Considerazioni sull'aggiunta d'acqua al calcestruzzo

La durabilità deve essere quindi valutata già in fase di progetto

Il tema della durabilità del calcestruzzo armato, prefabbricato, precompresso, ecc. dipende da molteplici fattori, alcuni dei quali sono le proprietà stesse del calcestruzzo: il tipo di maturazione, lo spessore del copriferro, le azioni ambientali, le azioni meccaniche, le azioni chimiche, le sollecitazioni ai vincoli, e altri. La durabilità deve essere quindi valutata già in fase di progetto tenendo conto di tali condizioni e fattori; sono da considerare inoltre anche gli aspetti relativi a protezioni aggiuntive, ispezioni, interventi di manutenzione ordinaria, ed eventuali esigenze e richieste contrattuali.

Esistono diverse miscele di calcestruzzo a seconda dei materiali presenti e delle loro proporzioni nel composto. Ogni miscela possiede proprietà differenti rispetto alle altre.

La presenza, ad  esempio, del 1-2%  riferito al peso del cemento di cloruro di calcio (CaCl₂), accelera i fenomeni di presa e di indurimento, aumentando conseguentemente la temperatura di reazione. In maniera del tutto simile agiscono carbonato (Na₂CO₃) e silicato sodico (Na₂SiO₃).

Al contrario l’idratazione del cemento può essere rallentata in presenza di sale di calcio dell’acido solforico i cui gruppi ossidrilici vengono assorbiti dai geli.  Anche in presenza di zucchero l’indurimento risulta rallentato senza pregiudizio delle caratteristiche meccaniche finali.

Una forte aerazione si può provocare aggiungendo all’impasto sostanze capaci di sviluppare gas nel corso dell’indurimento del cemento, ad esempio zinco o alluminio in polvere reagiscono con la calce e l’acqua liberando idrogeno (tipico esempio è la produzione di blocco in cemento autoclavato aerato per murature alleggerite). 

Gli elementi indicati negli esempi precedenti intervengono sulla temperatura, sulla reazione e sui tempi di presa sia nel caso di manufatti immediatamente esposti all’aria o ad agenti inquinanti sia negli elementi strutturali prematuramente scasserati e soggetti ad azioni meccaniche. Tali elementi possono perciò provocare un degrado più o meno rapido del conglomerato cementizio nella sua configurazione finale.

Tutto ciò dimostra che anche piccoli fattori possono influire sulle reazioni chimiche e fisiche del calcestruzzo e compromettere le lavorazioni successive che, se non adeguatamente presidiate, conducono ad effetti sulla durata finale dell’opera.

Acqua di impasto

E’ la quantità di acqua immessa nel calcestruzzo fresco che coincide con quella di progetto relativa alla miscela qualificata.

La sua qualità assume un ruolo fondamentale nel confezionamento del calcestruzzo in quanto ha una duplice funzione: miscelata con gli altri componenti (aggregato, cemento e additivo) rende l’impasto plastico e reagisce con il legante partecipando alla reazione di presa ed indurimento.

Risulta composta nel modo seguente:

• acqua presente in autobetoniera: è quella derivante dai lavaggi che l’autista esegue in cantiere per pulire la canaletta ed il tamburo dalle polveri e dalle parti fini che vanno ad incrostare parti del mezzo. A fine lavaggio un certo quantitativo di acqua rimane all’interno del tamburo dell’autobetoniera e viene valutato solo visivamente ed autonomamente dall’autista del mezzo; al rientro in centrale l’acqua normalmente non viene scaricata nelle opportune vasche di decantazione per evitare di riempirle e creare danni dal punto di vista ambientale, quindi comunica la presunta quantità all’operatore di centrale in modo che ne tenga conto prima di introdurre l’acqua nell’impasto;
• acqua derivante dall’umidità degli aggregati, sia fini che grossi: come già descritto nel relativo paragrafo, può derivare dall’acqua presente in atmosfera o dal lavaggio stesso dei materiali durante la selezione. Può entrare in parte o del tutto nei pori del sasso determinando situazioni igrometriche diverse dell’aggregato rispetto alla configurazione teorica di “saturo a superficie asciutta”; qualora fosse presente in eccesso dovrà essere gestita attraverso il controllo dell’umidità con sonde di tipo resistivo o igrometrico e debitamente valutata dall’operatore di centrale per la sua influenza nel rapporto a/c. Viceversa, se l’aggregato risulta troppo asciutto e/o insaturo andrebbe ad assorbire l’acqua introdotta nell’impasto
• acqua dosata dall’impianto, ossia la quantità di acqua gestita dall’operatore di centrale che, a meno delle quantità pocanzi riportate, coincide con quella teorica della ricetta;
• acqua di aggiustamento in fase di miscelazione per il raggiungimento della consistenza corretta, nel caso non sia raggiunta la consistenza attesa;
• acqua aggiunta dall’autista, ossia di correzione a causa della perdita di lavorabilità. L’autista dell’ autobetoniera, in questo caso in cantiere, in relazione alla temperatura ambientale, al tempo trascorso, alla perdita di lavorabilità e ad altre variabili, introduce un quantitativo d’acqua quanto più possibile basso per ritemprare il calcestruzzo. Tale fenomeno deve essere gestito dal produttore sotto la propria responsabilità. In alcuni casi, volutamente il carico giunge in cantiere con quantitativi di acqua inferiori a quelli previsti dalla ricetta e il raggiungimento del quantitativo previsto viene quindi realizzato in cantiere. Questo aspetto e il quantitativo massimo (massimo 10 l/mc) di acqua dovranno essere indicati sul DDT. 
• acqua richiesta dal cliente. E’ l’acqua che viene aggiunta in cantiere su richiesta dell’impresa che sta eseguendo i lavori e la messa in opera del calcestruzzo. Questo fenomeno è ancora molto frequente anche se vietato dalla normativa di riferimento UNI EN 11104. La richiesta di acqua da parte del cliente/impresa dovrà essere registrata sul DDT in maniera chiara identificando il referente che richiede tale aggiunta e la quantità effettivamente introdotta, in modo che la direzione lavori, a fronte di eventuali vizi, difettosità, anomalie o degradi, sia in grado di rintracciare quel getto ed eseguire tutti i controlli necessari per assicurare la resistenza meccanica finale e la durabilità. 

Le cause più comuni che portano all'aggiunta d'acqua

Il problema dell’aggiunta di acqua in cantiere può riferirsi a molti aspetti, tra i quali i più significativi sono:

• una progettazione non adeguata o carente: ad es. si prescrive sugli elaborati esecutivi di eseguire una soletta di un impalcato di spessore pari a 5 cm con classe di consistenza S4. La forbice relativa all’ S4 permette di ottenere in cantiere un abbassamento al cono  che varia dai 16 ai 21 cm. È chiaro che un calcestruzzo con un abbassamento di 16 cm è completamente diverso in termini di lavorabilità, di messa in opera e di finitura rispetto ad uno con un abbassamento di 21 cm, in relazione alla tipologia di getto e soprattutto nel caso in cui la messa in opera richieda la movimentazione manuale della superficie per il livellamento e la rasatura finale; ne deriva quindi che talvolta le prescrizioni indicate in progetto difficilmente sono realizzabili in opera; tutte le lavorazioni ove è necessaria la lavorazione e lo spostamento manuale del calcestruzzo andrebbero prescritte con una consistenza S5, strutture in pendenza dovrebbero essere gestite autonomamente con una consistenza S3, muri di grande altezza con una consistenza S4 tendente all’S3 per evitare la separazione del materiale, ecc; 
• qualora il produttore giungesse in cantiere con un S4 e un cono pari a 16-17cm l’impresa potrebbe trovarsi costretta a fluidificare il calcestruzzo per poter completare i lavori sulla base delle indicazioni sopracitate; 
• fattori economici: un calcestruzzo S4 è più economico di un S5, che si differenzia principalmente nella quantità di additivo, quindi all’impresa conviene acquistare il primo e fluidificarlo in sito per raggiungere la consistenza idonea del secondo;
• economia del trasporto: miscelare un calcestruzzo più pesante e quindi più “duro” costa in termini di consumo di gasolio più che miscelarne uno fresco più fluido ricco di acqua.

Una errata valutazione dell’acqua potrebbe influenzare in maniera significativa i tempi di presa, di indurimento, la resistenza caratteristica a compressione e a trazione, la superficie estetica dei manufatti, portando quindi a varie forme degrado.

Stralcio dal libro “La durabilità del calcestruzzo – i fattori che la influenzano” edito da Dario Flaccovio