Controllo di accettazione del calcestruzzo

Controllo di accettazione del calcestruzzo: come effettuare un prelievo in maniera corretta e come eseguire i controlli di accettazione di tipo A e tipo B con cenni teorici ed esempi pratici

Secondo le norme tecniche per le costruzioni il calcestruzzo va prodotto effettuando opportuni controlli di qualità, con lo scopo di garantire il rispetto delle prescrizioni definite in sede di progetto.

Il controllo di qualità del calcestruzzo si articola nelle seguenti fasi:

  • valutazione preliminare della resistenza: serve a determinare, prima dell’inizio della costruzione delle opere, la miscela per produrre il calcestruzzo con la resistenza caratteristica di progetto
  • controllo di produzione: riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo durante la produzione del calcestruzzo stesso
  • controllo di accettazione: riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo prodotto durante 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

In questo articolo ci concentriamo sul controllo di accettazione del calcestruzzo.

I controlli sul calcestruzzo sono a carico del direttore dei lavori, che ha la completa responsabilità dell’accettazione dei materiali.  Per effettuare i controlli sul calcestruzzo è necessario effettuare in maniera corretta il prelievo.

Modalità di effettuazione del prelievo

Per effettuare correttamente un prelievo di un campione di calcestruzzo bisogna rispettare le seguenti indicazioni:

  • obbligo della presenza del Direttore dei Lavori o di persona di sua fiducia
  • prelievo dagli impasti, al momento della posa in opera, di una quantità di calcestruzzo necessaria per il confezionamento di un gruppo di 2 provini
  • prescrizione di ulteriori prelievi, da parte del direttore dei lavori,  rispetto al numero minimo ogni qual volta che variazioni di qualità e/o provenienza dei costituenti dell’impasto possano far presumere una variazione di qualità del calcestruzzo, tale da non poter più essere considerato omogeneo

Il calcestruzzo deve essere gettato in appositi contenitori detti casseforme o cubiere, che possono essere metalliche, in PVC e in polistirolo.

Provini per il prelievo del calcestruzzo

Prelievo provini di calcestruzzo

È opportuno che le superfici interne delle casseforme siano pulite e ricoperte, quando la natura del materiale con cui le stesse sono formate lo richieda, con un sottile strato di agente disarmante. I provini devono essere compattati almeno in due strati, ma nessuno strato deve avere spessore maggiore di 100 mm.

L’assestamento del calcestruzzo nelle casseforme deve essere eseguito preferibilmente mediante vibrazione.

Scopo fondamentale di un costipamento corretto è realizzare la massima densità possibile per l’impasto dato. Ottenuto il costipamento del calcestruzzo si provvede a rasare la superficie superiore.

La maturazione del provino deve avvenire in ambiente controllato, proteggendoli da urti, vibrazioni e disidratazione.

Una volta rimossi dalle casseforme, i provini devono essere conservati, fino al momento della prova, in acqua o in ambiente a umido.

Di seguito proponiamo gli step per la corretta esecuzione della prova di compressione:

Step prova di compressione cls

Step prova di compressione cls

Le prove di compressione devono essere effettuate dai laboratori di cui all’art. 59 del dpr 380/2001 (testo unico edilizia).

Laboratorio per lo schiacciamento del provino

Laboratorio per lo schiacciamento del provino

Di seguito proponiamo una foto di un cubetto di calcestruzzo dopo la prova di compressione:

Provino dopo lo schiacciamento

Provino dopo lo schiacciamento

Controllo di accettazione

Il direttore dei lavori ha l’obbligo di verificare la conformità delle caratteristiche del calcestruzzo messo in opera rispetto a quello stabilito dal progetto e sperimentalmente verificato in sede di valutazione preliminare.

Il controllo di accettazione va eseguito su miscele omogenee e può essere di 2 tipi:

  • controllo di tipo A
  • controllo di tipo B

Per quantità omogenea di calcestruzzo si intende un’unica tipologia di calcestruzzo predefinita. Chiariamo con un esempio: ipotizziamo di dover gettare una struttura che complessivamente richiede 1600 m³ di  calcestruzzo. Se utilizziamo diverse composizioni di calcestruzzo per le varie parti strutturali (fondazione 1, fondazione 2, sopraelevazione), dovremo effettuare i controlli per ciascuna tipologia:

  • calcestruzzo per fondazione 1: 100 m³
  • calcestruzzo per fondazione 2: 300 m³
  • calcestruzzo per struttura in elevazione: 1200 m³

Pertanto, i controlli non saranno effettuati su 1600 m³ di miscela, ma sulle 3 tipologie di miscele omogenee.

Controllo di tipo A

Il controllo di tipo A è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea minore o uguale di 300 m³.

Ricordiamo che un prelievo vuol dire confezionare correttamente 2 cubetti (provini) di calcestruzzo.

Un controllo di accettazione di tipo A è rappresentato da 3 prelievi, ciascuno dei quali eseguito su un massimo di 100 m3 di getto di miscela omogenea.

Risulta quindi un controllo di accettazione ogni 300 m3 massimo di getto.

Per ogni giorno di getto, a prescindere dalla quantità, va comunque effettuato almeno un prelievo.

Nelle costruzioni con meno di 100 m3 di getto di miscela omogenea, fermo restando l’obbligo di almeno 3 prelievi e del rispetto delle limitazioni di cui sopra, è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero.

Determinata la resistenza di tutti i provini (cubetti) occorre definire la resistenza di ciascun prelievo. Al riguardo, la resistenza del prelievo è pari alla media delle resistenze dei 2 provini che lo costituiscono:

Rprel. = (Rcub1 + Rcub2)/2

Il controllo di accettazione di tipo A si effettua verificando le seguenti disequazioni:

  • R1 ≥ Rck – 3,5 (N/mm²)
  • Rm ≥ Rck + 3,5  (N/mm² )

ove:

  • R1 è la resistenza minima del prelievo [min (Rprel.1; Rprel.2; Rprel.3)]
  • Rm è la resistenza media dei 3 prelievi [(Rprel.1+Rprel.2+Rprel.3)/3]

Se le disequazioni sono verificate, il controllo di tipo A è positivo.

Controllo di tipo B

Il controllo di tipo B, anche detto controllo di accettazione di tipo statistico, è obbligatorio per la realizzazione di opere strutturali che richiedano l’impiego di più di 1500 m3 di miscela omogenea.

Il controllo va eseguito con frequenza di un controllo ogni 1500 m3 di calcestruzzo.

Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un prelievo e almeno 15 prelievi ogni 1500 m3.

Il controllo di accettazione è positivo se risultano verificate le seguenti disuguaglianze:

  • R1 ≥ Rck – 3,5
  • Rm ≥ Rck + 1,4 s (numero di prelievi ≥ 15)
  • s /R< 0,3

Per calcestruzzi con coefficiente di variazione (s/Rm) superiore a 0,15 occorrono controlli più accurati, integrati con prove complementari.

dove:

  • Rm = resistenza media dei prelievi (N/mm2)
  • R1 = minore valore di resistenza dei prelievi (N/mm2)
  • s = scarto quadratico medio

Norme tecniche per le costruzioni 2017, le novità sui controlli di accettazione

Ricordiamo che la bozza delle nuove Norme tecniche per le costruzioni NTC 2017 è stato inviato il 6 febbraio 2017 alla Commissione Europea.

Nel documento aggiornato sono previste alcune novità sui controlli di accettazione del calcestruzzo:

  • nuove terminologie
    • Rc,min al posto di R1
    • Rcm28 al posto di Rm
    • 1,48 al posto di 1,4 nel controllo di tipo B

Pertanto le verifiche sono espresse nel seguente modo:

  • Rc,min ≥ Rck – 3,5 N/mm² (Tipo A e B)
  • Rcm28  ≥ Rck + 3,5 N/mm² (Tipo A)
  • Rcm28  ≥ Rck + 1,48 s N/mm² (Tipo B)

Esempio di controllo di accettazione del calcestruzzo (controllo di accettazione di tipo A)

Si vuole effettuare il controllo di qualità del calcestruzzo di una struttura in c.a. con caratteristiche C25/30, consistenza S3, inerti 2 mm ed una miscela omogenea pari 310 m3.

  • Volume miscela omogenea: 310 m³
  • Numero di giorni di getto: 5 gg, cosi suddivisi:
    • giorno 1: 120 m³
    • giorno 2: 80 m³
    • giorno 3: 15 m³
    • giorno 4: 80 m³
    • giorno 5: 15 m³

Analizzando le prescrizioni normative, sono necessari i seguenti prelievi minimi:

OBBLIGO PRELIEVO GIORNALIERO

  • giorno 1: 2 prelievi (obbligo di prelievo giornaliero e quantitativo gettato maggiore di 100 m³)
  • giorno 2: 1 prelievi (obbligo di prelievo giornaliero)
  • giorno 3: 1 prelievi (obbligo di prelievo giornaliero)
  • giorno 4: 1 prelievi (obbligo di prelievo giornaliero)
  • giorno 5: 1 prelievi (obbligo di prelievo giornaliero)

Stando alle prescrizioni sull’obbligo giornaliero, occorrerebbero 6 prelievi (12 cubetti).

PRESCRIZIONI SUL CONTROLLO TIPO A

  • 1 controllo di tipo A ogni 300 metri cubi ⇒ 2 controlli di tipo A

Stando alle prescrizioni sul numero di controlli di tipo A, sono necessari 2 controlli di tipo A.

In definitiva, sono già sufficienti i prelievi derivanti dall’obbligo giornaliero.

Dopo la maturazione dei provini, questi vengono sottoposti a prova di compressione (schiacciamento).

Dal certificato di laboratorio, per ciascun provino, vengono fuori i seguenti valori:

Giorno Prelievo Rcubo 1
(N/mm2)
Rcubo 2
(N/mm2)
1 1 33 34
2 34 35
2 3 33 35
3 4 32 33
4 5 33 33
5 6 32 34

Si definiscono le seguenti resistenze dei prelievi:

Controllo 1

Indichiamo con Rpi la resistenza del prelievo i-esimo.

  1. RP1 = 33,5 N/mm²
  2. RP2 = 34,5 N/mm²
  3. RP3  = 34 N/mm²

Verifiche controllo 1 tipo A

  • R1 = 33 N/mm² > 26,5 N/mm²
  • Rm = 34 N/mm² > 33,5 N/mm2

Controllo 2

  1. RP4 = 32,5 N/mm²
  2. RP5 = 33 N/mm²
  3. RP6 = 33 N/mm²

Verifiche controllo 2 tipo A

  • R1 = 32 N/mm² > 26,5 N/mm²
  • Rm = 32,83 N/mm² < 33,5 N/mm2

Il controllo n.2  è negativo poiché non è soddisfatta la disequazione:

Rm  ≥ Rck + 3,5 N/mm²

anche se risulta:

R1 ≥ Rck – 3,5 N/mm²

Per calcolare la Rck del calcestruzzo gettato si applicano le formule inverse:

  • Rck = Rm – 3,5
  • Rck = Rmin +3,5

Il più piccolo tra i due valori dà la resistenza caratteristica pari a:

Rck = 29,33 N/mm²

È necessario consultare il progettista strutturale ed il collaudatore statico per poter effettuare tale declassamento. Ordinariamente è necessario procedere a prove complementari.

Esempio di controllo di accettazione del calcestruzzo con controllo di accettazione di tipo B

Si vuole eseguire il controllo di qualità del calcestruzzo di una struttura in c.a. con una miscela omogenea (caratteristiche C25/30, consistenza S3, inerti 2 mm) pari a 1650 m3.

  • Volume miscela omogenea: 1650 m³
  • Numero di giorni di getto: 22 gg, cosi suddivisi:
    • giorno 1: 210 m³ (occorrono 3 prelievi)
    • giorno 2: 250 m³ (occorrono 3 prelievi)
    • giorno 3: 90 m³
    • giorno 4: 90 m³
    • giorno 5: 120 m³ (occorrono 2 prelievi)
    • giorno 6: 120 m³ (occorrono 2 prelievi)
    • giorno 7: 70 m³
    • giorno 8: 80 m³
    • giorno 9: 30 m³
    • giorno 10: 30 m³
    • giorno 11: 20 m³
    • giorno 12: 80 m³
    • giorno 13: 20 m³
    • giorno 14: 70 m³
    • giorno 15: 40 m³
    • giorno 16: 30 m³
    • giorno 17: 70 m³
    • giorno 18: 50 m³
    • giorno 19: 20 m³
    • giorno 20: 30 m³
    • giorno 21: 50 m³
    • giorno 22: 80 m³ (3 prelievi – v. dopo)

Nei casi in cui il getto supera i 100 m³ occorrono 2 prelievi giornalieri; nei casi in cui il getto supera i 200 m³ occorrono 3 prelievi giornalieri.

Stando alle prescrizioni sull’obbligo giornaliero, occorrerebbero 28 prelievi (56 cubetti).

Tuttavia, trattandosi di un volume di miscela omogenea pari a 1650 m³, è necessario prevedere almeno 2 controlli di tipo B e quindi 30 prelievi (60 cubetti).

Dopo la maturazione dei provini, questi vengono sottoposti a prova di compressione (schiacciamento).

Dal certificato di laboratorio, per ciascun provino, vengono fuori i valori di resistenza indicati in tabella.

Giorno Prelievo Rcubo 1
(N/mm2)
Rcubo 2
(N/mm2)
Giorno Prelievo Rcubo 1
(N/mm2)
Rcubo 2
(N/mm2)
1 1 32 34 10 16 34 35
2 38 35 11 17 37 35
3 35 34 12 18 36 34
2 4 38 35 13 19 36 34
5 35 34 14 20 33 33
6 38 35 15 21 37 35
3 7 35 34 16 22 36 36
4 8 35,5 35 17 23 34 36
5 9 35 34 18 24 35,5 33
10 37 36 19 25 35 34
6 11 33 37 20 26 35 36
12 35 34,5 21 27 36,5 36
7 13 32,5 35,5 22 28 34,5 35
8 14 34 36 29 33 35
9 15 38 34 30 34 35

Si definiscono le seguenti resistenze dei prelievi:

Controllo 1

Procediamo al primo controllo di tipo B effettuato su 15 prelievi (30 cubetti).

Per il controllo di accettazione, costituito da 15 prelievi, si ha che le 15 resistenze di prelievo sono le seguenti (media delle resistenze di cubetti):

  1. RP1 = (32+34)/2 =33 N/mm²
  2. RP2 = (38+35)/2 = 36,5 N/mm²
  3. RP3 =(35+34)/2 = 34,5 N/mm²
  4. RP4 = (38+35)/2 = 36,5 N/mm²
  5. RP5 = (35+34)/2 = 34,5 N/mm²
  6. RP6 =(38+35)/2 = 33,5 N/mm²
  7. RP7 = (35+34)/2 = 34,5 N/mm²
  8. RP8 = (35,5+35)/2 =35,25 N/mm²
  9. RP9 = (35+34)/2 = 34,5 N/mm²
  10. RP10 =(36+37)/2 = 35 N/mm²
  11. RP11 = (33+37)/2 = 35 N/mm²
  12. RP12 = (35+34,5)/2 = 34,75 N/mm²
  13. RP13 =(32,5+35,5)/2 = 34 N/mm²
  14. RP14 = (34+36)/2 = 35 N/mm²
  15. RP15 =(38+34)/2 = 36 N/mm²

Si calcola la Rm relativa alle 15 resistenze di prelievo sopra considerate:

Rm (33+36,5+34,5+36,5+34,5+33,5+34,5+35,34+34,5+35+35+34,75+34+35+36)/15 = 522,59/15= = 34,84 N/mm²

Si calcola lo scarto si rispetto alla Rm delle 15 resistenze di prelievo:

si = Rm – Ri

  1. s1 = (34,84-33) = 1,84 N/mm²
  2. s2 = (34,84-36,50) = -1,66 N/mm²
  3. s3 = (34,84-34,5) = 0,34 N/mm²
  4. s4 = (34,84-36,5) = -1,66 N/mm²
  5. s5 = (34,84-34,5) = 0,34 N/mm²
  6. s6 = (34,84-33,5) = 1,34 N/mm²
  7. s7 = (34,84-34,5) = 0,34 N/mm²
  8. s8 = (34,84-35,25) = 0,59 N/mm²
  9. s9 = (34,84-34,5) = 0,34 N/mm²
  10. s10 = (34,84-35) = – 0,16 N/mm²
  11. s11 = (34,84-35) = – 0,16 N/mm²
  12. s12 = (34,84-34,75) = 0,09 N/mm²
  13. s13 = (34,84- 34) = 0,84 N/mm²
  14. s14 = (34,84-35) = – 0,16 N/mm²
  15. s15 = (34,84-36) = – 1,16 N/mm²

Si calcola dunque lo scarto quadratico medio:

s = √ (Σni=1 si2/n)

s = √(1,84² + 1,66²+ 0,34²+ 1,66²+ 0,34²+ 1,34²+ 0,34²+ 0,59²+ 0,34²+ 0,16²+ 0,16²+ 0,09²+ 0,84²+ 0,16²+ 1,16²)/15 = √(3,38 + 2,75 + 0,11 + 2,75 + 0,11 + 1,79 + 0,11 + 0,35 + 0,11 + 0,025 + 0,025 + 0,0081 + 0,70 +0,025 + 1,34)/15= √(13,58 /15) = 0,95 N/mm²

Verifiche controllo 1 tipo B

Il controllo è positivo poiché sono verificate tutte e 3 le seguenti disequazioni:

  • R1  > Rck – 3,5
  • 33.00 MPa > 26,5 MPa
  • Rm > Rck + 1,4 s
  • 34,84 MPa > 30 + 1,4 x 0,95 ⇒ 30 +1,33 ⇒ 31,33 MPa
  • s / Rm < 0,3
  • 0,95 / 34,84 ⇒ 0,027 < 0,3

Controllo 2

Per il controllo di accettazione n. 2 si procede con le stesse modalità del controllo n. 1.

 

Clicca  qui per conoscere EdiLus-DL, il software ACCA per i controlli di accettazione e la relazione a strutture ultimate