Circa la resistenza del calcestruzzo in opera e la scelta del corretto valore da assumere nelle verifiche strutturali

L'incongruenza tra le norme relative a nuovi edifici ed esistente è più formale che sostanziale

Vorrei, qui, riportare alcune considerazioni sull’articolo dell’ottimo ing. Enzo Venturi e dell’ing. Domenico Santacroce, pubblicato su questa rivista.

Mi onoro da oltre trent’anni dell’amicizia dell’ing. Venturi, che stimo molto per la sua preparazione e capacità di analisi; ritengo tuttavia che l’articolo in questione, pur fornendo ottimi spunti di riflessione, non sia pienamente condivisibile, almeno nelle conclusioni.
Nell’articolo, si individuano correttamente i due principali casi in cui può essere necessario valutare la resistenza di un calcestruzzo in opera:

• In corso di costruzione, ovvero appena ultimate le strutture, in genere prima del collaudo statico, quando i controlli di accettazione non abbiano fornito i risultati richiesti (Capitoli 4 e 11 delle NTC, con richiami alla Circolare del 21 gennaio 2019 n. 7/STC/2019 ed alle “LINEE GUIDA PER LA VALUTAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DEL CALCESTRUZZO IN OPERA – settembre 2017”, pubblicate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici - Servizio Tecnico Centrale);
• Nelle valutazioni di sicurezza di una costruzione esistente (Cap. 8 delle NTC, con richiami alla Circolare n.7/2017 ed alle citate LINEE GUIDA PER LA VALUTAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DEL CALCESTRUZZO IN OPERA).

La resistenza del calcestruzzo in opera e la scelta del corretto valore da assumere nelle verifiche strutturali
Le incongruenze delle NTC 2018 nel caso delle strutture esistenti e delle nuove costruzioni in calcestruzzo.
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Con riferimento al primo caso, è noto che le Norme, al fine di garantire un accettabile livello di affidabilità delle nuove costruzioni in c.a., forniscono, per il cls, una serie di classi di Resistenza caratteristica R_ck fra le quali il progettista adotta quella necessaria in base alle proprie valutazioni di calcolo; è altrettanto noto – e bene lo evidenziano gli estensori dell’articolo - che la Resistenza caratteristica R_ck rappresenta un valore decisamente cautelativo, corrispondente ad un frattile 5%; si è quindi stabilito, convenzionalmente, che al fine di controllare che la resistenza del cls impiegato nella costruzione sia non inferiore alla classe di progetto (Resistenza potenziale del cls), si eseguano precisi e severi controlli di accettazione su un determinato numero di cubi, di determinate caratteristiche, correttamente stagionati e provati a 28 giorni di stagionatura in un laboratorio ufficiale o autorizzato, dotato di personale e attrezzature qualificati.

Al riguardo è bene insistere sul fatto che il normatore, al fine di ottenere una costruzione affidabile e duratura, con un approccio assolutamente condivisibile, pretende, nella fase di progettazione e costruzione di una struttura, che siano garantiti valori di resistenza del cls anche due o tre volte quelli effettivamente necessari derivanti dal calcolo; questo per tenere conto sia delle inevitabili approssimazioni di calcolo che degli altrettanto inevitabili difetti sia nella fabbricazione del calcestruzzo che nella successiva messa in opera.

Può tuttavia capitare, ed è questo il primo caso in esame, che i controlli di accettazioni non forniscano i risultati attesi. In tal caso le Norme, la Circolare e le Linee Guida, prevedono che si eseguano, sulle strutture in corso di realizzazione o appena realizzate, una serie di controlli, fra i quali, in primo luogo, il prelievo di un numero congruo di carote, da sottoporre poi a prove di compressione presso i medesimi laboratori ufficiali o autorizzati. Dai risultati ottenuti è possibile, utilizzando criteri forniti dalla Circolare e dalle Linee Guida, la cosiddetta “Resistenza caratteristica strutturale in sito” R_ck,is o f_ck,is, con riferimento al procedimento contenuto nella norma UNI EN 13791:2008.

È del tutto evidente che la procedura sopra richiamata, è - e deve essere - altrettanto precisa e severa quanto i controlli di accettazione, che non sono andati bene; per questo si ricercano i valori “caratteristici”, sia per un confronto con i valori di calcolo e quindi di sicurezza, sia per un confronto con i valori “contrattuali”, al fine di eventuali provvedimenti amministrativi; d’altra parte sarebbe singolare che si adottassero criteri rigorosi per i controlli di accettazione e poi, in conseguenza di un loro fallimento, nelle verifiche successive si adottassero criteri più “blandi”.

E in ogni caso, è comunque chiaro che c’è da aspettarsi che i valori di resistenza del calcestruzzo in opera siano inferiori di quelli caratteristici “convenzionali” che, come accennato, si pretendevano nella fase di progettazione e costruzione. Lo esprime bene il paragrafo 11.2.6. CONTROLLO DELLA RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO IN OPERA delle NTC, laddove precisa, preliminarmente, che:

“Il valore caratteristico della resistenza del calcestruzzo in opera (definita come resistenza caratteristica in situ, R_ckis o f_ckis) è in genere minore del valore della resistenza caratteristica assunta in fase di progetto R_ck o f_ck”.

Tant’è che si ammette che il valore caratteristico in opera, in primo luogo tenga conto del fattore di disturbo F_d nel prelievo delle carote e poi, che sia comunque non inferiore all’85% della resistenza caratteristica di progetto.
Sulla validità di questo approccio, mi sembra siamo tutti d’accordo.

La questione si complica quando passiamo al secondo caso, quello in cui è necessario determinare il valore di resistenza di un calcestruzzo in opera ai fini della verifica di stabilità e livello di sicurezza di una struttura esistente (Cap. 8 delle NTC).
È bene qui ribadire, preliminarmente, due aspetti: il primo, poco sopra accennato, che il valore della resistenza del calcestruzzo in opera è in genere minore del valore della resistenza assunta in fase di progetto; il secondo, che i tassi di esercizio del cls dovrebbero essere decisamente inferiori al valore della resistenza effettiva.

Va inoltre ricordato che, la consapevolezza che il cls in opera possegga una resistenza inferiore a quella dei campioni utilizzati per i controlli di accettazione è un dato noto ma, in ogni caso, acquisito in termini numerici solo da un paio di decenni circa. Tale divario, peraltro, ha in parte rappresentato anche il motivo per cui in fase di progettazione venivano, e vengono, adottati margini di sicurezza ampi, rispetto ai valori più strettamente necessari.

Tenendo conto di tutto questo, se si pretendesse oggi di effettuare le verifiche di sicurezza adottando i valori di resistenza caratteristici del calcestruzzo in opera, gran parte delle strutture non potrebbe soddisfare le verifiche, almeno teoricamente; ciò comporterebbe, immotivatamente, di dover dichiarare inagibili – forse avventatamente - molte strutture; pensiamo a gran parte del patrimonio esistente ed alle opere pubbliche quali viadotti, gallerie, scuole e sedi di enti pubblici, senza dimenticare, inoltre, che nell’ambito della valutazione entrano in gioco anche le riduzioni dovute ai fattori di confidenza, appositamente introdotte nelle verifiche delle costruzioni esistenti.

È opportuna, infine, un’ultima considerazione; perseguire valori di sicurezza il più possibile elevati nelle nuove costruzioni ha un costo tutto sommato modesto, mentre incrementare il livello di sicurezza di una costruzione esistente costa molto.
Per quanto sopra, a mio avviso, è bene che a questo punto l’approccio non sia più solo squisitamente tecnico/scientifico, ma investa anche aspetti pratici e, perché no, politici.
Infatti, le Linee guida tengono conto anche di questi aspetti quando stabiliscono che:

Nel caso di costruzioni esistenti, non si farà riferimento ai valori f_ck ed R_ck, bensì si calcoleranno i valori medi cilindrici f_{m (n)is} o cubici R_m(n)is, definiti come al punto a) del paragrafo precedente, ai quali andranno applicati i “fattori di confidenza” che ridurranno preliminarmente, in base al livello di conoscenza conseguito nelle indagini conoscitive, i valori medi di resistenza dei materiali della struttura esistente.

Proprio nell’utilizzo dei valori medi delle resistenze ottenute dalle carote, gli estensori dell’articolo in esame denunciano una incongruenza nelle norme, che risulterebbero “mediaticamente” severe nel caso delle “nuove costruzioni” e “politicamente” assolutorie nei confronti dell’esistente, da causare, addirittura, nella gran parte dei casi, l’invecchiamento e la conseguente minore sicurezza d’uso del nostro patrimonio edilizio ed infrastrutturale, dimenticando in toto i citati fattori di confidenza.

In realtà, a mio avviso, per i motivi di cui sopra, bene fanno le norme ad utilizzare, nelle verifiche, valori delle resistenze in opera più “ragionevoli”, in fondo di non molto inferiori a quelli caratteristici, salvo che i risultati ottenuti dalla serie di carote non siano fortemente dispersivi.

In conclusione, quindi, se di incongruenza vogliamo parlare, potremmo definirla casomai una incongruenza “consapevole” e, forse, più formale che sostanziale.