Come armare il pavimento industriale

Da tempo con l’avvento della comunicazione tecnica, è stato dedicato un grande lavoro di parole e pensieri e financo di normative sui pavimenti industriali. Parole e pensieri non tanto riferiti però all’armatura destinata al pavimento industriale. Per l’armatura, non avendo alcuna indicazione riferita ai pavimenti industriali, gli addetti seguono i concetti delle strutture portanti. Concetti che però mal si adattano ai pavimenti industriali e che con questa nota vorrei chiarire i perché.

A partire da questa posizione mentale, abbastanza radicata, di armare il pavimento seguendo le regole delle strutture portanti, si vogliono trattare in questa nota tecnica, i fondamentali da considerare per armare il pavimento, comunque sempre nel rispetto delle regole generali di costruzione.

Concetti fondamentali sul ruolo e sulla giusta collocazione dell’armatura, ritenuti attendibili perché trattati nelle norme di altri paesi europei e dal sottoscritto anche nel mio primo libro pubblicato sui pavimenti industriali in calcestruzzo edito da ITEC nel 1985.

Concetti che desidero sottoporre alla qualificata rete di lettori di questa interessante rivista, soprattutto anche per raccogliere pensieri e opinioni differenti tanto per aprire uno spiraglio di luce sulla questione e finalmente attraverso la revisione del codice di buona pratica forse mettere tutti in pace e sintonia sull’argomento.

Le pavimentazioni in calcestruzzo

Il calcestruzzo armato è un materiale ottenuto inglobando nel conglomerato un'armatura metallica formata da barre di acciaio opportunamente conformate. Siamo concordi che gli elementi portanti di un edificio ed il pavimento industriale debbano entrambi sostenere i carichi agenti, ma ci venga concessa la riflessione sulla grande differenza nel predisporre l’armatura all’interno dei due elementi struttura e pavimento.

L’elemento strutturale è un elemento massiccio che sostiene i carichi agenti, è sottoposto a sforzi di trazione, per lo più irrilevanti, e durante la sua costruzione è protetto da casseri. L’elemento viene armato per assorbire gli sforzi da pressoflessione o flessione, e di taglio con una armatura principale e/o secondaria anche composta da staffe e reggistaffe. Inoltre, questi componenti in acciaio necessitano di una protezione dall’aggressione degli agenti esterni e quindi di un buon “copriferro” sia per garantire l’aderenza acciaio/calcestruzzo che per garantire durabilità. (classe di esposizione ambientale UNI EN 1992-1-1).

Il pavimento industriale in calcestruzzo è invece un’ampia superficie orizzontale a basso spessore (15-20 cm) non protetta da casseri e quindi esposta all’ambiente, è ben sopportato da una massicciata o da altro elemento che contribuisce, più o meno, alla rigidezza/indeformabilità dell’elemento ed è completamente scollegato dalle strutture in elevazione dell’edificio. Il pavimento industriale deve inoltre resistere all’abrasione, deve sopportare un traffico elevato ed è soggetto a deformazioni anche se non caricato.

Dunque, il pavimento deve essere armato con una cosiddetta “armatura diffusa” per assorbire gli sforzi di pressoflessione in caso di sopporto cedevole, ma fondamentalmente per assorbire parte delle contrazioni da ritiro della massa di calcestruzzo. Assorbire, ma solo in parte, le contrazioni da ritiro per il semplice fatto che l’armatura diffusa deve essere posta ad una distanza dall’estradosso uguale o maggiore a 60 mm per evitare che l’armatura venga tagliata durante l’esecuzione dei tagli per i giunti di contrazione (UNI 11146).

Riteniamo quindi indispensabile inserire in questo strato superficiale di calcestruzzo una “armatura di pelle” composta da fibre a basso modulo elastico per conferire una migliore duttilità allo stato superficiale.

Il compito primario dell’armatura diffusa nel pavimento è dunque inteso a garanzia degli eventuali cedimenti di un sopporto dal modulo di Winkler modesto o eterogeneo, e soprattutto per impedire alle fessure da ritiro di allargarsi. La durabilità del pavimento invece deve essere riposta principalmente sullo strato di usura per composizione degli indurenti e per metodo di applicazione (metodo a spolvero “anidro su fresco” o metodo a pastina “fresco su fresco”).

Considerazioni sulla rete di armatura seguendo le regole generali

Le posizioni mentali degli addetti sull’armatura di un pavimento in calcestruzzo sono abbastanza radicate all’armatura destinata ad un elemento strutturale, ma si discostano notevolmente dalla realtà tecnica di come deve essere armato un pavimento. Preciso e ricordo quindi che:

• L’armatura non ha la capacità di prevenire lo stato fessurativo del calcestruzzo (talvolta inevitabile per stati coattivi non noti), ma svolge invece la funzione di opporsi alla propagazione incontrollata delle fessurazioni;

• L’armatura viene sollecitata (inizia a lavorare) solo dopo che il calcestruzzo si è fessurato;

• Il pavimento viene dimensionato come struttura non armata poiché si considera che la sezione di cls si opponga ai carichi d’esercizio senza presentare stato fessurativo. Solo successivamente si predispone l’utilizzo di una armatura diffusa (rete elettrosaldata) all’estradosso (diam. filo 8 mm secondo UNI 11146) oppure all’intradosso calcolando diametro e posizionamento (distanza utile all’estradosso).

• L’armatura non migliora la resistenza a compressione, anzi;

• La rete “antiritiro” non esiste. Quindi è una informazione fuorviante riportata da alcuni produttori di rete elettrosaldata che dovrebbero intervenire con le dovute modifiche o precisazioni.

• La rete “antifessurazione” non esiste. Altra informazione fuorviante riportata da alcuni produttori di rete elettrosaldata. Prima si manifesta la fessura nel calcestruzzo e solo dopo la rete inizia a lavorare.

Come armare il pavimento industriale

Fatte le doverose premesse che precedono, focalizzo l’attenzione su alcune indicazioni incoerenti e prive di fondamenti tecnici presenti in alcuni capitolati forse perché assunte come regole personali.

1. Posizionare la doppia armatura al terzo superiore ed al terzo inferiore. Considerazione inappropriata e priva di fondamento tecnico per i seguenti motivi:

a) La doppia armatura inserita in un pavimento a basso spessore potrebbe impedire la corretta distribuzione del conglomerato tra i due strati di rete. Infatti, le sovrapposizioni contro lo sfilamento nella giunzione tra i fogli di rete, riducono la distanza tra i due strati di armatura diffusa, impedendo la distribuzione degli aggregati di grosso diametro che formano “l’ossatura” del conglomerato contro il ritiro. Distanza nota come “interferro” che, se troppo ravvicinata specialmente nella zona delle sovrapposizioni (cioè la zona di giunzione dei fogli di rete), potrebbe inficiare il risultato tecnico della pavimentazione.

b) Lo spessore dei due strati di armatura diffusa deve considerare le sovrapposizioni dei fogli di rete. La sovrapposizione, nella zona di giunzione tra i singoli fogli, impedisce lo sfilamento dei ferri e di conseguenza garantisce la continuità dell’armatura nella piastra di calcestruzzo. Quindi ponendo i due strati al terzo inferiore ed al terzo superiore rispettando un minimo di distanza di “interferro” tra lo strato di rete all’intradosso e quello all’estradosso servirebbe uno spessore totale di pavimento fuori dell’usuale.

c) L’armatura diffusa deve essere inserita:

• nella zona compressa, in prossimità dell’estradosso, ma a non meno a 60 mm dalla superficie per impedire che venga tagliata durante la esecuzione dei giunti di contrazione;
• nella zona tesa, in caso di sopporto cedevole o valori di costipamento incoerenti.

Quindi, inserire l’armatura al terzo superiore e/o al terzo inferiore è una indicazione vetusta e obsoleta, risalente alla tecnica aeroportuale e stradale dei tempi in cui la portanza della massicciata doveva essere considerata per la progettazione attorno ai primi anni ‘60.

2. Incoerenza sulla distanza destinata alle sovrapposizioni dei fogli di rete
L’armatura diffusa è necessaria per assorbire, a seconda della posizione nello spessore del pavimento, o gli sforzi di pressoflessione in caso di sopporto cedevole (posizione in zona tesa), oppure per assorbire parte delle contrazioni da ritiro per impedire alle fessure di allargarsi (posizione in zona compressa).

Il pavimento presenta una zona compressa all’estradosso ed una zona tesa all’intradosso. E l’armatura diffusa che costituisce il singolo strato lavora quindi in modo differente. L’armatura diffusa nello strato superficiale (distante almeno 6 cm dall’estradosso secondo UNI 11146 per evitare che venga tagliata durante l’esecuzione dei giunti di contrazione) svolge il compito primario di impedire alle fessure di allargarsi che così diventerebbero un problema per il transito dei carrelli.

Le sovrapposizioni delle reti elettrosaldate inserite nel pavimento contribuiscono a formare l' “armatura diffusa” formando lo spessore di ogni singolo strato, che deve essere considerato e vediamo come.

a) Nel caso di armatura nella zona compressa la sovrapposizione per la giunzione tra i fogli di rete può essere limitata agli spuntoni da 5 cm di cui dispongono le cosiddette reti “bidirezionali” su tutti e quattro i lati. Così operando viene rispettata la orizzontalità dello strato di armatura, non sussistendo nella zona compressa il fenomeno di sfilamento dell’armatura. Lo spessore minimo tra l’armatura e la superficie del pavimento deve risultare almeno di 6 cm per impedire che l’armatura venga tagliata durante l’esecuzione dei giunti di contrazione. (UNI 11146). Ricordiamo che l’armatura viene calpestata dagli addetti durante la posa in opera del cls e quindi potrebbe imbarcarsi se di diametro inconsistente (inferiore a 8mm).

b) Nel caso di armatura nella zona tesa invece l’armatura diffusa deve far fronte agli sforzi da trazione derivanti da una massicciata inconsistente (Coefficiente di Winkler K < 6 Kg/cm³) o da eterogenia di costipamento della stessa. In questi casi risulta importante eseguire le prove su piastra. [Preferibile utilizzare la piastra dinamica che consente un numero rilevante di prelievi idonei a garantire la omogeneità di costipamento.]

Le sovrapposizioni tra i fogli di rete devono risultare di almeno 20 cm (non oltre) per evitare lo sfilamento che, comunque, mai avverrà grazie all’innegabile contributo della massicciata.
Il diametro dell’armatura posta nella zona tesa deve essere calcolata.

Calcolo dell’armatura nella zona compressa

Nessun calcolo è necessario per il semplice fatto la stessa norma UNI 11146 “Criteri per la progettazione, l'esecuzione ed il collaudo dei pavimenti di calcestruzzo ad uso industriale”, al paragrafo 9.2.3 indica che: “Il ricoprimento dell'armatura all'estradosso deve essere di almeno 6 cm, e comunque superiore alla profondità del taglio dei giunti di contrazione. Nel caso in cui l'armatura posizionata nella parte alta del getto debba consentire il calpestio degli operatori, il suo diametro non potrà essere minore di 8 mm.”

Pertanto, in questo caso calcolare l’area del ferro necessario per impedire alle fessure di allargarsi, diviene superfluo. Ma teniamo presente di rendere duttile la zona compressa con una “armatura di pelle” composto da fibre a basso modulo elastico.

Calcolo dell’armatura nella zona tesa

Per il calcolo dell’armatura necessaria nella zona tesa (posta nella parte bassa del pavimento) si deve considerare l’altezza utile della sezione di calcestruzzo sopra l’armatura che risultando maggiore, il diametro del ferro necessario risulterà minore.

Quando si dispone di un sopporto/massicciata con portanza limitata (dunque soggetto a possibili cedimenti) è necessario posizionare la rete elettrosaldata “quasi” a diretto contatto con il supporto. Non è necessario prevedere spessore di copriferro poiché non esiste il pericolo di ossidazione dell’armatura (mancando l’ossigeno nella zona di contatto).

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