Che cosa è la maturazione del calcestruzzo?
La stagionatura o maturazione del calcestruzzo o ancor meglio “maturazione controllata del calcestruzzo” è l’insieme degli accorgimenti post-getto, atti a mantenere il calcestruzzo in condizioni protette ed ideali affinché le reazioni chimico-fisiche del processo di idratazione del cemento avvengano in modo corretto.
Come noto, le condizioni ideali per la maturazione del calcestruzzo sono esattamente quelle a cui si fanno stagionare le campionature, ovvero i classici cubetti o travetti da destinare a prove di compressione, flessione, etc. I prelievi difatti vanno stagionati a temperatura di 20° C (+/- 2° C) in immersione in una vasca d’acqua od in una camera con umidità relativa dell’aria costantemente > 95%.
Il mantenimento della saturazione d’acqua è necessario affinché lo spazio originariamente occupato dall’acqua sia colmato, per quanto possibile, dai prodotti di idratazione del cemento.
In assenza di una adeguata maturazione controllata dei provini, la validità degli stessi è vanificata (o relativa).
Più ci si allontana da queste “condizioni ideali”, più il calcestruzzo può perdere le sue resistenze caratteristiche, ma anche variare nella sua struttura ed addirittura nella sua forma!
Ovviamente ciò non significa che in cantiere ci debbano essere caratteristiche metereologiche paragonabili a quelle di una camera di laboratorio, ci mancherebbe!
Tuttavia è fondamentale sapere come un calcestruzzo varia e quali problematiche possono insorgere, se il cls non matura entro le condizioni minime di sicurezza.
Cosa dice la normativa in merito alla stagionatura del calcestruzzo?
Nelle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018, al capitolo “11.2.1 Specifiche per il calcestruzzo” si cita testualmente: “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.”
Per i pavimenti industriali:
Il documento DT-211/2014 CNR Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Pavimentazioni di Calcestruzzo, al capitolo 9.4.9 (protezione e stagionatura), cito testualmente “Per raggiungere le potenziali prestazioni attese dal calcestruzzo, soprattutto nella zona corticale, occorre proteggerlo a stagionarlo accuratamente. La stagionatura e protezione della pavimentazione deve iniziare appena possibile dopo la fase di lisciatura con frattazzatrice meccanica.” Inoltre: “L’obbligo della stagionatura deve essere prescritto dal Progettista. I metodi e la durata della stagionatura devono essere prescritti in relazione alle condizioni ambientali e operative al momento della realizzazione. La corretta stagionatura deve essere garantita preferibilmente per circa 15 giorni e comunque, in ogni caso, per un tempo non inferiore a 7 giorni.”
Si evince pertanto che una corretta stagionatura del calcestruzzo non è un vezzo costruttivo od una fase accessoria, ma un obbligo di legge.
Quanto tempo dura la stagionatura del calcestruzzo?
In linea orientativa, più la stagionatura umida è prolungata, maggiori sono i vantaggi.
La normativa UNI 13670-1 indica i tempi minimi di maturazione protetta raccomandati per impedire/ridurre la formazione di fessure innescate dal ritiro igrometrico. Si stabiliscono quattro classi di stagionatura alle quali corrispondono dei tempi minimi di stagionatura protetta del calcestruzzo, in funzione della temperatura superficiale del cls e dello sviluppo teorico delle resistenze a 20 °C.
Lo sviluppo della resistenza è misurato mediante il rapporto R = F2/Rck
F2 è la resistenza media del calcestruzzo dopo 2 giorni a 20 °C;Rck è la resistenza media del calcestruzzo dopo 28 giorni a 20 °C. Tali valori essendo caratteristici del calcestruzzo devono essere forniti dal produttore.
Per ogni classe di stagionatura (tranne la 1) sono previsti quattro tipi di sviluppo della resistenza a 20 °C (UNI EN 206-1):
Classe 1) rapido r ≥ 0,5
Classe 2) medio 0,3 ≤ r < 0,5
Classe 3) lento 0,15 ≤ r < 0,3
Classe 4) molto lento r < 0,15
Classe di stagionatura 1: è previsto un tempo minimo unico di stagionatura pari a 12 ore;
Classe di stagionatura 2 - garantisce una resistenza meccanica della superficie del calcestruzzo pari al 35% Rck: in funzione della temperatura superficiale il tempo di stagionatura può variare da 1 - 2,5 giorni [8] per 25 °C a 2-11 giorni per temperature pari a 5 °C;
Classe di stagionatura 3 - garantisce una resistenza meccanica della superficie del calcestruzzo pari al 50% Rck: in funzione della temperatura superficiale il tempo di stagionatura può variare da 1,5-3,5 giorni per 25 °C a 3,5-18 giorni per temperature pari a 5 °C;
Classe di stagionatura 4 - garantisce una resistenza meccanica della superficie del calcestruzzo pari al 70% Rck: in funzione della temperatura superficiale il tempo di stagionatura può variare da 3-6 giorni per 25 °C a 9-30 giorni per temperature pari a 5 °C.
La classe di stagionatura deve essere scelta dal progettista in base alla classe di esposizione, al tipo di calcestruzzo, al copriferro, alle condizioni climatiche e alla dimensione degli elementi gettati, pertanto se ad esempio:se previsto un calcestruzzo confezionato con un cemento a rapido indurimento, che garantisce un rapporto r ≥ 0,5,la struttura da proteggere ha una superficie molto esposta agli agenti atmosferici (come ad esempio una platea od un pavimento industriale); che entrerà in contatto con terreni aggressivi (es classe di esposizione XA3) e per la quale l'ambiente di maturazione del calcestruzzo non è ottimale (alte temperature e venti elevati).è conveniente prevedere una classe di stagionatura 4. Al tal fine scegliendo una protezione che determini una temperatura superficiale pari a 25 °C, bisogna prevedere una stagionatura del getto di almeno 3 giorni.
Lo specifico caso dei pavimenti industriali in calcestruzzo.
I pavimenti industriali sono probabilmente i manufatti più sensibili ad una scorretta maturazione del calcestruzzo.
Questo lo si deve a due particolari fattori:
- Il getto di calcestruzzo non avviene all’interno di casseri, i quali sono in grado di proteggere il cls nei primi giorni dopo il getto, bensì in spazio aperto a contatto con l’aria, gli agenti atmosferici e, talvolta, con la massicciata di sottofondo.
- il getto di cls ha un basso spessore ed una ampissima superficie esposta all’aria ed agli agenti atmosferici.
È facile quindi intuire come le condizioni metereologiche durante i getti e gli accorgimenti da adottare per la maturazione, siano essenziali per la buona riuscita di una pavimentazione industriale.
La mancanza di una maturazione controllata del calcestruzzo può portare a numerose problematiche tra cui fessurazioni estese, eccessiva porosità della superficie e tendenza allo sfarinamento, delaminazioni del corazzante superficiale, marcato effetto curling delle piastre, etc..
Attenzione all’evaporazione differenziale ed all’effetto curling!
Dell’effetto Curling ne abbiamo già parlato in un precedente articolo. Se il getto della pavimentazione in cls avviene su barriera al vapore, ovvero su strato impermeabile, l’evaporazione differenziale tra lo stato superficiale esposto all’aria e lo strato più inferiore causa l’imbarcamento delle lastre di calcestruzzo. Non è possibile eliminare questo fenomeno in getti di pavimentazioni con spessori inferiori a 30/35 cm, tuttavia è possibile mitigarlo con una corretta stagionatura del calcestruzzo.
E’ quindi di fondamentale importanza limitare l’evaporazione dell’acqua d’impasto, con i metodi in seguito descritti.
Tecniche di maturazione: Immersione o copertura con teli bagnati
Come già descritto in precedenza, la maturazione del calcestruzzo in immersione d’acqua rappresenta una condizione perfetta, tuttavia è evidente che in cantiere attuare tale metodo risulta pressoché impossibile.
Una tecnica che consente di ottenere risultati similari all’immersione consiste nell’applicare sui getti di cls dei teli permeabili in tessuto o geotessuto, i quali dovranno essere costantemente irrorati di acqua.
Vantaggi:
- Metodo estremamente efficace ed affidabile.
Svantaggi:
- Metodo ecologicamente non sostenibile, causa il consumo ingente di acqua necessaria per irrorare la struttura continuativamente per diversi giorni.
- Costi complessivi e tempi di applicazione/rimozione dei tessuti.
- Necessita di costante monitoraggio.
- Non applicabile in climi rigidi.
Applicazione di teli impermeabili.
Un metodo molto diffuso, specialmente nel settore delle pavimentazioni industriali, consiste nell’applicazione superficiale, a fine lavori, di teli impermeabili di polietilene.
Vantaggi:
- Applicazione relativamente rapida.
- Buona efficienza.
Svantaggi:
- I teli applicati sulla superficie aderiranno in modo discontinuo, imprimendo sulla superficie delle discromie. Queste differenze cromatiche si attenueranno con il tempo.
- Spesso porzioni di telo vengono rimosse durante le operazioni di cantiere, vanificando localmente il processo.
Applicazione di Curing agents
I curing agents (o stagionanti per calcestruzzo) sono prodotti a base di cere paraffiniche o resine, in dispersione acquosa o solvente i quali, applicati a spruzzo sulla superficie del calcestruzzo, possono ridurre sensibilmente l’evaporazione dell’acqua d’impasto.
Personalmente non amo l’utilizzo di prodotti a base paraffina, in quanto possono creare macchie sulla superficie ed inibire l’adesione di successivi rivestimenti.
L’applicazione di curing a base di resine risulta efficace solo se applicate con metodo e nelle giuste quantità e diluizioni, in almeno due passaggi
Vantaggi:
- Applicazione rapida ed economica.
- Possono essere applicati anche prima di lavorazioni di completamento, come ad esempio la realizzazione di giunti di contrazione.
- Non richiedono monitoraggio.
- Non necessitano di impiegare mano d’opera per il recupero o smaltimento dei teli.
Svantaggi:
- Non presentano un’efficacia pari ai precedenti metodi, specialmente se applicati in quantitativi scarsi od in unica mano.
- Se applicati in modo errato possono creare inestetismi.
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