La stima della resistenza in opera del calcestruzzo e la revisione delle NTC 2018

Nessuna stima della resistenza in opera del calcestruzzo senza la adeguata conoscenza e competenza

Le NTC 2018 sono in revisione, è il momento di chiarire come stimare il valore della resistenza in opera del calcestruzzo.

Le NTC 2018 sono attualmente in fase di revisione, è quindi questo il momento di concentrarsi su quegli argomenti e quelle prescrizioni che, nel corso di questi anni, dalla pubblicazione delle NTC 2018, il 17 gennaio 2018, fino ad oggi, hanno generato, fra gli addetti ai lavori, dibattiti e confronti e la cui applicazione ha, spesso, determinato criticità o interpretazioni contraddittorie.

Prima di entrare nel merito dell’argomento della presente nota è necessario premettere che, finalmente, l’impiego del calcestruzzo nelle strutture ha l’approccio, culturale, corretto.

La durabilità è una prestazione, e non una astrusa definizione di un paio di righe nelle norme.

Il mix design, o progetto della miscela, semplice o complesso è uno strumento di calcolo e non una procedura cabalistica.

Il calcestruzzo va “progettato” non solo nei confronti delle sollecitazioni statiche, ma anche di tutte quelle condizioni, ambientali, meteoriche, chimiche e fisiche, che costituiscono l’esercizio dell’opera.

Tutto ciò conferma quanto si è consolidato in questi anni nella sempre più frequente proposta di percorsi formativi specialistici, non solo accademici ma anche di aggiornamento professionale, che sono stati, in alcuni casi, estremamente positivi come quello che nei primi anni duemila, e per quasi un decennio, ha visto l’associazione ASCI (Associazione Sperimentatori Calcestruzzi Innovativi) che, sotto la guida del prof. ing. S. Lo Presti, ha formato e certificato centinaia di tecnici i quali, dopo un esame, venivano iscritti all’“Albo Nazionale dei Tecnologi del calcestruzzo”.

Esperienza che oggi è approdata nella recente, è dello scorso 30 novembre 2023, pubblicazione della UNI PdR 153 che prevede la formazione e la certificazione del personale tecnico preposto alla applicazione di prodotti e sistemi per la riparazione, il rinforzo, la protezione e la manutenzione di strutture di calcestruzzo armato, normale e precompresso.

La UNI PdR 153 ha individuato in tre profili professionali: il “Caposquadra”, l’”Assistente di cantiere”, il “Tecnico Specialista” i percorsi formativi necessari per garantire la qualità degli interventi, dalla produzione alla posa in opera e vede nella figura di vertice del “Tecnico Specialista” quanto di più simile alla fortunata definizione mediatica del “Tecnologo del calcestruzzo”.

Non si può parlare di resistenza del calcestruzzo in opera se non si sa nulla non solo della durabilità del calcestruzzo ma anche della chimica e del degrado del calcestruzzo e delle caratteristiche tecniche e dei limiti operativi delle attività sperimentali che, in opera, consentono di determinare specifici parametri fisici, chimici e meccanici del calcestruzzo.

Al riguardo, non si può non citare la UNI PdR 56, la prassi di riferimento che ha disciplinato dal maggio 2019 la formazione e la certificazione del personale addetto ai controlli non distruttivi sulle costruzioni esistenti e che, dopo la positiva accoglienza da parte del mercato, ha visto, lo scorso gennaio 2024, evolvere la UNI PdR 56 nella corrispondente norma UNI 11931.

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Un evento ancora più dirimente, rispetto alla deregulation che caratterizzava il settore dei controlli in opera, è rappresentato dall’emendamento (legge n. 55, 14 giugno 2019, pubblicato sulla G.U. n. 140 del 17 giugno 2019) dell’art. 59 del D.P.R. n. 380/2001 che, al comma 2, lett. c-bis, ha previsto fra le attività soggette ad autorizzazione le “Prove e controlli su materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti”.

Solo la sinergia di tutte queste conoscenze e competenze consente di estrapolare e quantificare il livello di degrado, di danneggiamento, di capacità residua di prestazione di un opera o di un elemento strutturale.

Sono pertanto consapevole che l’argomento che sto proponendo, ovvero la “stima del valore della resistenza in opera del calcestruzzo” rappresenta solo uno dei molteplici aspetti che concorrono a quantificare le criticità e la vulnerabilità di strutture e/o costruzioni in esercizio, elementi indispensabili per garantire la sicurezza d’uso e la pubblica incolumità.

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In quali casi si deve procedere alla stima della resistenza in opera

Quando si deve procedere alla “stima del valore della resistenza in opera del calcestruzzo”?

La risposta a questo quesito richiede di distinguere, schematicamente, almeno tre casi, due dei quali riconducibili alle nuove costruzioni ed uno alle costruzioni esistenti:

• nelle nuove costruzioni, quando è richiesta la soluzione della non conformità conseguente all’esito negativo dei controlli di accettazione (NTC 2018 par. 11.2.5.1 e par. 11.2.5.2), ma la resistenza a compressione in opera è finalizzata a stimare il valore commerciale della classe di resistenza;

• nelle nuove costruzioni, quando è richiesta la soluzione della non conformità conseguente all’esito negativo dei controlli di accettazione (NTC 2018 par. 11.2.5.1 e par. 11.2.5.2), ma la resistenza a compressione in opera è finalizzata a stimare la caratteristica meccanica da impiegare nelle verifiche strutturali (NTC 2018 par. 11.2.6);

• nelle costruzioni esistenti, quando la resistenza a compressione in opera è finalizzata a stimare la caratteristica meccanica da impiegare nelle verifiche strutturali (NTC 2018 par. 8.5.3 e par. 8.5.4, linee guida per la valutazione delle caratteristiche del calcestruzzo in opera – settembre 2017 – par. 4);

Prima di entrare nel merito di ciascun caso è opportuno chiarire alcuni aspetti.

Il primo, nelle nuove costruzioni la resistenza a compressione in opera viene determinata su campioni prelevati direttamente dalle strutture;

• disturbati, dall’utensile di taglio, rispetto ai provini convenzionali;
  
• decompressi, dopo l’estrazione;
  
• manipolati (taglio, rettifica,..) prima della prova;

mentre il controllo di accettazione prevede l’applicazione di due diseguaglianze ai risultati ottenuti dall’esecuzione della prova su provini convenzionali cubici, o cilindrici, che sono invece:

• confezionati in casseri di ridotte dimensioni, in assenza di armature e dopo essere stati correttamente omogeneizzati;
• compattati “a rifiuto”, quindi nelle condizioni di massimo addensamento;
• stagionati in condizioni di saturazione, quindi in una condizione ottimale per l’idratazione del cemento;
• prelevati, salvo specifico e diverso avviso, “a bocca di betoniera” e non dalle strutture;
• estratti dai casseri, dopo il confezionamento, senza alcun disturbo.

Il secondo, sia le nuove costruzioni che le costruzioni esistenti contemplano la stessa richiesta, ovvero “…stimare la caratteristica meccanica da impiegare nelle verifiche strutturali…” ma con riferimenti a procedure previste in due diversi capitoli delle NTC 2018, rispettivamente il par. 11.2.6 ed i parr. 8.5.3 e 8.5.4.

Ci si attenderebbe una coincidenza sostanziale, di metodo, fra le due procedure, che dovrebbero essere diverse solo per qualche variabile da ricondurre alla specificità dei due casi, p.e. il livello di conoscenza e la rappresentatività delle attività che ne conseguono; la presenza di fenomeni di degrado; la presenza di un quadro fessurativo; le effettive e reali condizioni di esercizio, etc….

È evidente che nella procedura indicata per le nuove costruzioni, si può affermare, senza timore di essere smentiti, che il livello di conoscenza è sempre più che dettagliato; infatti sono sempre presenti i disegni strutturali, le relazioni di calcolo, la qualifica dei materiali,…; e che, salvo casi specifici ed eccezionali, si può escludere la presenza di fenomeni di degrado o quella di un quadro fessurativo o che il manufatto abbia subito sollecitazioni più severe o diverse da quelle di esercizio.

La procedura prevista per le costruzioni esistenti deve invece risentire delle diversità che caratterizzano, generalmente, il patrimonio edilizio ed infrastrutturale e che sono funzione di molteplici variabili, variabili che rendono, di volta in volta, ogni manufatto un “prototipo”.

Condizione questa che può rendere ogni schematizzazione approssimativa e dove solo la competenza del Professionista incaricato e la specificità di ciascuna opera possono concorrere a definire le procedure sperimentali necessarie alla verifica della vulnerabilità e dove le schematizzazioni delle tabb. C8.5.IV, C8.5.V C8.5. VI, devono essere assunte come riferimenti qualitativi e mai come limiti “prescrittivi”.

In realtà, come si vedrà più avanti, le due procedure sono concettualmente diverse, per le nuove costruzioni viene prevista la stima del valore caratteristico della resistenza sperimentale in opera, con riferimento alla UNI EN 13791:2008 mentre per le costruzioni esistenti viene prevista l’applicazione dei fattori di confidenza FC, di cui alla tab.8.5.IV, al valor medio determinato sperimentalmente in opera.

In maniera non comprensibile le NTC 2018 assegnano alle nuove costruzioni il metodo più rigoroso, e corretto, ovvero la valutazione del valore caratteristico e consentono invece di adottare, per le costruzioni esistenti, il valore medio vanificando in tal modo la possibilità di apprezzare la dispersione del campione di risultati sperimentali e la sua corrispondente qualità.

Il terzo, riguarda l’impiego di prove indirette, non distruttive (PnD), nella determinazione della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera, impiego suggerito e consentito dalle NTC 2018, e dalle linee guida per la valutazione delle caratteristiche del calcestruzzo in opera – settembre 2017.

Il ricorso alle PnD in certi casi è opportuno, per la loro evidente non invasività, e il loro impiego è certamente auspicabile quando non devono risolvere Non Conformità o contenziosi ed è quindi richiesto da un Professionista/Progettista che può compensare l’eventuale dispersione dei risultati con un opportuno dimensionamento dell’intervento.

I benefici che derivano dall’impiego delle PnD non consentono però di considerare le PnD interamente sostitutive delle prove dirette, di compressione su provini prelevati in opera, la cui numerosità (delle prove dirette) deve rimanere sempre statisticamente rappresentativa e tale da garantire l’elaborazione di una curva di taratura con un grado di correlazione adeguato ed un livello di confidenza accettabile.

Variabili che influenzano la Resistenza del Calcestruzzo in opera

Il caso delle nuove costruzioni, quando è richiesta la soluzione della non conformità conseguente all’esito negativo dei controlli di accettazione (NTC 2018 par. 11.2.5.1 e par. 11.2.5.2), ma è finalizzata a stimare il valore commerciale della classe di resistenza.

È questo il caso più frequente e di maggiore impatto mediatico, dal quale è infatti scaturita, in passato, la definizione di “calcestruzzo depotenziato” definizione tanto fortunata, nell’uso comune, quanto scientificamente irricevibile.

Esemplificando, se la qualità della fornitura del calcestruzzo è riconducibile alla miscela qualificata ed autorizzata dal Direttore dei lavori e la verifica è a “bocca di betoniera”, la responsabilità della eventuale non conformità è del fornitore/preconfezionatore, se invece la verifica è “in situ”, eseguita quindi su calcestruzzo prelevato in opera, si deve considerare che la qualità del calcestruzzo dipende non solo dalla qualità del prodotto fornito ma anche dalle modalità di posa in opera e di compattazione e dalle condizioni meteoriche e di stagionatura.

In questo caso la responsabilità della eventuale non conformità può essere attribuita non solo al fornitore/preconfezionatore ma anche all’impresa che ha curato la posa in opera ed il cosiddetto “curing”.

Tutto ciò premesso è opportuno precisare che le NTC non sono mai riferite ad aspetti commerciali, ragione per cui la presente nota pur rilevando l’incongruenza di applicare criteri di conformità e procedure, contenute nelle NTC 2018, a dinamiche commerciali, e/o di altra natura (p.e. procedimenti giudiziari, ….), conferma che l’eventuale revisione delle NTC 2018 non può contemplare la risposta a questi quesiti, che deve essere, invece, onere e competenza delle Stazioni Appaltanti, degli Stakeholder, che devono disciplinare nel CSA, lex specialis, per il tramite della figura del Progettista, le procedure con le quali gestire le Non conformità commerciali e le relative responsabilità e competenze.

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L'articolo continua con la trattazione delle variabili che influenzano la Resistenza del Calcestruzzo in opera negli altri due casi.