre alle caratteristiche di resistenza meccanica alle sollecitazioni indotte dai carichi di esercizio, nelle opere in calcestruzzo armato devono essere considerate  le caratteristiche di durabilità.

Gli elementi strutturali devono infatti conservare molto a lungo la loro funzione portante e le caratteristiche dei materiali costituenti, anche in presenza di fattori esterni che ne favoriscano il degrado.

Tali fattori possono essere:

• aggressioni chimiche da parte di sostanze di origine naturale;
• aggressioni provenienti da attività industriali;
• azioni di carattere fisico come il gelo/disgelo;
• aggressioni di carattere meccanico.

Per garantire la durata delle opere in calcestruzzo esistono apposite Norme contenenti istruzioni relative ai diversi gradi di pericolo delle aggressioni ed ai provvedimenti da adottare in sede di progetto e di esecuzione per evitare o ridurre i degradi.

Queste norme tecniche dette Linee Guida o Eurocodici, definiscono in modo preciso le classi di esposizione ambientale e le rispettive classi di resistenza del calcestruzzo.

Il calcestruzzo è classificato in base alla resistenza a compressione a 28 giorni di maturazione, espressa come come resistenza caratteristica Rck oppure fck.

La Rck viene misurata su provini cubici di 15 cm di spigolo, mentre fck su provini cilindrici di 15 cm di diametro e 30 cm di altezza.

Le classi di resistenza del calcestruzzo previste dalle Linee Guida sono suddivise in due categorie riguardanti il calcestruzzo non cellulare e il calcestruzzo ordinario.

Ogni classe è indicata con il simbolo Cx/y, in cui x individua il valore della resistenza caratteristica su provini cilindrici e y quella su provini cubici.

Le classi di resistenza per il calcestruzzo non strutturale sono: C8/10 e C12/15; mentre quelle per il calcestruzzo ordinario sono: C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55.

Le Linee Guida forniscono prescrizioni affinchè il calcestruzzo abbia un comportamento adeguato rispetto alle azioni determinate dall’ambiente lungo tutto il periodo di vita previsto.

L’ambiente è in questo senso inteso come l‘insieme delle azioni chimico-fisiche alle quali sarà esposto il calcestruzzo, ma anche come l’insieme di effetti che non possono essere classificati tra quelli dovute a carichi o ad azioni dirette, quali deformazioni impresse, cedimenti e variazioni termiche.

Le classi e le sottoclassi di esposizione ambientale del calcestruzzo secondo le Linee Guida sono:

• X0: nessun rischio di corrosione delle armature o di attacco al calcestruzzo;
• XC1, XC2, XC3, XC4: corrosione delle armature indotta a carbonatazione del calcestruzzo;
• XD1, XD2, XD3: corrosione indotta dai cloruri;
• XS1, XS2, XS3: corrosione indotta dai cloruri dell’acqua di mare;
• XF1, XF2, XF3, XF4: arracco da cicli di gelo/disgelo;
• XA1, XA2, XA3: attacco chimico.