Il nuovo calcestruzzo: disponibile la settima edizione del libro
La settima edizione è firmata da Mario Collepardi, Silvia Collepardi e Roberto Troli.
Questa settimana ho ricevuto dal Prof. Mario Collepardi un graditissimo omaggio.Si tratta della settima Edizione del libro “Il Nuovo Calcestruzzo”, con oltre 600 pagine, si distingue dagli altri libri sullo stesso argomento per la grafica caratterizzata da fotografie, figure e tabelle a colori per facilitarne la lettura e la loro comprensione.
Come sempre, una pubblicazione che NON PUO' MANCARE nelle librerie degli appassionati di calcestruzzo, che si distingue non solo per la completezza e affidabilità di quanto scritto, ma anche per la chiarezza di esposizione.
Anche in questo caso, devo dire dopo una prima valutazione del testo, come in nessun altro manuale sul calcestruzzo, sono approfonditi gli aspetti scientifici ed anche le applicazioni pratiche del materiale.
Evidenzio per i bibliofili più accaniti che sono state aggiornate la bibliografia e tutti i riferimenti alle Norme Tecniche per le Costruzioni emanate con DM del 17 gennaio 2018.
Sono stati poi aggiornati ed arricchiti significativamente i riferimenti alle Norme nazionali ed Europee.
Ma soprattutto, rispetto alla precedente edizione con 27 Capitoli, la Settima edizione del libro si è arricchita di tre importantissimi Capitoli non reperibili attualmente in altri manuali sul calcestruzzo:
- Il Capitolo XXVIII è dedicato a un argomento tanto ignorato dai tecnici delle costruzioni, quanto grave per il danno alla salute di chi lavora o vive negli edifici chiusi con un pavimento industriale in calcestruzzo poggiato su terreno. Il danno deriva dalla risalita dal terreno del gas radon che permea qualsiasi calcestruzzo e rende l’aria dell’edificio talmente ricca in radioattività da provocare il cancro ai polmoni a chi lavora o vive in questo edifici. Il problema riguarda i piani terra degli edifici industriali, dei supermercati, dei negozi, dei ristoranti, degli alberghi, delle scuole e delle abitazioni a piano terra. Nel Capitolo sono descritte le tecniche per evitare questo danno inserendo un manto anti-radon tra fondazione e pavimento. E vengono anche descritte le tecniche per bonificare gli ambienti esistenti inquinati dal radon laddove non si è adottato il procedimento corretto per bloccare la risalita di questo gas molto pericoloso.
- Il Capitolo XXIX descrive l’impiego delle ceneri pesanti provenienti dagli inceneritori municipali. Si tratta di un problema di grande attualità per lo smaltimento dei rifiuti urbani normalmente depositati all’aperto dentro e accanto i cassonetti della spazzatura che fungono da richiamo di animali che rovistano i rifiuti in cerca di cibo. Le ceneri pesanti degli inceneritori, macinate in un mulino a umido, producono particelle finissime di dimensioni comprese tra 5 m e 1,7m capaci di reagire con la calce d’idrolisi e produrre CSH (silicato di calcio idrato) responsabile dell’indurimento del calcestruzzo. In particolare la cenere pesante con dimensione di 1,7 m si comporta come il fumo di silice considerato il più prestazionale dei materiali pozzolanici.
- Il capitolo XXX, anch’esso di grande attualità, descrive come produrre il calcestruzzo per uno sviluppo sostenibile capace di emettere meno CO2 nell’atmosfera e quindi di ridurre l’effetto serra che provoca le devastanti inondazioni e i pericolosi incendi che si sono verificati in tutto il pianeta. L’obiettivo di questo processo è incentrato sull’impiego di cementi di miscela, piuttosto che di cemento Portland, al fine di ridurre il clinker prodotto nei forni di produzione e quindi della CO2 emessa nell’atmosfera.
Un’importante caratteristica di questo libro riguarda le citazioni bibliografiche presenti nel testo, per la maggior parte delle quali si può leggere l’articolo integrale disponibile nel sito www.encosrl.it nella sezione Ricerca e Pubblicazioni.
Inoltre, alla fine del libro, è presente l’indice analitico con oltre 600 voci in ordine alfabetico affinché il lettore possa immediatamente trovare i paragrafi dell’argomento cui è interessato.
Infine, si segnalano tre interessanti video (correlati con argomenti discussi nel libro) disponibili sul sito di ENCO: uno in Italiano intitolato “Degrado del calcestruzzo” e uno in Inglese intitolato “Deterioration of concrete” (entrambi premiati come miglior film scientifico italiano e mondiale, rispettivamente al 35° Festival del film scientifico di Cernobbio e di Berlino).
Un terzo video presenta il getto del calcestruzzo autocompattante, messo a punto in Italia, per la realizzazione ad Hong Kong della fondazione congestionata di armature metalliche nella Metropolitana: il calcestruzzo gettato in caduta libera per circa 100 m dalle autobetoniere sul fondo della fondazione scorre come un fiume tra i ferri di armatura fino al completo riempimento della fondazione senza applicare alcuna vibrazione del calcestruzzo autocompattante.
INDICE DEL LIBRO
CAPITOLO I – DAL CALCESTRUZZO ANTICO A QUELLO MODERNO
1.1 La preistoria
1.2 Malta e calcestruzzo
1.3 Evoluzione dei leganti e del calcestruzzo
1.3.1 Il gesso
1.3.2 La calce
1.3.3 La scoperta della pozzolana
1.3.4 Il calcestruzzo dei romani
1.3.5 Esempi di costruzioni in calcestruzzo romano
1.3.5.1 Il Pantheon di Roma
1.3.5.2 Pont du Gard a Nimes
1.3.5.2 Porto di Cosa
1.3.6 Durabilità e sostenibilità nelle costruzioni dei romani
1.4 La calce idraulica
1.4.1 Produzione empirica della calce idraulica
1.4.2 Produzione scientifica della calce idraulica
1.4.3 Indurimento della calce idraulica
1.4.4 Calce idraulica naturale e artificiale
1.5 Dalla calce idraulica al cemento Portland.
1.5.1 Cementi di miscela
1.6 Nascita del calcestruzzo moderno
1.7 Terminologia del calcestruzzo moderno
1.8 Calcestruzzo armato
1.9 Durabilità delle strutture in C.A. e C.A.P.
1.10 Mix-design
1.11 Dalla miscelazione alla stagionatura
1.12 Norme legali e tecniche
CAPITOLO II – IL CEMENTO
2.1 Cemento protagonista del calcestruzzo
2.2 I cementi non sono tutti uguali
2.3 Normativa americana sui cementi
2.4 Esigenza di una normativa europea sui cementi
2.5 Presa del cemento
2.6 Classe di resistenza dei cementi
2.7 Cemento Portland
2.8 Cementi di miscela
2.9 La pozzolana naturale
2.10 La loppa d’altoforno
2.11 Le pozzolane artificiali: cenere volante, cenere beneficiata e fumo di silice
2.12 Il calcare
2.13 I tipi di cemento
2.13.1 I cementi resistenti ai solfati
CAPITOLO III – IDRATAZIONE DEI CEMENTI
3.1 L’idratazione, la presa e l’indurimento
3.2 L’idratazione del cemento Portland
3.3 L’idratazione degli alluminati
3.4 Il ruolo del gesso nella presa del cemento
3.5 L’idratazione dei silicati
3.6 Il ruolo della calce
CAPITOLO IV – L’INERTE
4.1 Il ruolo dell’inerte
4.2 Criteri di idoneità degli inerti
4.2.1 Cloruro
4.2.2 Solfato e solfuro
4.2.3 Silice alcali-reattiva
4.2.4 Reazione alcali-carbonato
4.2.5 Miche
4.2.6 Sostanze argillose e polveri fini
4.2.7 Sostanze organiche e presenza di particelle leggere
4.2.8 Gelività
4.2.9 Proprietà meccaniche
4.3 Granularità degli inerti
4.3.1 Assortimento granulometrico
4.3.1.1 Analisi granulometrica
4.3.1.2 Distribuzione granulometrica ideale
4.3.1.3 Metodi di calcolo per la combinazione ottimale degli aggregati
4.4 L’umidità dell’inerte
4.5 Influenza dell’umidità dell’inerte sulle prestazioni del calcestruzzo
4.6 Modifica delle pesate degli ingredienti rispetto al mix-design
4.7 Influenza del diametro massimo e della granulometria sulla richiesta d’acqua
4.8 Gli inerti nei calcestruzzi ad alte prestazioni
CAPITOLO V – ACQUA
5.1 Il ruolo dell’acqua
5.2 L’acqua in base al mix-design
5.2.1 La regola di Lyse
5.2.2 La legge di Abrams
5.2.3 La richiesta d’acqua
5.3 La riaggiunta d’acqua sul cantiere
5.4 Responsabilità della riaggiunta d’acqua
CAPITOLO VI – LAVORABILITA’ DEL CALCESTRUZZO FRESCO
6.1 Importanza della lavorabilità
6.2 Quale lavorabilità prescrivere
6.3 Vantaggi per l’impresa con un calcestruzzo lavorabile
6.4 Lavorabilità, compattazione e affidabilità dell’opera
6.5 Grado di compattazione
6.6 Provini e carote
6.7 Complementarità tra lavorabilità e grado di compattazione
CAPITOLO VII – BLEEDING E SEGREGAZIONE
7.1 Il bleeding
7.2 Il bleeding nelle paste cementizie
7.2.1 Il bleeding e la finezza del cemento
7.2.2 Il bleeding e le aggiunte minerali
7.2.3 Il bleeding e gli additivi chimici
7.2.4 Modalità di miscelazione
7.3 Il bleeding nelle malte
7.3.1 Malte da ancoraggio
7.3.2 Malte da riempimento degli scavi
7.4 Il bleeding nel calcestruzzo
7.4.1 Il bleeding nei pavimenti in calcestruzzo
7.4.2 Il bleeding e l’adesione ferro-calcestruzzo
7.4.3 La ripresa di getto
7.4.4 Il bleeding e la zona di transizione
7.5 Come ridurre il bleeding e la segregazione nel calcestruzzo
CAPITOLO VIII – POROSITÀ DEL CALCESTRUZZO
8.1 Tipi di pori nel calcestruzzo
8.2 Porosità capillare e resistenza meccanica
8.3 Porosità capillare e modulo elastico
8.4 Porosità capillare e permeabilità
8.5 Porosità capillare e durabilità
CAPITOLO IX – PROPRIETÀ MECCANICHE ED ELASTICHE
9.1 Resistenza meccanica
9.2 Resistenza meccanica della pasta cementizia
9.3 Resistenza meccanica a compressione del calcestruzzo
9.4 Resistenza caratteristica (Rck)
9.5 Resistenza meccanica a flessione ed a trazione
9.6 Correlazione tra Rc ed Rf o Rt
9.7 Correlazione tra Rc e modulo elastico
9.8 Comportamento del calcestruzzo normale, armato e precompresso
CAPITOLO X – IL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO ARMATO
10.1 Le cause del degrado
10.2 Corrosione delle armature metalliche
10.2.1 Corrosione promossa dalla carbonatazione
10.2.1.1 Calcolo della carbonatazione a lungo termine
10.2.2 Corrosione promossa dal cloruro
10.3 Attacco solfatico
10.3.1 Attacco solfatico esterno (ESA)
10.3.2 Attacco solfatico interno (ISA)
10.3.3 Attacco dei solfuri
10.4 Aggressione chimica
10.5 Reazione alcali-aggregato
10.5.1 Degrado per reazione alcali-silice
10.5.2 Degrado per reazione alcali-carbonato
10.6 Formazione di ghiaccio
10.6.1 Il fattore di durabilità
10.7 Dilavamento della superficie
10.8 Microfessurazioni da variazioni igro-termiche o carichi in servizio
CAPITOLO XI – DURABILITA’ DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO
11.1 Vita nominale di progetto
11.1.1 Classi di esposizione ambientale
11.1.2 Dosaggio minimo di cemento
11.1.3 Copriferro
11.2 Classe di esposizione XC: carbonatazione
11.3 Classe di esposizione XD: cloruri di origine non marina
11.4 Classe di esposizione XS: cloruri di origine marina
11.5 Classe di esposizione XF: gelo-disgelo e sali disgelanti
11.6 Classe di esposizione XA: terreni chimicamente aggressivi
11.7 Classe di esposizione XA: acque chimicamente aggressive
11.8 Ambienti fortemente aggressivi
CAPITOLO XII – MIX-DESIGN
12.1 Definizione
12.2 Lavorabilità, acqua, inerte, additivi
12.3 Resistenza caratteristica, cemento ed a/c
12.4 Durabilità, a/c ed aria inglobata
12.5 Combinazione degli inerti disponibili
12.6 Approfondimenti
CAPITOLO XIII – ADDITIVI CHIMICI
13.1 Classificazione degli additivi
13.2 Additivi acceleranti
13.3 Additivi ritardanti
13.4 Additivi aeranti
13.5 Additivi inibitori di corrosione
13.6 Additivi battericidi e fungicidi
13.7 Additivi idrofobizzanti
13.8 Additivi viscosizzanti
13.9 Additivi anti-ritiro
13.10 Additivi fluidificanti e superfluidificanti
13.11 Meccanismi di fluidificazione
13.12 Le “tre facce di una stessa medaglia”
13.12.1 Aggiunta del superfluidificante a pari composizione del calcestruzzo
13.12.2 Aggiunta del superfluidificante a pari lavorabilità con
riduzione di acqua e a/c
13.12.3 Aggiunta del superfluidificante a pari lavorabilità ed a pari a/c con
riduzione di acqua e cemento
13.13 Superfluidificanti ibridi polifunzionali
CAPITOLO XIV – TEMPERATURA E CALCESTRUZZO
14.1 Importanza della temperatura
14.2 Influenza della temperatura sulle prestazioni meccaniche
14.3 Influenza della temperatura ambientale sul getto in cantiere
14.4 Trattamento termico del calcestruzzo in prefabbricazione
14.5 Calore di idratazione, gradienti termici e rischi di fessurazione
CAPITOLO XV – UMIDITA’ RELATIVA E CALCESTRUZZO
15.1 Umidità relativa
15.2 Influenza dell’UR sulla corrosione dei ferri di armatura
15.3 Influenza dell’UR sulla resistenza meccanica
15.4 Influenza dell’UR sul ritiro plastico
15.5 Influenza dell’UR sul ritiro autogeno
15.6 Influenza dell’UR sul ritiro igrometrico
15.7 Calcolo del ritiro di una struttura
CAPITOLO XVI – DEFORMAZIONE VISCOSA DEL CALCESTRUZZO
16.1 Definizione di creep e rilassamento
16.2 Creep puro e creep da essicamento
16.3 Calcolo del creep
16.4 Applicazione numerica
CAPITOLO XVII – CALCESTRUZZO AD ALTA RESISTENZA MECCANICA
17.1 Calcestruzzo ad alte prestazioni
17.2 L’avvento del fumo di silice: il calcestruzzo DSP
17.3 Influenza della zona di transizione sulla resistenza meccanica
17.4 Materiali DSP con aggregati speciali
17.5 Limiti prestazionali dei materiali DSP
17.6 Proprietà dell’RPC
CAPITOLO XVIII – CALCESTRUZZO AUTOCOMPATTANTE
18.1 Introduzione
18.2 Il progenitore degli SCC
18.3 I progressi recenti con gli SCC
18.4 Proporzionamento degli SCC
18.5 Applicazioni di SCC
18.6 Micro-struttura porosa e proprietà degli SCC: resistenza meccanica, ritiro e creep
CAPITOLO XIX – CALCESTRUZZO LEGGERO STRUTTURALE
19.1 Il calcestruzzo leggero
19.2 Classificazione del calcestruzzo leggero
19.3 Il calcestruzzo con inerti leggeri
19.4 I calcestruzzi leggeri strutturali
19.5 Il calcestruzzo leggero strutturale preconfezionato
19.6 Il calcestruzzo leggero autocompattante
19.7 Il calcestruzzo leggero strutturale in prefabbricazione
CAPITOLO XX – CALCESTRUZZO FIBRO-RINFORZATO
20.1 L’impiego di fibre nei conglomerati cementizi
20.2 Tipi di fibre
20.3 Proprietà fisiche e meccaniche del calcestruzzo fibro-rinforzato
20.3.1 Comportamento a compressione
20.3.2 Comportamento a trazione
20.3.3 Comportamento a flessione
20.3.4 Resistenza all’urto
20.3.5 Lavorabilità
20.3.6 Ritiro igrometrico
20.3.7 Ritiro plastico
20.4 Applicazioni del calcestruzzo fibro-rinforzato
20.4.1 Calcestruzzi rinforzati con fibre in acciaio
20.4.2 Calcestruzzi rinforzati con macro-fibre polimeriche
20.4.3 Calcestruzzi con micro-fibre polimeriche
20.4.4 Calcestruzzi con fibre in vetro alcali-resistente
CAPITOLO XXI – CALCESTRUZZO A RITIRO COMPENSATO
21.1 Agenti espansivi
21.2 La composizione del calcestruzzo a ritiro compensato
21.3 Stagionatura del calcestruzzo a ritiro compensato
21.4 Misura dell’espansione di un calcestruzzo a ritiro compensato
21.5 Disposizione dell’armatura metallica
21.6 Applicazioni pratiche e vantaggi del calcestruzzo a ritiro compensato
21.7 Calcestruzzo autocompattane a ritiro compensato con additivo SRA
21.8 Prescrizioni di capitolato del calcestruzzo espansivo
CAPITOLO XXII – CALCESTRUZZO PROIETTATO (SPRITZ BETON – SHOTCRETE)
22.1 Definizioni
22.2 Raccomandazioni per una corretta applicazione del calcestruzzo proiettato
22.2.1 Composizione del materiale in situ
22.2.2 Aderenza al substrato
22.2.3 Aderenza tra i vari strati
22.2.4 Riempimento dietro le armature metalliche
22.2.5 Lo sfrido del calcestruzzo proiettato
22.3 Composizione del calcestruzzo proiettato
22.4 Materiali ausiliari per il calcestruzzo proiettato
22.4.1 Aggiunte minerali o fibre nel calcestruzzo proiettato
22.4.2 Additivi per il calcestruzzo proiettato
22.5 Sicurezza igienica degli additivi alcalini per il calcestruzzo proiettato
22.6 High Performance Shotcrete (HPS)
CAPITOLO XXIII – CALCESTRUZZO POLIMERO-IMPREGNATO (PIC)
23.1 Introduzione e definizioni
23.2 Il processo produttivo
23.3 Caratteristiche prestazionali del PIC
23.4 Applicazioni del PIC
CAPITOLO XXIV – CALCESTRUZZI RESISTENTI AL FUOCO
24.1 La complessità del comportamento
24.2 Il ruolo del calcestruzzo
24.3 Il ruolo del copriferro: qualità e spessore
24.4 Il ruolo del carico in servizio
24.5 Il ruolo del calcestruzzo ad alta resistenza meccanica
24.6 Il ruolo delle fibre
CAPITOLO XXV – IL CALCESTRUZZO RICICLATO
25.1 Introduzione
25.2 Normative sul calcestruzzo riciclato
25.3 Processo per riciclare il calcestruzzo demolito
25.4 Proprietà degli aggregati riciclati
25.4.1 Massa volumica
25.4.2 Assorbimento d’acqua
25.4.3 Sostanze non desiderabili
25.4.4 Limiti di accettazione
25.5 Il calcestruzzo allo stato fresco
25.6 Il calcestruzzo allo stato indurito
CAPITOLO XXVI – CALCESTRUZZO RULLATO E COMPATTATO
26.1 Storia e definizione
26.2 Composizione degli RCC
26.3 Proprietà termiche ed igrometriche dell’RCC
26.3.1 Riscaldamento adiabatico dell’RCC
26.3.2 Ritiro igrometrico dell’RCC
CAPITOLO XXVII – PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO
27.1 Introduzione
27.2 Prescrizioni di tipo composizionale
27.3 Prescrizioni di tipo prestazionale
27.4 Prescrizioni sulle proprietà del calcestruzzo
27.4.1 Prescrizioni sul processo produttivo del calcestruzzo
27.4.2 Prescrizioni sulle prestazioni del calcestruzzo indurito
27.4.3 Prescrizioni sulle prestazioni del calcestruzzo fresco
27.5 Prescrizioni sulla messa in opera
27.5.1 Prescrizioni sulla compattazione del calcestruzzo
27.5.2 Prescrizioni sulla stagionatura delle strutture
27.5.3 Prescrizioni sullo spessore del copriferro
27.5.4 Prescrizioni sulla resistenza del calcestruzzo in opera
27.6 Compiti del Direttore dei Lavori
CAPITOLO XXVIII – PERMEABILITÀ DEL CALCESTRUZZO AL RADON
28.1 Il gas radon
28.2 Pavimenti industriali poggianti su terreno penetrabili dal radon
28.3 Come bloccare il radon attraverso pavimenti poggianti su terreno
28.3.1 Metodo A) per bloccare il radon attraverso i pavimenti
28.3.2 Metodo B) per bloccare il radon attraverso i pavimenti
28.3.3 Metodo C) per bloccare il radon attraverso i pavimenti
28.4 Radioattività e durabilità dei pavimenti industriali all’aperto
28.5 Bonifica degli edifici inquinati dal gas radon
CAPITOLO XXIX – CALCESTRUZZO CON CENERE PESANTE DA INCENERITORE
29.1 Introduzione: inceneritori o termovalorizzatori
29.2 Parte sperimentale: materiali studiati
29.3 Parte sperimentale: risultati ottenuti
29.3.1 Resistenza meccanica a compressione
29.3.2 Penetrazione dell’acqua sotto pressione
29.3.3 Diffusione del cloruro in calcestruzzi stagionati 28 giorni
29.3.4 Penetrazione della CO2 in calcestruzzi stagionati 28 giorni
29.4 Conclusioni
CAPITOLO XXX – CALCESTRUZZO PER UN PROGRESSO SOSTENIBILE
30.1 Introduzione: CO2 ed effetto serra
30.2 Come ridurre l’emissione di CO2
30.2.1 La scelta del cemento
30.2.2 La scelta dell’inerte lapideo
30.2.3 La scelta degli additivi chimici
30.2.4 Esempio di calcestruzzi con diversa sostenibilità
30.3 Il ritiro standard dei calcestruzzi con diversa sostenibilità
30.4 Contributo delle aggiunte in sostituzione del clinker alla sostenibilità
30.5 Conclusioni
APPENDICE I – Aspetti meccanici
A) Proprietà meccaniche
B) Sollecitazioni
C) Deformazioni
D) Legge di Hooke
E) Comportamento dell’acciaio
F) Comportamento del calcestruzzo
G) Modulo di Poisson a compressione
H) Modulo di Poisson a trazione
APPENDICE II – ASPETTI CHIMICI
A) Terminologia e simbologia chimica
B) Polimorfismo
C) Solidi cristallini ed amorfi
D) Reattività dei solidi amorfi e cristallini
E) Acqua libera, combinata e di cristallizzazione
F) Chimica del clinker
G) Chimica del cemento idratato
H) Il concetto di mole
APPENDICE III – Resistenza caratteristica
APPENDICE IV – NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
A) Introduzione 511
B) Vita nominale e classi d’uso della struttura (Paragrafo 2.4.1, 2.4.2, 2.4.3 NTC)
C) Verifiche di sicurezza, di funzionalità, di robustezza e scelta dei modelli calcolo
D) Durabilità delle strutture in calcestruzzo
E) Specifiche del calcestruzzo e classi di resistenza
F) Regole per l’esecuzione del progetto
G) Controllo sui materiali per il confezionamento C.A. e C.A.P.
G.1) Il controllo della qualità dei componenti il conglomerato cementizio
(Paragrafo 11.2.9 NTC) .
G.2) Il controllo della qualità del calcestruzzo (Paragrafo da 11.2.2 a 11.2.7 NTC) .
G.3) Il controllo della resistenza del calcestruzzo delle strutture
(Paragrafo 11.2.6 NTC) .
G.4) Altre caratteristiche fisico-meccaniche .
H) Compiti del collaudatore.
INDICE ANALITICO DEGLI ARGOMENTI
LE RISPOSTE ALLE VERIFICHE
Calcestruzzo Armato
Aggiornamenti e approfondimenti sull'evoluzione dei materiali a base cementizia, normative pertinenti, utilizzi innovativi, sviluppi tecnici e opinioni di esperti.