Calcestruzzi innovativi, affidabili e robusti: un nuovo approccio alla prescrizione e al controllo

Abstract

Concrete technology has made dramatic progress: the use of innovative components and new design criteria made it possible to obtain previously unthinkable properties, to use recycled components with greater confidence and to reduce waste of natural resources at equal performance.
What is consolidated at the research level, however, doesn’t always correspond to what we actually get in the structure. The rigid and deterministic approach of certain models of mix design and quality control doesn’t allow to effectively compensate the physiological variability of the components and operating conditions. Similarly, it doesn’t allow to obtain the robustness and the rheological performances that are required to transform, in every condition, the designed concrete in a well achieved
structural element.
Analyzing the impact on performances of the inevitable changes intrinsic in the system, we propose a more responsible and fully performance-based approach to the definition, qualification and control of all desired performances and properties of concrete.

Articolo tratto da "CONCRETE 2014 -  PROGETTO E TECNOLOGIA PER IL COSTRUITO Tra XX e XXI secolo

1 Introduzione
Per molti decenni la ricerca sulla tecnologia del calcestruzzo, attraverso norme cogenti o guide applicative, ha fornito all’industria una serie di utili regole, criteri e vincoli di tipo prescrittivo, finalizzati a definire precise indicazioni e limitazioni nella scelta e nel dosaggio dei componenti, così come nell’adozione e nella gestione dei sistemi di produzione.

Lo scopo, evidentemente nobile, è stato quello di fornire un aiuto a chi desiderava conseguire i migliori risultati ma non padroneggiava le basi tecniche ispiratrici di quelle regole e di quei criteri.
La diffusione dei capitolati tecnici e dei sistemi documentati di gestione per la qualità ha successivamente trasformato queste prescrizioni in procedure operative così ben definite da risultare talvolta insopportabilmente inflessibili e invariabili: figlie della convinzione che il vero nemico della buona riuscita di un’opera in calcestruzzo fosse soltanto la deviazione dallo standard, per errore o per dolo.

In tempi relativamente recenti si è fatta finalmente avanti una cultura tecnica alternativa, francamente prestazionale, che ha orientato il sistema di prescrizione e di controllo sui risultati finali misurabili piuttosto che sulle modalità per ottenerli.
Sebbene tutta la normativa tecnica europea sia ormai lanciata in una direzione schiettamente prestazionale, questo approccio non ha ancora preso pieno campo ovunque, specialmente in Italia. E questo non soltanto nei lavori comuni ma anche nelle opere più importanti e tecnicamente critiche.

I nostri documenti prescrittivi citano spesso le norme più recenti, che riportano chiari criteri classificativi e prestazionali per calcestruzzi e componenti, ma purtroppo queste sono spesso integrate da requisiti aggiuntivi che riesumano il modello prescrittivo, annullando in pratica i gradi di libertà e con questi le grandi possibilità di progettazione e di controllo
offerte da un approccio prestazionale “puro”3.

In tal modo si garantisce una fornitura priva di errori clamorosi e al riparo da variazioni truffaldine, ma si impedisce al contempo l’applicazione di sistemi più innovativi di progettazione e di produzione che invece possono essere necessari per risolvere i problemi tecnici più complessi o per mantenere inalterate le prestazioni e le proprietà nel tempo.
Ed è proprio nel contesto tecnico-produttivo odierno che si sente il bisogno di soluzioni dinamiche e adattive: prescrizioni sempre più critiche e componenti sempre più differenziati e variabili sconsigliano vivamente metodi di mix design e di controllo troppo rigidamente schematici.

Non dimentichiamo che anche le norme per l’esecuzione delle strutture in calcestruzzo (EN 13670 per esempio) introducono una filosofia basata sulla garanzia prestazionale chiaramente definita e misurabile, allontanandosi sempre più dal modello paternalisticamente prescrittivo delle vecchie guide how-to.

2 L’approccio ‘tradizionale’
Mutuandolo dalla terminologia geologica che in tal modo appella chi nega la presenza di derive o variazioni nel tempo in un determinato sistema, potremmo definire 'fissista' l'approccio più tradizionale alla progettazione, alla produzione e al controllo. Un approccio ancora molto diffuso in Italia ma anche in molte altre parti del mondo.

Si tratta di uno stationary approach che prende l’avvio con lo studio, la definizione e il test preliminare di una ricetta che sia in grado di rispettare i requisiti, per poi concentrarsi quasi esclusivamente sulle variazioni 'esterne' alla ricetta stessa, cioè quelle
legate al processo produttivo4, che -ahimè- si dà per scontato essere poco affidabile, aperto al dolo e quindi costituire la principale se non unica fonte di rischio in corso d’opera.

E’ facile riassumere in poche righe i due punti-chiave che hanno stabilito nel tempo il successo di questo approccio: a) un numero limitato di requisiti, piuttosto semplici e tra loro concordanti5; b) un set di componenti
sostanzialmente ordinari e poco variabili.
Quando i due punti-chiave sopra citati sono effettivamente rispettati,
l'approccio 'fissista' si mostra senz'altro tra i più efficaci, anche se non certo
il più efficiente6. In tal caso possiamo pensare davvero di individuare una formulazione ad abundantiam che, mantenuta nel tempo, garantirà sia la resistenza meccanica che la fluidità desiderate, con un adeguato margine di sicurezza che sarà proporzionale alle risorse impiegate.

Su questa base si fonda il tanto diffuso meccanismo studio-qualifica produzione- controllo, basato su una ricetta approvata. Un meccanismo che oggi è assai diffuso perché semplice e lineare, e perché concentra tutte le difficoltà tecniche e gli sforzi tecnologici all'inizio, prima che cominci la fornitura.
Si può conciliare questo approccio con la realtà tecnica e operativa odierna?

E’ possibile che un sistema così rigido risolva davvero i problemi dei cantieri di oggi, che progressivamente richiedono prestazioni sempre maggiori e spostano sempre più la responsabilità del successo esecutivo dall’abilità e dall’impegno delle maestranze alle proprietà reologiche del calcestruzzo?

Fino a ieri tutto ciò era ancora sostenibile, perché si richiedevano quasi esclusivamente calcestruzzi di tipo ordinario senza proprietà particolari allo stato fresco o importanti requisiti prestazionali aggiuntivi. Raramente i vincoli erano inconciliabili tra loro e le prestazioni richieste, per quanto costose, quasi mai mettevano in discussione la fattibilità. Condizioni, queste, che stanno diventando sempre più rare.

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