Classe di resistenza calcestruzzo secondo Eurocodice, NTC 2008 e NTC 2017

Classe di resistenza calcestruzzo: come vengono definite e come si ottengono le varie classi secondo l’Eurocodice e le norme tecniche per le costruzioni

La classe di resistenza rappresenta la capacità del calcestruzzo di assorbire gli sforzi di compressione.

La resistenza a compressione viene misurata su appositi provini dopo 28 giorni dal prelievo ed è definita come il rapporto fra il carico applicato e l’area della sezione resistente del provini.

La norma EN 206-1 prevede al punto 4.3.1 che il calcestruzzo può essere classificato in funzione alla sua resistenza a compressione.

Per la classificazione possono essere utilizzate le seguenti resistenze caratteristiche:

  • resistenza caratteristica cubica fck,cube  : resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cubi di 150 mm di lato
  • resistenza caratteristica cilindrica fck,cyl : resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cilindri di altezza 300 mm e diametro 150 mm

 

Provini calcestruzzo

Provini calcestruzzo (cubici e cilindrici)

 

La EN 206 prevede una doppia classificazione della resistenza a compressione, una per calcestruzzi normali e pesanti e l’altra per calcestruzzi leggeri.

Classi di resistenza a compressione per calcestruzzo normale e pesante

Classe di resistenza a compressione Resistenza caratteristica cilindrica minima
fck,cyl  [N/mm2]
Resistenza caratteristica cubica minima
fck,cube  [N/mm2]
C8/10 8 10
C12/15 12 15
C16/20 16 20
C20/25 20 25
C25/30 25 30
C30/37 30 37
C35/45 35 45
C40/50 40 50
C45/55 45 55
C50/60 50 60
C55/67 55 67
C60/75 60 75
C70/85 70 85
C80/95 80 95
C90/105 90 105
C100/115 100 115

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Classi di resistenza a compressione per calcestruzzo leggero

Classe di resistenza a compressione Resistenza caratteristica cilindrica minima
fck,cyl  [N/mm2]
Resistenza caratteristica cubica minima
fck,cube  [N/mm2]
LC8/9 8 9
LC12/13 12 13
LC16/18 16 18
LC20/22 20 22
LC25/28 25 28
LC30/33 30 33
LC35/38 35 38
LC40/44 40 44
LC45/50 45 50
LC50/55 50 55
LC55/60 55 60
LC60/66 60 66
LC70/77 70 77
LC80/88 80 88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resistenza caratteristica

La resistenza caratteristica fck rappresenta il frattile del 5%, ossia il valore al di sotto del quale ci si attende che cada solamente il 5% di tutti i provini che potrebbero essere controllati per quel calcestruzzo. In pratica il provino ha il 95% di probabilità di essere maggiorato in termini di resistenza.

La resistenza caratteristica viene ricavata statisticamente dai valori di rottura dei singoli provini.

In certe situazioni (per esempio precompressione) può essere appropriato determinare la resistenza a compressione del calcestruzzo prima o dopo i 28 giorni, sulla base di provini conservati in condizioni diverse da quelle prescritte nella EN 12390. In tal caso:

fck(t) = fcm(t) – 8 (MPa) per 3 < t < 28 d

fck(t) = fck per t ≥ 28 d

Resistenza media a compressione del calcestruzzo

La resistenza media a compressione del calcestruzzo fcm(t) è funzione dell’età (t) e dipende dai seguenti fattori:

  • tipo di cemento
  • temperatura
  • condizioni di stagionatura

Si può stimare con le espressioni:

fcm(t) = βcc(t) fcm

βcc(t) = exp {s[1-(28/t) (1/2)]}

dove:

  • fcm(t) è la resistenza media a compressione del calcestruzzo all’età di t giorni
  • fcm è la resistenza media a compressione a 28 d
  • βcc(t) è un coefficiente che dipende dall’età t del calcestruzzo
  • t è l’età del calcestruzzo in giorni
  • s è un coefficiente che dipende dal tipo di cemento:
    • 0,20 per cementi di classi di resistenza CEM 42,5 R, CEM 52,5 N e CEM 52,5 R (Classe R)
    • 0,25 per cementi di classi di resistenza CEM 32,5 R, CEM 42,5 N (Classe N)
    • 0,38 per cementi di classe di resistenza CEM 32,5 N (Classe S)

Resistenza a trazione del calcestruzzo

La resistenza a trazione del calcestruzzo è riferita alla più alta tensione raggiunta in condizioni di trazione assiale.

Se la resistenza a trazione è determinata come resistenza a trazione per spacco, fct,sp, si può ottenere un valore approssimato della resistenza a trazione assiale, fct, mediante la seguente formula:

fct = 0,9 fct,sp 

Lo sviluppo della resistenza a trazione nel tempo è fortemente influenzato dai seguenti fattori:

  • maturazione
  • essiccamento
  • dimensioni degli elementi strutturali

La resistenza a trazione fctm(t) si ottiene dalla seguente espressione:

fctm(t) = [βcc(t)]α · fctm

dove:

  • α = 1 per t < 28
  • α = ²⁄₃ per t ≥ 28

Deformazione elastica

Le deformazioni elastiche del calcestruzzo dipendono in larga parte dalla sua composizione (in particolar modo dagli aggregati).

Il modulo di elasticità di un calcestruzzo è funzione dei moduli di elasticità dei suoi componenti.

La variazione del modulo di elasticità nel tempo si può stimare con la seguente espressione:

Ecm(t) = [fcm(t) / fcm] 0,3 Ecm

dove:

  • Ecm (t) e fcm (t) sono i valori all’età di t giorni
  • Ecm e fcm sono i valori determinati all’’età di 28 giorni

Classe di resistenza calcestruzzo: la tabella

Di seguito proponiamo una tabella riassuntiva con le varie classi di resistenza calcestruzzo e la relazione per ottenerle in maniera analitica.

 

Classi di resistenza dei calcestruzzi

Relazione analitica/Spiegazione

fck,cyl (MPa) 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90
fck,cube (MPa) 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105
fcm (MPa) 20 24 28 33 38 43 48 53 58 63 68 78 88 98 fcm = fck + 8 (MPa)
fctm (MPa) 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 fctm = 0,30 · fck(²⁄₃) ≤ C50/60
fctm = 2,12 · ln [1 + (fcm/10)] > C50/60
fctk,0,05 (MPa) 1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9 3,0 3,1 3,2 3,4 3,5 fctk;0,05 = 0,7 · fctm
frattile 5%
fctk,0,95 (MPa) 2,0 2,5 2,9 3,3 3,8 4,2 4,6 4,9 5,3 5,5 5,7 6,0 6,3 6,6 fctk;0,95 = 1,3 · fctm
frattile 95%
Ecm (GPa) 27 29 30 31 33 34 35 36 37 38 39 41 42 44 Ecm = 22 · [(fcm)/10]0,3
(fcm in MPa)

 

Classe di resistenza del calcestruzzo secondo le NTC 2008

Le nuove norme tecniche classificano il calcestruzzo con un doppio parametro, che indica sia la resistenza caratteristica cilindrica, sia la resistenza caratteristica cubica.

La resistenza cilindrica fck viene determinata utilizzando provini cilindrici di 150 mm di diametro e 300 mm di altezza (H/D = 2).

Tra i due valori esiste la seguente relazione:

fck = 0,83 Rck (per H/D≥2)

La differenza tra questi due valori dipende fondamentalmente dal diverso stato tensionale che si genera nel provino a seguito delle prove di compressione, che dipende dal fatto che i provini cubici sono tozzi mentre quelli cilindrici sono snelli.

La differenza tra i valori della resistenza caratteristica cilindrica definita dall’EC2 e quella definita dalle NTC 2008 è minima.

Nella seguente tabella riportiamo il confronto per i tipi di calcestruzzo più usati:

Classe

Rck

fck

0,83 Rck

Diff %

C8/10 10 8 8,30 3,75%
C12/15 15 12 12,45 3,75%
C16/20 20 16 16,60 3,75
C20/25 25 20 20,75 3,75%
C25/30 30 25 24,90 -0,40%
C28/35 35 28 29,05 3,75%
C32/40 32 40 33,20 3,75%
C35/45 45 35 37,35 6,71%
C40/50 50 40 41,50 3,75%
C45/55 55 45 45,65 1,44%
C50/60 60 50 49,80 -0,40%

Classe di resistenza del calcestruzzo secondo le NTC 2017

Le Nuove norme tecniche richiamano in pieno le NTC 2008.

Sulla base della denominazione normalizzata vengono definite le seguenti classi di resistenza:

Classe

C8/10
C12/15
C16/20
C20/25
C25/30
C30/37
C35/45
C40/50
C45/55
C50/60
C55/67
C60/75
C70/85
C80/95
C90/105

 

 

 

 

 

Oltre alle classi di resistenza riportate in tabella si possono prendere in considerazione le classi di resistenza già in uso C28/35 e C32/40.

Per le classi di resistenza superiori a C45/55, la resistenza caratteristica e tutte le grandezze meccaniche e fisiche che hanno influenza sulla resistenza e durabilità del conglomerato devono essere accertate prima dell’inizio dei lavori tramite un’apposita sperimentazione preventiva e la produzione deve seguire specifiche procedure per il controllo di qualità.

Classe di resistenza calcestruzzo: calcolo delle resistenza secondo la normativa italiana e l’EC2

Di seguito si riporta una tabella con tutte le espressioni e le formule da utilizzare per il calcolo delle resistenze caratteristiche secondo:

  • Dm 9 gennaio 1996
  • NTC 2008
  • NTC 2017
  • EC2 (EN)
  • EC2 (appendice nazionale)

 

Classe di resistenza

Normativa

Relazione analitica

Resistenza caratteristica Dm 9 gennaio 1996 fck = 0,83 · Rck
NTC 2008 fck = 0,83 · Rck
NTC 2017 fck = 0,83 · Rck
EC2 (EN) fck = (0,80 ÷ 0,83) · Rck
EC2 (appendici nazionali) fck = (0,80 ÷ 0,83) · Rck

 

Classe di resistenza

Normativa

Relazione analitica

Resistenza di calcolo SLU a compressione Dm 9 gennaio 1996 ffcd = α ·  (fckc) = 0,85 ·  (fck /1,6) ≅ 0,44 · Rck
NTC 2008 fcd = αcc ·  (fckc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,47 · Rck
NTC 2017 fcd = αcc ·  (fckc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,47 · Rck
EC2 (EN) fcd = α ·  (fckc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,45 · Rck
EC2 (appendici nazionali) fcd = α ·  (fckc) = 0,85 ·  (fck /1,6) ≅ 0,43 · Rck

 

Classe di resistenza

Normativa

Relazione analitica

Resistenza media a trazione semplice (monoassiale)  Dm 9 gennaio 1996   fctm [N/mm2] = 0,27 · ( fck[N/mm2])2/ 3 
 NTC 2008 fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60

fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60

NTC 2017 fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60

fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60

EC2 (EN)  fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60

fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60

EC2 (appendici nazionali) fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 

 

 

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