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L. Coppola – Concretum – Esercitazioni

ESERCITAZIONI

TEMI DI ESAME

Prof. Ing. Luigi Coppola

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BERGAMO

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E SCIENZE APPLICATE

ESERCIZIO

Si debba realizzare una pavimentazione di un piazzaleesterno (80x150m) nella zona di Bergamo per conto di unmagazzino di logistica.

Ai fini della progettazione strutturale in fase di pre-dimensionamento, fissata una vita nominale di 50 anni, sirichiede una resistenza caratteristica a trazione perflessione pari a fcfk = 2.5 N/mm2.

Lo spessore del pavimento è pari a 15 cm e l’armaturasarà costituita da una rete elettrosaldata in acciaio B450AΦ 8 mm e maglia 15 x 15 cm disposta ad una distanzadall’estradosso pari a 1/3 dello spessore dellapavimentazione. La Direzione Lavori presente in cantiere,in accordo a quanto richiesto nel capitolato, dovràgarantire un controllo dei copriferro durante le fasi dimessa in opera sia dell’armatura che del calcestruzzo.

ESERCIZIO

Per ridurre al minimo il fermo lavoro, sirichiede una ripresa delle attività di logisticaentro una settimana. Si ritiene, pertanto,necessario raggiungere una resistenza dialmeno C25/30 dopo 7 giorni dal getto,considerando che la temperatura esterna nelperiodo di realizzazione dell’opera (aprile) saràdi circa 15°C.

ESERCIZIO

Al bando di assegnazione della fornitura di

calcestruzzo hanno partecipato due produttori

che hanno fornito i dati di produzione riportati

nella Tabella che segue relativi al calcestruzzo

maggiormente prodotto e venduto

RISULTATI PRELIEVI INTERNI

PRODUTTORE 1 Rc

(N/mm2)

PRODUTTORE 2 Rc

(N/mm2)

1 32 32

2 37 35

3 45 37

4 29 38

5 50 45

6 30 35

7 31 37

8 25 26

9 29 28

10 46 40

11 43 36

12 21 28

13 33 33

14 33 35

15 41 40

ESERCIZIO

A disposizione di entrambi gli impianti vi sono i

seguenti ingredienti:

- cemento CEM II/A-LL 42.5R;

- aggregati di pezzatura massima pari a 32mm;

- additivo superfluidificante di tipo acrilico SA.

RICHIESTE

1. Scegliere il produttore di calcestruzzo per lafornitura motivandone la scelta.

2. Definire le prescrizioni di capitolato rivolteal produttore del conglomerato eall’Impresa esecutrice dell’opera precisandoanche eventuali ulteriori accorgimentiprogettuali per la realizzazione dell’operafinalizzata a migliorarne sia la funzionalitàche la durabilità.

PRODUTTORE INGREDIENTI

STRUTTURA CALCESTRUZZO

PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO

SCARTO QUADRATICO MEDIO IMPIANTI

RISULTATI PRELIEVI INTERNI num.PRODUTTORE 1 Rc

(N/mm2)

PRODUTTORE 2 Rc

(N/mm2)

1 32 32

2 37 35

3 45 37

4 29 38

5 50 45

6 30 35

7 31 37

8 25 26

9 29 28

10 46 40

11 43 36

12 21 28

13 33 33

14 33 35

15 41 40

RESISTENZA MEDIA (N/mm2) 35 35

SCARTO (N/mm2) 8.35 5.07

CURVA DI GAUSS

SCELTA DEL PRODUTTORE

A parità di resistenza media (35 N/mm2) i dueproduttori presentano scarti quadratici medidiversi:

▪PRODUTTORE 1 => sn = 8.35 N/mm2

▪PRODUTTORE 2 => sn = 5.07 N/mm2

Si sceglie il PRODUTTORE 2 (sn = 5.07 ≈ 5N/mm2) in quanto avendo uno scarto minore,garantirà una minor dispersione dei valori diresistenza, assicurando una fornitura migliore.

B1) In accordo alle Norme Tecniche sulle

Costruzioni il calcestruzzo dovrà essere

prodotto in impianto dotato di un sistema di

controllo della produzione (FPC), in accordo alle

Linee Guida sul Calcestruzzo Preconfezionato

(2003), certificato da un organismo terzo. Non è

sufficiente la certificazione del sistema di qualità

aziendale in accordo alle norme ISO 9001/2000

ma è richiesto specificatamente che la

certificazione riguardi il processo produttivo in

accordo ai requisiti fissati dalle Linee Guida

sopramenzionate

CLASSE XC

DEGRADO DA CARBONATAZIONE

Classe di

esposizione

Descrizione della struttura e

dell’ambiente

XC1 Ambienti caratterizzati da bassa U.R. ( < 70% ).

(interni di edifici)

XC2Ambienti bagnati, raramente asciutti (strutture

idrauliche), muri contro terra, fondazioni e

strutture interrate

XC3Ambienti moderatamente umidi. Calcestruzzo

esposto all’esterno protetto dalla pioggia o

interni con percentuali di U.R. da moderate ad

XC4Ambienti ciclicamente bagnati ed asciutti. (es.

pavimentazioni esterne, balconi e terrazze non

coperti, superfici faccia a vista in ambienti urbani

ed extraurbani).

L. Coppola – Concretum – Esercitazioni capitolato

CLASSE XC

DEGRADO DA CARBONATAZIONE

Classe di

esposizione

Rapporto

a/c max

Classe di

resistenza min

Dosaggio di

cemento min

(Kg/m3)

Copriferro

minimo dur

XC1 0.60 C25/30 300 15/25

XC2 0.60 C25/30 300 25/35

XC3 0.55 C30/37 320 25/35

XC4 0.50 C32/40 340 30/40

L. Coppola – Concretum – Esercitazioni capitolato

DURABILITÁ

Classe di EXP a/cmax

C(x/y)min

(kg/m3)

XC4 0.50 C32/40 340

(a/c)D C(x/y)D Cmin,D

PRODUTTORE INGREDIENTI

STRUTTURA CALCESTRUZZO

A1) Acqua di impasto: acqua conforme alla UNI EN 1008

A2) Additivo superfluidificante provvisto di marcatura CE conforme ai

prospetti 3.1 e 3.2 della norma UNI EN 934-2

A3) Aggregati provvisti di marcatura CE conformi alle norme UNI EN

12620 e 8520-2. In particolare:

A3.1) Aggregati con massa volumica media del granulo( in

condizioni s.s.a.) non inferiore a 2600 kg/m3;

A3.2) Classe di contenuto solfati AS0.2 e AS0.8 rispettivamente per

aggregati grossi e per le sabbie;

A3.3) Contenuto totale di zolfo inferiore allo 0.1%;

A3.4) Assenza di minerali nocivi o potenzialmente reattivi agli

alcali;

A5) Cemento CEM II/A-LL di classe 42.5R conforme alla norma UNI EN

197-1 e provvisto di marcatura CE

PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO INGREDIENTI

REQUISITO STRUTTURALE

RESISTENZA A TRAZIONE PER FLESSIONE

fcfk = 2.5 N/mm2

per classi ≤ C50/60

fcfk = 1.2 * fctk

Rck,EM =

1.2 ×0.7 ×0.30

1.2 ×0.7 ×0.3

0.83= 37.674 » 38N/mm2

REQUISITI AGGIUNTIVI

PRODUTTORE 2 : sn = 5 N/mm2

(Rcm28)EM = Rck,AGG + 1.48 . Sn

(Rcm28)EM = 38 + 1.48 . 5 = 45.4 N/mm2

CEMENTO: CEM II/A-LL 42.5R

GRAFICI DELLE FUNZIONI BASE

Tipo/classe di

cemento32.5N 32.5R 42.5N 42.5R 52.5N 52.5R

CE I 1 4 7 10 13 14

CE II/A 1 4 7 10 13 14

CE II/B 2 5 8 11 13 14

CE III 3 6 9 12 13 14

CE IV 2 5 8 11 13 14

CE V 2 5 8 11 13 14

DIAGRAMMA 10

DIAGRAMMA 10: CE I E II-A CLASSE 42,5R

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

RAPPORTO ACQUA/CEMENTO

28 giorni 7 giorni 3 giorni 1 giorno

(Rcm28)EM = 45.4 N/mm2

(a/c)EM = 0.52

REQUISITI AGGIUNTI - TEMPI BREVI

Nella situazione in esame è necessario il

raggiungimento di una resistenza

caratteristica C25/30 in 7 giorni alla

temperatura di circa 15°C.

INFLUENZA TEMPERATURA

TEMPERATURA (°C) 1g 3gg 7gg 28gg 60gg 90gg

33-37 1.35 1.20 1.10 0.90 0.90 0.90

28-32 1.30 1.15 1.05 0.95 0.95 0.95

23-27 1.20 1.10 1.00 1.00 1.00 1.00

18-22 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

13-17 0.55 0.75 0.90 1.00 1.05 1.10

8-12 0.35 0.55 0.75 0.85 1.00 1.05

3-7 0.15 0.25 0.35 0.45 0.60 0.75

REQUISITI AGGIUNTIVO

RAPIDA MESSA IN SERVIZIO

Rcm7gg,20°C = 37.4 / 0.90 = 41.56 N/mm2

C (25/30)7gg, 15°C

Rcm7,15°C = 30 + 1.48 . 5 = 37.4 N/mm2

DIAGRAMMA 10

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

Rcm7gg,20°C = 41.56 N/mm2

(a/c)ESE = 0.46

RISOLUZIONE INCONGRUENZE

DURABILITÁELASTO-

MECCANICHE

AGGIUNTIVE

- esecutive - DEF

0.50 0.52 0.46 0.46

(a/c)DEF = 0.46

CLASSI DI RESISTENZA DEFINITIVA

(a/c)DEF = 0.46

A 7gg NON È NECESSARIO CALCOLARE LA

RESISTENZA IN QUANTO È IL REQUISITO PIU’

STRINGENTE

[C25/30]7gg,15°C

DIAGRAMMA 10

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

(a/c)AGG = 0.46

Rcm,DEF = 52 N/mm2

RESISTENZA DEFINITIVA 28gg

RcK,DEF = Rcm,DEF - 1.48 . Sn

RcK,DEF = 52 - 1.48 . 5 = 44.6 N/mm2

Rck,DEF = 45 N/mm2

C 35/45

RESISTENZA A FLESSIONE DEFINITIVA

per classi ≤ C50/60

fcfk = 1.2 * fctk

ckcfk 2.7N/mm2.69450.830.30.71.2R0.830.30.71.2f

RESISTENZA A TRAZIONE PER FLESSIONE

fcfk = 2.7 N/mm2

CLASSE DI CONTENUTO CLORURI

CALCESTRUZZO

CLASSE DI

CONTENUTO

CLORURI

IMPIEGHI

Strutture in c.a. Cl 0.40- Utilizzo cementi pozzolanici o

di altoforno;

- Strutture in classe di

esposizione XC;

- In tutti i casi non riportati.Strutture in c.a.p. Cl 0.20

Strutture in c.a. Cl 0.20- Utilizzo cementi resistenti ai

solfati;

- Percentuale di solfato

nell’aggregato prossima al

valore fissato;

- Strutture in classe di

esposizione XD e XS.

Strutture in c.a.p. Cl 0.10

CLASSE DI CONTENUTO CLORURI

CALCESTRUZZO

CLASSE DI

CONTENUTO

CLORURI

Percentuale max di

cloruri rispetto alla

massa del cemento e

delle aggiunte di tipo II

Strutture non armate Cl 1.00 1.00%

Strutture in c.a. Cl 0.40 0.40%

Strutture in c.a.p. Cl 0.20 0.20%

Strutture in c.a. Cl 0.20 0.20%

Strutture in c.a.p. Cl 0.10 0.10%

CLASSIFICAZIONE STRUTTURALE

CLASSE

STRUTTURALE

NOMINALEESEMPI

S1 10 Strutture temporanee

S2 10 25 Elementi strutturali sostituibili

S3 15 30 Strutture agricole o simili

S4 50 Opere ordinarie

S5 100 Opere straordinarie

COPRIFERRO MINIMO

cmin = max (cmin,b ; cmin,dur +Dcdur,g -Dcdur,st -Dcdur,add ; 10mm)

IL MASSIMO VALORE DI cmin CHE

SODDISFI SIA I REQUISITI RELATIVI

ALL’ADERENZA, SIA QUELLI RELATIVI

ALLE CONDIZIONI AMBIENTALI.

COPRIFERRO MINIMO cmin,b

TRASMISSIONE SFORZI ARMATURA/CALCESTRUZZO

ARMATURA ORDINARIA

cmin,bd

Dmax ≤ 32mmΦ

SINGOLE

cmin,b = 8 mm

CRITERIO

CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE

X0 XC1XC2

XC3XC4

VITA UTILE DI

PROGETTO DI 100

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

Aumentare

di 2 classi

CLASSE DI

RESISTENZA

≥ C30/37Ridurre di 1

classe

≥ C30/37Ridurre di

1 classe

ELEMENTO DI

FORMA SIMILE AD

UNA SOLETTA

(posizione delle

armature non

influenzata dal

processo

costruttivo)

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

ASSICURATO UN

CONTROLLO DI

QUALITA’SPECIALE DELLA

PRODUZIONE DEL

CALCESTRUZZO

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

Ridurre

classe

CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE

CLASSE

STRUTTURALEX0 XC1

XC3XC4

S1 10 (10) 10(15) 10(20) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40)

S2 10 (10) 10(15) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45)

S3 10 (10) 10(20) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50)

S4 10 (10) 15(25) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55)

S5 15 (15) 20(30) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60)

S6 20 (20) 25(35) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60) 55(65)

cmin,dur = 30 mm

COPRIFERRO MINIMO DURABILITÀ

COEFFICIENTI CORRETTIVI

Dcdur,g = 0 Dcdur,st = 0

Dcdur,add = 0

COPRIFERRO MINIMO

cmin = max (8; 30 +0 - 0 - 0; 10mm)

cmin = 30 mm

TOLLERANZA Dcdev

Dcdev = 5 mm

CONTROLLO DEI COPRIFERRI

IN CANTIEREDcdev = 5 ÷ 10 mm

CONTROLLO DI QUALITA’ESTREMAMENTE EFFICIENTE Dcdev = 0 ÷ 10 mm

Il valore della tolleranza si fissa a Dcdev = 5mm in quanto

la Direzione Lavori effettuerà un controllo sui copriferro

della struttura.

COPRIFERRO NOMINALE

cNOM = cMIN + DcDEV

cNOM = 30 + 5 = 35 mm

CONSIDERAZIONE

Nel testo però si sottolineava che la rete d’acciaio deve

essere disposta ad una distanza dall’estradosso pari a

1/3 dello spessore della pavimentazione:

Distanza = 1/3 ∙ sp = 1/3 ∙ 150 = 50 mm

150 mm

cNOM = 50mm

•D1 ≤ ¼ ∙ 150 = 37.5 mm

•D2 ≤ (150-8) – 5 = 137 mm

•D3 ≤ 1.3 ∙ 50 = 65 mm

8-12-16-20-32-40-63 mm

DIAMETRO MASSIMO AGGREGATO

Dmax = 32 mm

Volume di aria intrappolata funzione di Dmax

Aria intrappolata : 1.0 ± 0.5 (%)

(mm)8 12 16 20 32 40 63

Intrappolata

a’ (%)3.5

± 0.5

± 0.25

Inglobata

a’ (%)7.5

± 0.5

Extra-aria

(a’- a’in) (%) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.75 3.5

RESISTENZA ALLA SEGREGAZIONE

Volume acqua di bleeding (UNI

7122) < 0.1 % sull’acqua

d’impasto

SUGGERIMENTI SULLA LAVORABILITÀ DEL CALCESTRUZZO AL

MOMENTO DELLA REALIZZAZIONE DEL GETTO PER DIVERSE

TIPOLOGIE ED ELEMENTI DI STRUTTURE.

MANUFATTI ESTRUSI V4

PAVIMENTI A CASSERI SCORREVOLI V4 o S1

STRUTTURE A CASSERI RAMPANTI S3

PAVIMENTAZIONI REALIZZATE CON TECNICA “LASER SCREED” S3

FONDAZIONI A PLINTO, TRAVE ROVESCIA O A PLATEA S4

MURI DI VANI INTERRATI S4

PALI DI FONDAZIONE S4 -S5

PILASTRI S4

TRAVI EMERGENTI E A SPESSORE DI SOLAIO S5

TRAVI INCLINATE DI TETTI A FALDE S4

SOLETTE RAMPANTI DI SCALE S3-S4

SOLETTE S4-S5

PARETI DI TAGLIO E NUCLEI ASCENSORE S4-S5

PAVIMENTAZIONE CON STESA MANUALE E LISCIATURA A

STAGGIA VIBRANTES5

METODI PER LA MATURAZIONE UMIDA

Durata minima della protezione umida da

attuare in cantiere.

Durata minima della maturazione umida con teli

impermeabili o con geotessili bagnati: 7 gg

Classe di resistenza

del calcestruzzo ≤ C25/30 > C25/30Esposizione della

struttura All’interno All’esterno All’interno All’esterno

Periodo di

esecuzione dei getti

Aprile-Settembre Aprile-Settembre

3 7 3 5

Periodo di

esecuzione dei getti

Ottobre-Marzo Ottobre-Marzo

7 10 5 7

CONTROLLI DI ACCETTAZIONE

TIPO A

TIPO B

Controllo di accettazione: TIPO B

80 x 150 x 0.15 = 1800 m3 > 1500 m3

A1) Acqua di impasto: acqua conforme alla UNI EN 1008

A2) Additivo superfluidificante provvisto di marcatura CE conforme ai

prospetti 3.1 e 3.2 della norma UNI EN 934-2

A3) Aggregati provvisti di marcatura CE conformi alle norme UNI EN

12620 e 8520-2. In particolare:

A3.1) Aggregati con massa volumica media del granulo( in

condizioni s.s.a.) non inferiore a 2600 kg/m3;

A3.2) Classe di contenuto solfati AS0.2 e AS0.8 rispettivamente per

aggregati grossi e per le sabbie;

A3.3) Contenuto totale di zolfo inferiore allo 0.1%;

A3.4) Assenza di minerali nocivi o potenzialmente reattivi agli

alcali;

A5) Cemento CEM II/A-LL di classe 42.5R conforme alla norma UNI EN

197-1 e provvisto di marcatura CE

PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO INGREDIENTI

B1) In accordo alle Norme Tecniche sulle

Costruzioni il calcestruzzo dovrà essere

prodotto in impianto dotato di un sistema di

controllo della produzione (FPC) in accordo alle

Linee Guida sul Calcestruzzo Preconfezionato

(2003), certificato da un organismo terzo. Non è

sufficiente la certificazione del sistema di qualità

aziendale in accordo alle norme ISO 9001/2000

ma è richiesto specificatamente che la

certificazione riguardi il processo produttivo in

accordo ai requisiti fissati dalle Linee Guida

sopramenzionate

B2) Classi di esposizione ambientale XC4

B3) Rapporto (a/c)max : 0.46

B4) Dosaggio minimo di cemento: 340 kg/m3

B5) Classe di resistenza a compressione minima C35/45

B5a) Resistenza a compressione misurata su provini cubici

maturati per 7gg alla temperatura di 15°C in

adiacenza alla struttura C(25/30)7gg,15°C

B5b) Resistenza a trazione per flessione, fcfk 2.7 N/mm2

B6) Controllo di accettazione: TIPO B

B7) Diametro massimo aggregato: 32mm

B8) Aria intrappolata: 1.0 ± 0.5

B9) Classe contenuto di cloruri: Cl 0.4

B10) Lavorabilità al getto: S5

B11) Volume di acqua di bleeding (UNI 7122) < 0.1% vs

acqua di impasto

C1) Copriferro nominale: 50mm

C2) Resistenza caratteristica in opera (DM

17/01/2018) su carote h/d=1 estratte dalla

struttura in opera ≥ ( 0.85 ∙ Rck,progetto ) =

38.25 N/mm2

C3) Maturazione umida con TELI UMIDI per 5 o 7

GIORNI

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