MIX DESIGN DEL CALCESTRUZZO

Esistono fondamentalmente due tipi di mix-design: semplice e complesso.

Il mix-design è semplice quando è necessario individuare la composizione del calcestruzzo se si conoscono i seguenti tre requisiti che rappresentano gli elementi base per ogni mix-design anche secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni emanate con il DM del 14 Gennaio del 2008*:

• la classe di resistenza → resistenza caratteristica (Rck) da convertire in a/c se si conosce il tipo di cemento;

• la classe di consistenza → lavorabilità;

• il diametro massimo dell’inerte (Dmax) disponibile → compatibilità con il copriferro.

Il mix-design è complesso quando, oltre ai suddetti tre requisiti, esiste almeno un’altra caratteristica aggiuntiva (usualmente la durabilità) che interessa conferire al materiale.

Da un punto di vista pratico, poiché la recente normativa riportata nelle Norme Tecniche per le Costruzioni emanate con DM del 24 Gennaio 2008 prevede che nel progetto sia sempre indicato la classe di esposizione**, l’unica possibilità per l’esistenza di un mix design semplice può essere adottato solo nelle costruzioni con classe di esposizione X0 per la quale non esiste alcun vincolo per il conseguimento della durabilità (ambienti interni al riparo dalle piogge ambientali).

Il mix-design, letteralmente progetto della miscela, è il procedimento per il calcolo della composizione del calcestruzzo (in termini di quantità di cemento, di acqua e di inerti per m3 di calcestruzzo), a partire da:

a) le proprietà ingegneristiche del materiale indurito (resistenza meccanica, modulo elastico, ritiro, scorrimento viscoso, durabilità, ecc.), quali risultano dall’esigenza del progetto dell’opera;

b) le esigenze esecutive (lavorabilità, organizzazione del cantiere, modalità di getto, ecc.);

c) i materiali disponibili (tipo di cemento, di inerti e di additivi).

L’accumulo di dati consolidati in oltre un secolo di esperienza sull’impiego del calcestruzzo consente di calcolare preventivamente la composizione della miscela partendo dai requisiti tecnici richiesti. Esistono, in sostanza, una serie di consolidate correlazioni tra le proprietà richieste da una parte (resistenza meccanica, ritiro, deformazione viscosa, durabilità, ecc.) e la composizione del calcestruzzo dall’altra (rapporto acqua/cemento, rapporto inerte/cemento, acqua di impasto, ecc.). Tali correlazioni, esprimibili di volta in volta sotto forma di equazioni, di grafici o tabelle, riguardano:

● il rapporto acqua-cemento (a/c) che è il parametro fondamentale - unitamente al tipo di cemento - nel determinare il comportamento meccanico, e la resistenza alle aggressioni ambientali (durabilità);

● la scelta dell’aggregato per tipologia (alluvionale o frantumato) e per dimensione (diametro massimo) è di fondamentale importanza - unitamente agli additivi che modificano la lavorabilità dell’impasto fresco - per determinare la richiesta d’acqua del calcestruzzo e condizionare in modo significativo il dosaggio di cemento e quello dell’inerte: ridurre l’acqua - attraverso una combinazione di aggregato e di additivo - significa logicamente ridurre il dosaggio di cemento (a parità di a/c) e quindi aumentare il volume dell’inerte (a parità di lavorabilità), con benefici straordinari sulla stabilità dimensionale della struttura (in termini di minor ritiro igrometrico e minore deformazione viscosa) e sul costo del materiale;

● il dosaggio di cemento è quindi la conseguenza logica dell’analisi sopra menzionata che consiste nel tramutare le esigenze ingegneristiche (resistenza meccanica, durabilità e lavorabilità) in una composizione del calcestruzzo. Esso, pertanto non può essere prefissato a priori da specifiche tecniche, con conseguenze talvolta disastrose fin dall’inizio di vita della struttura; per esempio: fessure indotte da gradienti termici e ritiro da essiccamento, entrambe provocate da un eccesso di calore di idratazione correlato con un eccessivo dosaggio ed impropria scelta del tipo di cemento. (vedi articolo)

* Nel paragrafo § 11.2.1 delle Norme Tecniche per le Costruzioni emanate con DM del 24 Gennaio del 2008 si precisa che “la prescrizione del calcestruzzo all’atto del progetto deve essere caratterizzata almeno mediante la classe di resistenza, la classe di consistenza ed il diametro massimo dell’aggregato”.

** Nel paragrafo §11.2.11 delle “Norme Tecniche delle Costruzioni” si precisa che “per garantire la durabilità delle strutture in cls ordinario armato e precompresso, esposte all’azione dell’ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall’attacco chimico, fisico e derivante dalla corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo”.