La progettazione dei canali di drenaggio Greenpipe è frutto di uno scrupoloso lavoro svolto dall’ufficio tecnico in collaborazione con aziende partner. Alla base di ogni studio c’è sempre una certezza: l’utilizzo del calcestruzzo! Si, ma quale?

UNA RICETTA SEMPLICE

Si tratta di un materiale molto versatile e all’apparenza molto semplice, infatti la sua “ricetta” è composta da acqua, cemento (legante) e aggregati di diversa granulometria (sabbia e ghiaia) con l’aggiunta, secondo le necessità, o di additivi chimici o di fibre e/o di armature di rinforzo.
Il tipo di cemento e, soprattutto, la presenza di elementi aggiuntivi (ad esempio armature o sostanze chimiche) ne influenzano le caratteristiche fisiche e le prestazioni meccaniche.

Pertanto, dietro la parola “calcestruzzo” si nascondono molteplici sfaccettature: può essere “normale” ovvero NSC (Normal Strenght Concrete), alleggerito, ad alte o altissime prestazioni (HPC o UHPC), armato, fibrorinforzato, ecc. ecc.

LA CLASSIFICAZIONE DEI CALCESTRUZZI: IN BASE ALLA RESISTENZA ALLA COMPRESSIONE

Ogni tipologia può essere classificata in base alla resistenza alla compressione, ovvero la principale caratteristica meccanica che caratterizza questo materiale: senza entrare nello specifico delle prove, è possibile dire che la classificazione prevede 18 tipi diversi di calcestruzzo, dalla classe C8/10 alla classe C100/120.
Il secondo valore, nella coppia di numeri che definiscono univocamente la classe, è quello che normalmente viene indicato come Rck (resistenza caratteristica), si esprime in N/mm2 (50 N/mm2 sono pari, per dare un’idea, ad una colonna d’acqua di 5.090 m) e:

  • Fino a 15 N/mm2 si parla di calcestruzzo non strutturale
  • Da 20 a 55 di calcestruzzo ordinario
  • Da 60 a 75 di calcestruzzo ad alte prestazioni
  • Da 85 a 120 di calcestruzzo ad alta resistenza.

Vi sono inoltre nella letteratura scientifica, in base alle norme UNI EN 204 e 11104, molteplici ulteriori criteri di classificazione che prendono come parametri di studio, ad esempio, la consistenza del calcestruzzo o l’esposizione (entità del degrado rapportato a varie tipologie di elementi aggressivi).

La resistenza a compressione (classe minima) dei calcestruzzi usati da Greenpipe per la produzione dei propri canali di drenaggio varia, a seconda dei modelli, tra C35/45 (Rck pari a 45 N/mm2, NSC – Normal Strenght Concrete) e C55/67 (Rck pari a 67 N/mm2, HPC – High performance Concrete) – classificazioni secondo le norme UNI EN206:2006 e UNI11104: 2004 recepite dal D.M. 14 Gennaio 2008.

UNI EN 1433: LE LINEE GUIDA DI PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI DRENAGGIO

Vi è poi la norma tecnica di riferimento per i sistemi di drenaggio, la UNI EN 1433, che indica le linee guida sulla progettazione e produzione dei manufatti e stabilisce inoltre quelli che sono i criteri minimi per i materiali utilizzati (in aggiunta a quanto già previsto dalla, o dalle, norme tecniche specifiche relative a quel materiale).
Per i canali in calcestruzzo la UNI EN 1433 affianca alle regolamentazioni delle sopracitate norme UNI EN 204 e 11104 ulteriori prescrizioni e prove:

  • la prova di assorbimento d’acqua, il cui valore medio in % di massa risultante dal test deve essere inferiore a 6,5 (in questo caso i manufatti possono essere marcati “W”)
  • la prova di resistenza del materiale al gelo e disgelo in presenza di acqua stagnante contenente sali antighiaccio i cui risultati, se conformi alla norma UNI EN 1433, danno diritto di marcare “+R” i canali.

Per quanto riguarda la produzione del calcestruzzo usato per i propri canali, Greenpipe si affida ad impianti industrializzati fissi nei quali vengono miscelati gli ingredienti della “ricetta” in base ad un “mix design” studiato appositamente per far fronte a sfide progettuali diverse tenendo conto di numerose variabili come:

  • resistenza meccanica, durabilità, modulo di elasticità, ecc.
  • materiali disponibili come tipo di cemento, aggregati, additivi, aggiunte, ecc.
  • esigenze esecutive come lavorabilità, modalità di getto, maturazione, ecc.

IL CALCESTRUZZO VIBROCOMPRESSO

L’impasto, nel caso del calcestruzzo “vibro-compresso”, è costituito da aggregati lapidei di granulometria compresa tra 0,2 e 10 mm e da cemento Portland, ed è caratterizzato soprattutto da un basso rapporto acqua-cemento, per questo motivo è anche detto “terra umida”.

Con questo materiale vengono riempiti appositi stampi per la produzione in serie dei canali: grazie alla sua consistenza “umida” (S1 secondo la classificazione mediante abbassamento al cono di Abrams) è possibile sformare dopo pochi minuti il calcestruzzo all’interno dello stampo (ovvero è possibile estrarre il manufatto dal cassero) senza che venga persa la “forma”.

Tutto ciò consente un elevato rendimento giornaliero utilizzando un solo stampo, inoltre durante il ciclo produttivo il calcestruzzo all’interno del cassero viene simultaneamente “vibrato meccanicamente” e “compresso idraulicamente” conferendo al prodotto finito resistenze meccaniche mediamente superiori a quelle del medesimo manufatto realizzato con il metodo a getto.
Per contro, le superfici saranno più ruvide e porose senza però mai superare i valori limiti di assorbimento d’acqua.

IL CALCESTRUZZO GETTATO

Nel caso di calcestruzzo “gettato”, l’impasto è più fluido (classificazione mediante abbassamento al cono di Abrams da S3 a S5) e prevede l’utilizzo di aggregati lapidei di granulometria massima pari a 15mm ma con una idonea percentuale di filler che ha la funzione di riempitivo poiché le sue ridotte dimensioni permettono di ridurre la percentuale di vuoti del conglomerato. Il rapporto acqua/cemento è ben più elevato rispetto al caso del calcestruzzo “vibro-compresso”.

Questo impasto viene colato per gravità all’interno di appositi stampi e l’estrazione del pezzo è differita nel tempo di qualche ora per consentire al calcestruzzo di dare avvio alle reazioni chimiche di presa ed indurimento che garantiranno, una volta ultimate dopo 28 giorni, le massime prestazioni meccaniche.
Questo tipo di processo implica l’utilizzo di più stampi contemporaneamente se si vuole avere una buona produttività giornaliera ma comunque, in mancanza di molto spazio e di un ampio parco stampi, non sarà mai possibile avere lo stesso numeri di pezzi al giorno rispetto al processo di vibro-compressione.
Per contro, in caso di produzione di pezzi speciali (complessi e numericamente bassi), la produzione a getto è ampiamente preferibile.

I manufatti realizzati con questo tipo di materia prima risultano particolarmente lisci (il filler ha un ruolo principale a tale scopo) ed hanno un coefficiente di Gauckler-Strickler di circa 100 e pertanto il deflusso dell’acqua è avvantaggiato.

Il calcestruzzo autocompattante (Self Compacting Concrete o SCC)

Un particolare tipo di calcestruzzo utilizzato nella produzione a getto è il “calcestruzzo autocompattante” (Self Compacting Concrete o SCC): l’impasto possiede una elevatissima fluidità nonché una elevata resistenza alla segregazione, infatti si compatta per effetto del solo peso proprio (senza l’apporto di vibrazione meccanica), qualunque siano le forme degli stampi in cui viene colato, le dimensioni dei getti e la densità delle armature metalliche.

Il calcestruzzo SCC riempie completamente i casseri eliminando i macro-vuoti e l’aria in eccesso all’interno dell’impasto e fluisce attraverso spazi ridotti ed in presenza di ostacoli senza bloccarsi e senza che si verifichino fenomeni di segregazione degli aggregati più grossi e pesanti.
Tutto ciò si traduce in una riduzione dei macrodifetti del calcestruzzo che sono la causa del peggioramento delle sue proprietà meccaniche, ovvero in una maggiore durabilità del manufatto, in una maggiore adesione del calcestruzzo ai ferri di armatura ed in una maggiore resa estetica (assenza di difetti superficiali e vespai).

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