Studio preliminare, qualifiche delle miscele e autocontrollo della produzione del calcestruzzo: considerazioni e suggerimenti

Con il presente articolo ci prefiggiamo alcuni obbiettivi, con il preciso scopo di chiarire aspetti tecnico-normativi quando viene richiesta al produttore di calcestruzzo lo studio di determinati calcestruzzi conformi alle prescrizioni del Capitolato dei Lavori, oggetto della fornitura.
Si forniranno utili indicazioni, di principio, sia per quanto riguarda l’analisi delle miscele richieste per la fornitura sia per quanto riguarda un tema su cui si è sempre dibattuto molto poco: una metodologia di autocontrollo, semplificata, della produzione dell’impianto di calcestruzzo.
Pertanto, prima di procedere ad analisi e impasti di prova dei calcestruzzi richiesti, è necessario un attento studio su ogni specifico calcestruzzo, considerando che la tecnologia ci fornisce oggi ogni argomento a livello del contesto normativo e, soprattutto, dello sviluppo scientifico in atto.

Quadro normativo di riferimento

Questo paragrafo riassume, brevemente, alcuni fondamentali passaggi normativi.

L’articolo non riporta il paragrafo relativo ai Controlli di Accettazione, 11.2.5 e sottoparagrafi, essendo ben noti e facilmente reperibili nelle Norme Tecniche per le Costruzioni.

Controlli di accettazione che vengono considerati ormai obsoleti, superati e non più corrispondenti alla realtà, sia tecnologica sia scientifica con una evidente e palese incongruenza con la resistenza media di progetto e la valutazione della resistenza caratteristica in opera come previsto dalle “Linee guida per la valutazione delle caratteristiche del calcestruzzo in opera”, edite dal Servizio Tecnico Centrale del CSLLPP.
Il Decreto Ministeriale del 17.01.2018, Norme Tecniche per le Costruzioni, prevede quanto segue:

11.2.1. Specifiche per il calcestruzzo

La prescrizione del calcestruzzo all’atto del progetto deve essere caratterizzata almeno mediante la classe di resistenza, la classe di consistenza al getto ed il diametro massimo inferiore e il diametro massimo superiore dell’aggregato, nonché la classe di esposizione ambientale, di cui alla norma UNI EN 206. Nel caso di impiego di armature di pre- o post-tensione permanentemente incorporate nei getti è obbligatoria anche l’individuazione della classe di contenuto in cloruri. La classe di resistenza è contraddistinta dai valori caratteristici delle resistenze cubica R_ck e cilindrica f_ck a compressione uniassiale, misurate rispettivamente su cubi di spigolo 150 mm e su cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm .

Inoltre, si dovranno dare indicazioni in merito ai processi di maturazione ed alle procedure di posa in opera, facendo utile riferimento alla norma UNI EN 13670, alle Linee Guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale ed alle Linee Guida per la valutazione delle caratteristiche del calcestruzzo in opera elaborate e pubblicate dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

La resistenza caratteristica a compressione è definita come la resistenza per la quale si ha il 5% di probabilità di trovare valori inferiori.

Nelle presenti norme la resistenza caratteristica designa quella dedotta da prove su provini come sopra descritti, confezionati e stagionati come specificato al § 11.2.4, eseguite a 28 giorni di maturazione. Potranno essere indicati altri tempi di maturazione a cui riferire le misure di resistenza ed il corrispondente valore caratteristico. Inoltre, si dovrà tener conto degli effetti prodotti da eventuali processi accelerati di maturazione.
Il conglomerato per il getto delle strutture di un’opera o di parte di essa si considera omogeneo ai fini del controllo (secondo le prestazioni), se possiede le medesime caratteristiche prestazionali (classe di resistenza e classe di esposizione).

11.2.2. Controlli di qualità del calcestruzzo

Il calcestruzzo deve essere prodotto in regime di controllo di qualità, con lo scopo di garantire che rispetti le prescrizioni definite in sede di progetto.

Il controllo si articola nelle seguenti fasi:

• Valutazione preliminare

Serve a determinare, prima dell’inizio della costruzione delle opere, la miscela per produrre il calcestruzzo in accordo con le prescrizioni di progetto.

• Controllo di produzione

Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo durante la produzione con processo industrializzato del calcestruzzo stesso.

• Controllo di accettazione

Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo utilizzato per l’esecuzione dell’opera, con prelievo effettuato contestualmente al getto dei relativi elementi strutturali.

• Prove complementari

Sono prove che vengono eseguite, ove necessario, a complemento delle prove di accettazione.
Le prove di accettazione e le eventuali prove complementari, compresi i carotaggi di cui al punto 11.2.6, devono essere eseguite e certificate dai laboratori di cui all’art. 59 del DPR n. 380/2001.

l costruttore resta comunque responsabile della qualità del calcestruzzo posto in opera, che sarà controllata dal Direttore dei Lavori, secondo le procedure di cui al § 11.2.5.

11.2.3. Valutazione preliminare

Il costruttore, prima dell’inizio della costruzione dell’opera, deve effettuare idonee prove preliminari di studio ed acquisire idonea documentazione relativa ai componenti, per ciascuna miscela omogenea di calcestruzzo da utilizzare, al fine di ottenere le prestazioni richieste dal progetto.

Nel caso di forniture provenienti da impianto di produzione industrializzata con certificato di controllo della produzione in fabbrica previsto al § 11.2.8, tale documentazione è costituita da quella di identificazione, qualificazione e controllo dei prodotti da fornire.

Il Direttore dei Lavori ha l'obbligo di acquisire, prima dell'inizio della costruzione, la documentazione relativa alla valutazione preliminare delle prestazioni e di accettare le tipologie di calcestruzzo da fornire, con facoltà di far eseguire ulteriori prove preliminari.

Il Direttore dei Lavori ha comunque l'obbligo di eseguire controlli sistematici in corso d’opera per verificare la corrispondenza delle caratteristiche del calcestruzzo fornito rispetto a quelle stabilite dal progetto.

11.2.4. Prelievo e prova dei campioni

Un prelievo consiste nel prelevare dagli impasti, al momento della posa in opera ed alla presenza del Direttore dei Lavori o di persona di sua fiducia, il calcestruzzo necessario per la confezione di un gruppo di due provini.

La media delle resistenze a compressione dei due provini di un prelievo rappresenta la “Resistenza di prelievo” che costituisce il valore mediante il quale vengono eseguiti i controlli del calcestruzzo. Il prelievo non viene accettato se la differenza fra i valori di resistenza dei due provini supera il 20% del valore inferiore; in tal caso si applicano le procedure di cui al §11.2.5.3.

È obbligo del Direttore dei Lavori prescrivere ulteriori prelievi rispetto al numero minimo, di cui ai successivi paragrafi, tutte le volte che variazioni di qualità e/o provenienza dei costituenti dell’impasto possano far presumere una variazione di qualità del calcestruzzo stesso, tale da non poter più essere considerato omogeneo.
Per la preparazione, la forma, le dimensioni e la stagionatura dei provini di calcestruzzo vale quanto indicato nelle norme UNI EN 12390-1:2012 e UNI EN 12390-2:2009.

Circa il procedimento da seguire per la determinazione della resistenza a compressione dei provini di calcestruzzo vale quanto indicato nelle norme UNI EN 12390-3:2009 e UNI EN 12390-4:2002.
Circa il procedimento da seguire per la determinazione della massa volumica vale quanto indicato nella norma UNI EN 12390-7:2009.

Infine, la parte più prescrittiva delle Norme Tecniche per le Costruzioni riguarda la resistenza media “obbiettivo” a fronte di una determinata resistenza caratteristica.

Pertanto, se si divide per il coefficiente 0,83, rapporto cilindro/cubo, l’equazione di cui sopra, avremo che il margine forfettario di 8 diventerà 9,6 MPa: in sintesi, deve essere chiaro che la resistenza media di progetto, per ogni tipologia di calcestruzzo richiesta, deve essere almeno:
R_cm ≥ R_ck+10 M_Pa.

Tale prescrizione, quindi, costituisce anche un target per le prove sia di prequalifica sia di qualifica per tutti i conglomerati oggetti delle forniture, anche se importanti capitolati segnalano a livello prescrittivo resistenze medie per ogni caratteristica non in linea con le Norme Tecniche per le Costruzioni.

Lettura dei Capitolati delle Opere Civili

Riteniamo che sia assolutamente doveroso, da parte del produttore del calcestruzzo, conoscere bene le specifiche richieste dei calcestruzzi previsti e conformi al Capitolato, riguardanti le forniture per tutte le opere che si andranno ad eseguire.

Per nostra esperienza, vi sono sempre stati, purtroppo, equivoci, e fraintendimenti, scaturiti dal fatto che l’impresa richiede, allo stesso produttore, determinate offerte senza rendersi conto che, a posteriori, i requisiti e/o le tipologie dei manufatti, richiedono ben altre composizioni e caratteristiche prestazionali del calcestruzzo e, nella maggior parte dei casi, non vengono analizzate, valorizzate e computate prescrizioni aggiuntive alle quattro fondamentali che, pur a parità di resistenza caratteristica a compressione, influenzano composizione, caratteristiche e costi del calcestruzzo richiesto.

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