Calcestruzzo d’inverno: appunti e suggerimenti

Premessa

Con l’approssimarsi della stagione “rigida”, ammesso che le stagioni ci siano ancora, può risultare utile “rinfrescare” alcuni aspetti inerenti il confezionamento, la posa in opera e la protezione del “calcestruzzo d’inverno”.

I muratori di un tempo, citavano spesso il detto: “calcestruzzo d’inverno, calcestruzzo eterno”. L’affermazione non è priva di validità, anche sotto il profilo tecnologico, se valutata con il necessario spirito critico. A proposito di antichi costruttori e dei grandiosi edifici, specie di culto, arrivati sino a noi in splendide condizioni, vale la pena di osservare che, numerose cattedrali medioevali sono splendide anche oggi, ma il numero di quelle crollate durante la costruzione non ci è noto e potrebbe essere ancora più significativo.

Nella stessa misura, nelle opere in calcestruzzo, realizzate d’inverno, con tecniche ordinarie, le caratteristiche del calcestruzzo, talvolta brillanti, sono il risultato di una selezione di tipo darviniano, che ha provveduto ad eliminare le opere caratterizzate da risultati pessimi, talvolta disastrosi.

Persino la tecnica militare sembra fornire analogie, se non altro di tipo climatico. Sino alle guerre moderne l’approssimarsi dell’inverno coincideva con la sospensione delle attività belliche ed il ritiro degli eserciti negli accampamenti invernali. L’attacco di Federico II di Prussia a Mollwitz, nel 1741 è stato coronato da un successo inaspettato, forse proprio perché i generali austriaci non se lo aspettavano nella stagione rigida.

Di fronte al problema del calcestruzzo d’inverno non possiamo seguire l’esempio di Federico II, peraltro avventato e, a parere degli storici, coronato da successo soprattutto per gli errori degli avversari, ma nemmeno quello degli strateghi austriaci, accampati in attesa della primavera. Il punto dal quale partire è rappresentato dalla consapevolezza tecnologica che anche d’inverno e in aree e condizioni critiche è possibile costruire con il calcestruzzo, rispettando i canoni di accettabilità per il materiale ed adottando gli indispensabili magisteri specifici di confezionamento, trasporto, messa in opera, protezione  e stagionatura.

Scopo delle annotazioni

Il documento ACI 306R-10: “Guide to Cold Weather Concreting” indica una serie di obiettivi fondamentali per il calcestruzzo d'inverno. Le note che seguono, seppure in termini di assoluta esemplificazione, ne prende a prestito gli aspetti esenziali che vengono liberamente richiamati:

Evitare danni da congelamento al calcestruzzo in età precoce;
Assicurarsi che il calcestruzzo sviluppi le resistenze necessarie per la rimozione sicura delle casserature;
Mantenere condizioni di idratazione che favoriscano il necessario e normale sviluppo normale delle resistenze e delle prestazioni;
Definire un limite accettabile per gli eventuali rapidi cambiamenti di temperatura;
Fornire al calcestruzzo in opera una protezione coerente con le caratteristiche previste per la struttura.

Domande più ricorrenti in ordine agli elementi da considerare 

Il termine consapevolezza, richiamato nel precedente paragrafo, ha la valenza relativa del “sappiamo che si può fare”. Il “betonaggio d’inverno” è però un fenomeno complesso e, come tale, rende necessaria una riflessione più organizzata che in questo caso, viene presentata attraverso una serie di risposte, corredate dal appunti specifici, alle domande, presumibilmente più frequenti. 

• Come può essere definita la temperatura critica invernale? (paragrafo 3)
• Quali sono le aree interessate dalle condizioni rigide, critiche? (paragrafo 4)
• Quali sono i possibili effetti delle temperature rigide sul calcestruzzo? (paragrafo 5)
• Quali sono le predisposizioni indispensabili da attuare e verificare? (paragrafo 6)
• Quali sono le misure specifiche per il calcestruzzo invernale? (paragrafo 7)
• Quali sono le temperature raccomandate per il calcestruzzo? (paragrafo 8)
• Quali sono gli ulteriori riferimenti normativi per il calcestruzzo? (paragrafo 9)
• Quali sono le misure di protezione per il calcestruzzo in opera? (paragrafo 10)
• Come debbono essere valutati i corretti tempi di disarmo? (paragrafo 11)
• Come possono essere precisate le effettive necessità di protezione? (paragrafo 12)
• Come possono essere riassunti i magisteri per il calcestruzzo d’inverno? (paragrafo 13)

Come può essere definita la temperatura critica invernale?

I riferimenti per definire la condizione “critica invernale” sono numerosi, seppure in larga massima coincidenti. Adottando i reported by ACI Committee 306R-1988 e 306R-2010, la condizione critica di “tempo freddo” può essere descritta come il “periodo di tempo, superiore a 3 giorni consecutivi, in cui la temperatura media giornaliera dell'aria risulti inferiore a 4° C e la temperatura dell'aria non superi 10 ° C, per più di metà di un periodo di 24 ore. Si è nella condizione di “tempo freddo” anche quando la temperatura dell'aria scende, o si prevede possa scendere, al di sotto di 4° C, durante il periodo di protezione che deve essere inteso come il tempo necessario per evitare che il calcestruzzo possa essere danneggiato dall’esposizione al freddo”.

Una proiezione più cautelativa può assunta con la precisazione della Michigan Concrete Association che recita: “È richiesto l'uso di accorgimenti speciali quando sia previsto l’instaurarsi di tempo freddo in concomitanza con il getto del calcestruzzo e nei 7 giorni successivi”. 

Riferimenti sulla temperatura critica invernale

La National Ready Mixed Association, nel documento CIP 27: “Cold Weather Concreting”, definisce come “tempo freddo” un periodo in cui la temperatura media giornaliera scende sotto 4 ° C,  per più di tre giorni con-secutivi. Questa condizione richiede particolari precauzioni durante la messa in opera, la finitura, la cura e la protezione del calcestruzzo contro gli effetti del freddo. Dal momento che le condizioni atmosferiche possono cambiare rapidamente nei mesi invernali, le buone pratiche inerenti il calcestruzzo ed una corretta pianificazione sono fondamentali. Analoghe indicazioni sono contemplate da Ready Mixed Concrete Association of Onta-rio e Michigan Concrete Association, che operano in territori notoriamente soggetti alle temperature fredde più severe. Le indicazioni riportate appaiono evidentemente orientate dai Rapporti dell’American Concrete Institute Reported by ACI Committee 306R-1988 e Reported by ACI Committee 306R10-2010:

Quali sono le aree interessate dalle condizioni rigide, critiche 

La figura proposta, desunta dalla cartografia climatica italiana, definisce, seppure indicativamente, le aree soggette a “criticità invernale, usualmente caratterizzate da temperature che possono oscillare, nel periodo invernale, nell’intervallo compreso fra 10° C e -10° C.

Quali sono gli effetti delle temperature rigide sul calcestruzzo

 La temperatura influenza sensibilmente la cinetica del processo di idratazione del cemento, come è possibile evincere dalle figure di seguito proposte. Le temperature elevate accelerano le reazioni chimiche di tutti i costituenti mineralogici del clinker con l’acqua, mentre le basse temperature le rallentano significativamente.

L’influenza della temperatura ambiente, così come della temperature del calcestruzzo, sui processi di presa ed indurimento dei conglomerati cementizi può essere riassunta, esemplificativamente, con i grafici che seguono.

Anche il parametro richiamato, seppure “empirico”  rende l’idea dell’influenza della temperatura nelle fasi iniziali di “rapprendimento” del calcestruzzo. 

Dal rallentamento dell’idratazione conseguente alle temperature rigide invernali, tanto più forte quanto più bassa è la temperatura ambiente (dell'aria), possono derivare potenziali danni al conglomerato ed inconvenienti nel processo produttivo. I danni potenziali danni possono essere di tipo reversibile o irreversibile, in funzione delle circostanze climatiche e cronologiche che caratterizzano la posa in opera del calcestruzzo.

Qualora si verifichino abbassamenti della temperatura, sotto 0° C, nelle ore immediatamente successive al getto, possono verificarsi danni permanenti e irreversibili connessi con l’aumento di volume dell’acqua di impasto, ancora liquida, all’interno della matrice cementizia e degli aggregati: la trasformazione in ghiaccio, con aumenti volumetrici dell’ordine del 9%, determina tensioni nel calcestruzzo ancora poco resistente meccanicamente che, ove risultino prevalenti, rispetto alla resistenza del conglomerato (Rc < 3,5 MPa) provocano disgregazioni irreversibili con scagliature nelle superfici non casserate e fessurazioni diffuse, specie nelle strutture di ridotto spessore. 

Anche in assenza dei fenomeni di congelamento citati, gli inconvenienti dovuti al rallentamento del processo di idratazione, indotto dalle temperature rigide, richiamato a lato, si riflettono in ritardi nella rimozione delle casseforme (che non può essere eseguita finché la resistenza meccanica del calcestruzzo non ha raggiunto almeno 5 MPa) ed in gravi ritardi nel procedere della costruzione ove le temperature rigide si protraggono per giorni e/o settimane. È importante osservare che, il protrarsi a lungo delle temperature rigide, come accade, per esempio nei paesi nordici, può avvenire anche alle nostre latitudini, specie nelle aree richiamate nel paragrafo 4. 

Il protrarsi delle temperature rigide influenza anche le prestazioni di resistenza del calcestruzzo, così come è possibile evincere dai grafici desunti dal Technical Bulletin 2002/1 CCA. 

Le operazioni di confezionamento, trasporto, posa in opera, protezione e maturazione del calcestruzzo, in presenza delle temperature indicate, richiedono attenzioni specifiche che non possono essere trascurate. Con temperature particolarmente rigide infatti, le proprietà del calcestruzzo, sia allo stato fresco che indurito, risultano sensibilmente modificate rispetto a quelle che il conglomerato possiede normalmente alla temperatura usuale di riferimento di 20° C.

Quali sono le predisposizioni che debbono essere verificate?

6.01 – Per quanto si riferisce alle temperature del calcestruzzo i paragrafi precedenti forniscono una descrizione di processi nei quali, la temperatura, dell’ambiente, del calcestruzzo, delle superfici di contatto, ecc., riveste un ruolo determinante che deve essere considerato anche nelle valutazioni preliminari necessariamente informate a: la temperatura del calcestruzzo, all’atto della messa in opera, non deve essere inferiore a 12,5° C; una volta in opera, la temperatura del calcestruzzo non deve scendere sotto i 5 ° C sino a quando il calcestruzzo stesso non ha raggiunto o superato la resistenza di relativa autoprotezione di 5MPa (BS 8110 - British Standards).

Le predisposizioni ulteriori si riferiscono alle condizioni meteo prevedibili, nonché alle opere di preparazione dei supporti ed alle scelte da effettuare in ordine ai casseri di contenimento dei getti.

6.02 – Programmare le operazioni di messa in opera del calcestruzzo sulla base di un’attenta consultazione di previsioni meteo attendibili, per il periodo considerato ( a ).
6.03 – Programmare operazioni di messa in opera del calcestruzzo che comportino ridotti intervalli di tempo fra il confezionamento e la messa in opera, al fine di evitare indesiderate dispersioni termiche (perdita del calore di idratazione).
6.04 – Effettuare un’attenta ricognizione volta alla sicura rimozione di tutti gli elementi che possa-no determinare il contatto del calcestruzzo con ghiaccio, neve, acqua congelata o eccessivamente fredda ecc. ( b ). 
6.05 – La ricognizione di cui sopra deve assolutamente evitare che il calcestruzzo venga posto a contatto con superfici eccessivamente fredde e/o congelate quali il terreno, le barre d’armatura, le casserature, specie se metalliche, ecc., che potrebbero determinare fenomeni di congelamento del calcestruzzo all’interfaccia. Ove necessario,  le superfici in questione dovranno essere opportunamente preriscaldate ( b ).
6.06 – Verificare che i materiali previsti per le casserature siano “accettabili” per il livelli termici previsti ( c ). In taluni casi, in presenza di casseri metallici, stante l’assenza di isolamento termico, potranno rendere necessario, oltre al preriscaldamento già citato, ulteriori misure di isolamento termico specifico ( d ).   
6.07 – Verificare che quanto necessario per assicurare i previsti presidi di protezione, cura e stagionatura siano predisposti e prontamente disponibili.
6.08 – Verificare che i presidi di protezione, cura e stagionatura previsti non comportino rischi di essiccazione del calcestruzzo in opera, durante il processo di idratazione, per adduzione diretta di calore eccessivo o eccessivamente asciutto.
6.09 – Verificare che il programma di rimozione delle casserature (disarmo), contempli attese compatibili con la temperature previste nel periodo considerato e possano essere ulteriormente adeguate a seguito di fenomeni termici impevisti.

Quali sono le misure specifiche per il calcestruzzo invernale?

7.01 – Tenere “attentamente sotto controllo” la temperatura: la temperatura ambiente riveste un ruolo significativo, sia durante le fasi di lavorazione del conglomerato che nelle prime fasi di stagionatura, influenzando la scelta degli ingredienti, la composizione del calcestruzzo, le modalità di lavorazione, la tipologia delle casseforme nonché le procedure di maturazione e protezione dei getti, nelle fasi che seguono immediatamente l’ultimazione delle operazioni di posa. Per una definizione temporale dello scenario si richiamano le raccomandazioni della Michigan Concrete Association: “È richiesto l'uso di accorgimenti speciali quando sia previsto l’instaurarsi di “tempo freddo” al momento del getto e nei 7 giorni successivi”.

7.02 - Tenere “attentamente sotto controllo” l’acqua: l’acqua d’impasto rappresenta uno dei principali ingredienti di qualsiasi miscela di calcestruzzo: Il suo calore specifico è 5 volte superiore a quello degli aggregati, è il componente essenziale per i processi di idradazione del legante, il suo rapporto con il legante (rapporto acqua/cemento = A/C), condiziona le resistenze meccaniche e la qualità complessiva del conglomerato, la sua quantità e temperatura possono amplificare o ridurre i rischi connessi con le temperature rigide. L'acqua di impasto, inoltre, deve essere termicamente omogenea, per questo motivo, nello stesso impasto, non possono convivere acqua calda ed acqua fredda, in assenza di opportuni condizionamenti. Si osserva altresì che la temperatura massima ammissibile, dell'eventuale preriscaldamento non deve eccedere i 60° C

7.03 – Progettare un mix-design adeguato: il mix design del calcestruzzo (ma vale lo stesso di-scorso per i betoncini, le malte, ecc.) deve essere adeguato alle condizioni termiche ed atmosferiche previste e prevedibili, così come indicato nei successivi paragrafi. Le temperature rigide comportano però anche l’altrettanto “rigido” rispetto dei rapporti di composizione delle miscele. Il mix design, ap-positamente studiato per le temperature rigide risulta adeguato alle necessità  soltanto se attenta-mente rispettato. Per esempio, eventuali  “aggiunte d’acqua”, successive al confezionamento, pos-sono comportare un rischio più elevato di quanto non avvenga normalmente.

7.04 – Ridurre il rapporto acqua/cemento: la riduzione del rapporto acqua/cemento, eventualmen-te compensata dall’addizione di agenti superfluidificanti per conservare il grado di lavorabilità richie-sto, consente di ridurre la quantità dell’elemento più influente in termini di calore specifico e di ridurre i tempi di attesa per il conseguimento delle resistenze minime di auto protezione. 

7.05 – Aumentare il dosaggio di cemento: al fine di incrementare il calore di idratazione ed antici-pare le resistenze meccaniche in genere, con particolare riferimento alla soglia critica di 5 MPa.

7.06 – Utilizzare un tipo di cemento più performante: per incrementare il calore di idratazione e di anticipare il conseguimento delle resistenze meccaniche in genere, con particolare riferimento alla soglia critica di 5 MPa. Per esempio utilizzare un cemento di tipo 42,5, in sostituzione del tipo 32,5, eventualmente previsto. (i cementi CE II/A-LL 42.5R e CE II/A-S 42.5R conformi alla norma UNI-EN 197-1, provvisti di marcatura CE, consigliabili per getti durante il periodo invernale).
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7.07 – Conservare il calore di idratazione:  attraverso una scelta oculata del tipo di casseratura o ricorrendo, ove necessario, a presidi puntuali di isolamento termico.

7.08 – Preriscaldare l’acqua d’impasto: tenendo conto del fatto che il calore specifico dell’acqua è generalmente superiore di 4 – 5 volte, rispetto a quello del cemento e degli aggregati (7.02), il preri-scaldamento dell’acqua d’impasto sino a 70° C, rappresenta un mezzo efficace per conseguire i livelli di temperatura del calcestruzzo, necessari nei periodi critici invernali, così come peraltro suggerito dal documento “Reported by ACI Committee 306: Cold Weather Concreting”. In proposito è ancora importante osservare che per evitare pericolose disomogeneità, l’acqua d’impasto dovrebbe essere caratterizzata da temperature costanti e regolate, condizione che rende del tutto sconsigliabili le aggiunte d’acqua successive al confezionamento (7.14). 

7.09 – Preriscaldare gli aggregati: quando aggregati sono privi di grumi derivanti dal ghiaccio, la temperatura desiderata del calcestruzzo durante la miscelazione può essere ottenuta con il solo  riscaldamento dell'acqua di impasto (7.08). Nei casi in cui la temperatura dell'aria è prevista costantemente al di sotto di – 4° C, può risultare necessario anche il riscaldamento degli aggregati (Reported by ACI Committee 306: Cold Weather Concreting). La temperatura di preriscaldamento degli aggregati è generalmente compresa fra 40 e 60° C. Quando gli aggregati “grossi” sono correttamente privi di grumi derivanti dal ghiaccio  le temperature adeguate per il calcestruzzo fresco possono essere ottenute aumentando la temperatura della sola sabbia a 40° C.

7.10 – Utilizzare uno specifico additivo accelerante: l'aggiunta al calcestruzzo di un additivo ac-celerante (esente da cloruri) riduce il tempo di presa e accelera la velocità di conseguimento delle resistenze attraverso l’incremento della velocità di formazione degli idrati di cemento. 

7.11 – Utilizzare uno specifico additivo aerante: per i getti di strutture esterne in calcestruzzo, in zone climatiche prevedenti l’azione del gelo e del disgelo, è comunque prescritto il ricorso agli additivi aeranti (UNI EN 206 e UNI 11104). Questi additivi forniscono una protezione efficace contro gli effetti del congelamento ma non modificano in alcun modo gli aspetti reologici del calcestruzzo invernale come tale.

7.12 – Cominciare presto: la programmazione delle operazioni di confezionamento e messa in o-pera del calcestruzzo, nelle ore del mattino che consentano i maggiori intervalli di tempo fra le operazioni stesse ed il sopravvenire delle temperature più rigide successive al tramonto, è una precau-zione estremamente utile per evitare o ridurre le criticità dei getti invernali.

7.13 – Ridurre i tempi di trasporto e le attese in cantiere: la riduzione programmata dei tempi in-tercorrenti fra il confezionamento, il trasporto e la messa in opera del calcestruzzo è una precauzione indispensabile per ridurre, nella stessa misura, la perdita del calore del calcestruzzo (Cold weather concreting CCA).

7.14 - Non aggiungere acqua: Per evitare disomogeneità sia termiche che di consistenza le aggiunte d'acqua all'impasto, durante lo scarico, debbono essere assolutamente evitate.

7.15 – Proteggere dal freddo e curare i fattori per una corretta stagionatura: i provvedimenti sin qui elencati che debbono essere considerati singolarmente o congiuntamente, in funzione delle effet-tive necessità, trovano il naturale completamento nell’adozione di magisteri volti a proteggere termi-camente il calcestruzzo fresco in opera e ad assicurane le corrette condizioni di stagionatura.

Quali sono le temperature raccomandate per il calcestruzzo?

La temperatura del calcestruzzo, all’atto della messa in opera, non deve essere inferiore a 12,5° C. Il dato è desunto dalle prescrizioni della Michigan Concrete Association, che, in funzione delle evidenti ragioni di collocamento geografico, ha una precisa esperienza operativa in termini di temperature “rigide”. In funzione dell’esotermia della reazione di idratazione il valore indicativo proposto deve esse-re necessariamente coniugato con le dimensioni delle strutture da realizzare.

Quali sono gli ulteriori riferimenti normativi per il calcestruzzo?

La norma UNI EN 206-1:2006, “Calcestruzzo specificazione, prestazione, produzione e conformità”, si occupa prevalentemente dei problemi inerenti il calcestruzzo indurito, esposto ai cicli gelo-disgelo ed all’eventuale utilizzo di sali disgelanti. Tuttavia le specificazioni di natura compositiva, quali il rap-porto acqua/cemento massimo ammissibile, la classe minima di resistenza, il contenuto minimo di cemento e la quantità minima d’aria inclusa, di seguito riprodotte, costituiscono punti fermi dai quali non è possibile prescindere.

E’ opportuno evidenziare come gli accorgimenti da adottare per i getti in clima freddo siano completamente diversi da quelli necessari per rendere la struttura resistente ai cicli di gelo-disgelo. Per quest’ultima evenienza, la durabilità viene conseguita, così come prescritto da UNI EN 206-1, progettando ed impiegando conglomerati cementizi con basso rapporto acqua/cemento, confezionati con aggregati resistenti al gelo, addizionati con adeguati agenti aeranti. Le strutture inoltre dovranno essere progettate con specifici accorgimenti volti ad agevolare lo smaltimento delle acque e ad evitare punti di ristagno dell’acqua stessa che, ove permanentemente insistente, potrebbe favorire un aumento del grado di saturazione del calcestruzzo e, conseguentemente, il degrado delle opere.

Quali sono le misure di protezione per il calcestruzzo in opera?

Sulla base delle indicazioni PCA (Portland Cement Association) l'esposizione del calcestruzzo al freddo estende il tempo necessario per raggiungere la resistenza di autoprotezione definita in 5 MPa. In funzione della reale temperatura ambiente, la protezione di un getto di calcestruzzo può richiedere la selezione preventiva dei materiali di casseratura, privilegiando quelli con maggiori capacità di contenimento del calore di idratazione.

In presenza di temperature previste o prevedibili particolarmente “rigide” è necessario prevedere confinamenti e recinzioni frangivento protettive, coperture termoisolanti, sino all’addizione di calore supplementare. Le recinzioni riscaldanti sono molto efficaci per la protezione del calcestruzzo nella stagione fredda, ma rappresentano probabilmente l'opzione più costosa.

È comunque importante osservare che le superfici di calcestruzzo fresco, esposte, in quanto non casserate, debbono essere tempestivamente ricoperte con fogli di polietilene in attesa della protezione prevista. Inoltre, le misure di protezione, coibentazione, ecc., debbono essere mantenute per almeno 7 giorni, a far data dalla messa in opera del conglomerato.

10.1 – Confinamenti di protezione: sono presidi semplici preposti a trattenere, per quanto pos-sibile, il calore prodotto dall’idratazione e preservare il calcestruzzo fresco dagli eventi atmosferici, quali il vento, la pioggia, il precipitare delle temperature ambiente, ecc. Possono essere realizzati in legno, teloni tela, o polietilene. Possono essere inoltre realizzati con elementi prefabbricati e custodie rigide reperibili in commercio.

10.2 – Confinamenti di protezione con riscaldamento: possono essere semplicemente rap-presentati dai presidi di cui al precedente paragrafo, completati con adeguati riscaldanti che, per evitare la carbonatazione delle superfici in calcestruzzo fresco, dovrebbero essere di tipo indiretto. Per queste applicazioni i sistemi idronici,  che trasferiscono il calore facendo circolare una soluzione di glicole/acqua in un sistema chiuso di tubazioni o tubi, oltre ad essere particolarmente efficienti, non comportano problemi di essiccazione repentina del conglomerato e sono esenti dai  rischi per gli o-peratori, connessi con il monossido di carbonio sviluppato dai riscaldatori a fiamma diretta.

10.3 – Isolamento termico: i materiali utilizzabili per costruire presidi di isolamento termico, a protezione del calcestruzzo fresco, sono diversi e di differente natura. A solo titolo di esempio i pannelli termoisolanti di polistirene espanso, estruso, di spessore prossimo a mm 50 sono facilmente reperibili ed agevolmente adattabili ed installabili. Risultati assimilabili possono essere conseguiti con materassini di equivalente resistenza termica.

10.4 – Isolamento termico con coperte riscaldanti: le “coperte riscaldanti” per la maturazione del calcestruzzo, sono dispositivi coerenti con le  raccomandazioni ACI (American Concrete Institute). Assicurano una protezione termica ad alta efficienza, coniugata con il mantenimento delle corrette condizioni di umidità e con l’inibizione della formazione di brine e ghiaccio. Sono in genere riutilizzabili, disponibili in vari formati, con esecuzioni specifiche per superfici orizzontali e verticali.

Come debbono essere valutati i tempi di cura e disarmo?

La condizione “fredda”, così come recitano fra le altre, le prescrizioni ACI (American Concrete Association) e CCA (Cement Concrete Association), rende necessaria una prolungata permanenza in opera delle casserature. I tempi di prolungamento necessari sono schematicamente riassunti nella tabella che segue, proposta dall’Aberdeen Group può essere assunta come esempio per orientare i tempi di cura e stagionatura consigliabili.

Come possono essere precisate le effettive necessità di protezione?

La considerazione fondamentale che deve comunque orientate la prevenzione dei danni che possono derivare al calcestruzzo fresco, dalle condizioni atmosferiche invernali critiche, può essere con-densata nell’assoluta necessità che la temperatura delle superfici di calcestruzzo più esposta deve essere mantenuta a valori superiori a 5° C, per un periodo non inferiore a  72 ore (tre giorni).

Sulla base della condizione essenziale richiamata e del metodo empirico proposto da CSTC  (Centre Scientifique et Technique de la Construction) in collaborazione con BBRI (Belgian Building Research Institute), nel documento “Le bètonnage en pèriode hivernale”, è possibile valutare la correttezza delle modalità di protezione prefissate e, in taluni casi, verificare la possibilità, o meno, di adottare tempi e predisposizioni più ridotte. Il metodo accennato si basa sulla suddivisione, nelle 6 differenti categorie, di condizione atmosferica reale (tipi di tempo) determinate attraverso gli accertamenti preliminari e/o in corso d’opera. Attraverso un termometro di massima/minima, posizionato all’esterno, a circa m 1,5 rispetto al piano di campagna, orientato a nord – nord/ovest, ed opportunamente protetto dalla pioggia e dal sole, si rilevano, quotidianamente le temperature di minima, alle 7 antimeridiane e quelle di massima alle 14 pomeridiane. Si assume convenzionalmente, come valore di temperatura media, la media aritmetica delle temperature rilevate con il metodo descritto. In pratica, premessa l’informazione fondamentale costituita dalle previsioni meteo a medio termine, gli accertamenti descritti potranno confortare, o meno, le previsioni stesse e le relative conseguenze operative.

Ad ogni tipo di tempo sono inoltre correlate le corrispondenti misure di protezione, nonché gli adeguamenti eventualmente necessari, anche in termini di composizione del calcestruzzo e di limitazione della durata del trasporto CSTC1 e CSTC2.

La tabella CSTC1 consente di selezionare il tipo di protezione che dovrà essere previsto, a salvaguardia delle superfici di calcestruzzo fresco, altrimenti esposte.

La tabella CSTC2 consente di individuare, in modo più dettagliato, il tipo e le modalità di protezione che dovranno essere previste e poste in essere.

Come possono essere riassunti i magisteri per il calcestruzzo invernale?

Per contrastare l’influenza negativa delle temperature rigide è necessario ricorrere ad un insieme  di misure dirette a favorire, con un maggior grado di idratazione del cemento i necessari incrementi dell’esotermia di reazione, nonché adeguati sistemi di protezione del calcestruzzo in opera.

A - Programmare le operazioni di confezionamento e posa del calcestruzzo sulla base di affidabili previsioni meteo ed evitare, in ogni caso, di iniziare le operazioni stesse nelle ore pomeridiane per non incorrere nelle ore con temperatura più rigida con il calcestruzzo nelle fasi iniziali del processo di indurimento. 
B - Utilizzare cementi di classe superiore a quella usuale d’impiego: per esempio R 42,5 al posto di R 32,5. Il maggior costo verrà comunque compensato in termini di risultati e di velocità di costruzione.
C - Predisporre, ove necessario, la rimozione del ghiaccio dagli aggregati mediante getti d’acqua o di aria calda.
D - Predisporre, ove necessario, il preriscaldamento degli aggregati con appositi dispositivi posti in prossimità delle tramogge.
E - Predisporre, ove necessario, il ricorso ad acqua calda, alla temperatura massima di 60°C, per il confezionamento degli impasti, tenendo conto che la temperatura dei conglomerati (calcestruzzi e malte) non dovrà superare i 40°C.  
F- Prevedere il ricorso ad idonei additivi acceleranti, coadiuvati, ove necessario, da additivi ae-ranti, per conseguire la resistenza ai cicli gelo-disgelo (UNI EN 206-1). 
G - Astenersi, in ogni caso, dal betonaggio e dalla posa in opera del calcestruzzo, in presenza o in immediata previsione di abbassamenti della temperatura ambientale al disotto di – 5° C.
H - Predisporre, ove necessario, sistemi di protezione (materassini isolanti, materassini termici ecc.) a contenimento delle dispersioni termiche.

NOTE :  Ciascuna delle opzioni indicate può non risultare sufficiente, se assunta singolarmente. Può essere quindi necessario contemplare più opzioni, in funzione delle effettive condizioni operative. 

Riferimenti bibliografici

Norma UNI EN 206-1:2006 “Calcestruzzo, specificazione, prestazione, produzione e conformità”;  “Le betonnage d’hiver” S.A. Mironov ; CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction : « Le bètonnage en pèriode hivernale », Manu-facture and supply of concrete Standards Australia, 1997; AS 3600 Concrete structures Standards Australia, 2001; Guide to Concrete Construction (T41/HB64); Cement & Concrete Association of Australia and Standards Australia, 2002; AS 1478.1 Chemical admixtures for concrete, mortar and grout, Part 1 Admixtures for concrete Standards Australia, 2000.; Michigan Concrete Association MCA KS, SMW 1 of 2 – 10-25-11 “Special provision for clod weather concreting”; CSA A23.1-04 – Concrete Materials and Methods of Concrete Construction, Canadian Standards Association International; On-tario Building Code – 1997, Ontario Ministry of Municipal Affairs and Housing – Housing Development and Buildings Branch; Design and Control of Concrete Mixtures – 7th Canadian Edition, Cement Association of Canada; Concrete in Practice 27 – Cold Weather Concreting, National Ready Mixed Concrete Association; Code CEB-FIP ed EC2.