Sfide nei componenti in calcestruzzo di grandi dimensioni: Perché il monitoraggio della temperatura è cruciale

Il calcestruzzo è un materiale da costruzione estremamente versatile, utilizzato in un'ampia gamma di progetti edilizi, dalle piccole fondazioni alle strutture massicce come ponti, gallerie e dighe. Tuttavia, quando si tratta di produrre componenti in calcestruzzo massiccio, ci sono sfide speciali che devono essere prese in considerazione. Una delle più importanti è il monitoraggio della temperatura durante il getto. Questo blog post evidenzia le caratteristiche speciali dei componenti in calcestruzzo massiccio e spiega perché il monitoraggio della temperatura è così cruciale.

Quali sono i componenti massicci?

I componenti massivi sono strutture o elementi in calcestruzzo, generalmente componenti con una dimensione minima di > 0,80 m, che a causa delle loro dimensioni e del loro volume richiedono una gestione termica speciale. Ne sono un esempio le grandi platee di fondazione, i muri spessi, i muri di sostegno o le dighe. Il loro notevole spessore comporta una lenta dissipazione del calore e, a sua volta, può favorire tensioni termiche e fessurazioni durante l'idratazione e l'indurimento.

Sviluppo di calore durante il calcestruzzo: la sfida

Il calcestruzzo rilascia calore durante l'idratazione, la reazione chimica tra cemento e acqua. Questo sviluppo di calore è particolarmente rilevante per i componenti massicci, poiché la grande quantità di calcestruzzo immagazzina il calore generato e lo rilascia nell'ambiente solo lentamente. Ciò comporta un aumento significativo della temperatura all'interno del calcestruzzo, mentre gli strati esterni possono raffreddarsi più rapidamente. Il differenziale di temperatura che ne deriva può portare a tensioni interne che, nel peggiore dei casi, possono causare fessure che compromettono la capacità di carico e la durata del componente.

Perché è importante il monitoraggio della temperatura?

Il monitoraggio della temperatura è fondamentale per garantire che le differenze di temperatura all'interno del componente possano essere gestite in modo efficace e rimangano entro limiti accettabili.La temperatura deve rientrare nell'intervallo corretto affinché si verifichi la reazione di idratazione, mentre i differenziali di temperatura devono rimanere minimi. Grazie a un attento monitoraggio della temperatura, è possibile prendere tempestivamente decisioni e contromisure informate , come la regolazione dell'impasto del calcestruzzo, il controllo della velocità di getto o l'utilizzo di metodi di raffreddamento.

Metodi di monitoraggio della temperatura

Esistono vari metodi per monitorare la temperatura nei componenti in calcestruzzo massiccio:

• Misurazione della temperatura del calcestruzzo fresco prima del getto: Può essere effettuata con un termometro digitale o con speciali termometri per calcestruzzo da immergere direttamente nel conglomerato.
• Misurazione della temperatura nel componente in calcestruzzo durante l'indurimento con un termometro e un data logger: I termoelementi, come i sensori TEMO, vengono posizionati in vari punti del calcestruzzo per misurare continuamente la temperatura durante l'idratazione. I dispositivi di misurazione/registratori di dati registrano la temperatura per un periodo di tempo più lungo, consentendo un'analisi accurata del profilo di temperatura. Le differenze di temperatura dal nucleo agli strati esterni possono essere documentate e analizzate.
• Misurazione della temperatura sulla superficie del componente durante l'indurimento con la termografia a infrarossi: Con questo metodo è possibile registrare la temperatura superficiale del calcestruzzo senza contatto, il che è utile per identificare i punti caldi locali.
• Carotaggio dopo l'indurimento e successiva analisi: In alcuni casi, i campioni vengono prelevati per analizzare le temperature interne a posteriori.
  
  

Misurazione della temperatura durante l'indurimento del calcestruzzo

Nella produzione di componenti in calcestruzzo massiccio, il monitoraggio della temperatura durante l'indurimento è un fattore essenziale per garantire la qualità e la durata della struttura. Gli esperti di calcestruzzo raccomandano espressamente di effettuare misurazioni della temperatura per monitorare le differenze di temperatura tra il nucleo del componente e la superficie. Anche le norme e le linee guida consolidate, come ACI, EC, DAFSTB, ZTV-Ing o DIN 1045 Parte 2, ecc. raccomandano o addirittura prescrivono la misurazione della temperatura.

Grazie alla misurazione mirata della temperatura, è possibile controllare e regolare lo sviluppo del riscaldamento e del raffreddamento nel calcestruzzo . In questo modo è possibile adottare misure tempestive per evitare differenze di temperatura dannose. Un metodo di misurazione comune è quello delle termocoppie, che consentono di adottare misure tempestive per evitare differenze di temperatura dannose. Il sistemaTEMO offerto da Vemaventuri garantisce un monitoraggio continuo, fornendo un quadro dettagliato del profilo di temperatura all'interno del componente.

Questo fornisce un quadro dettagliato del profilo di temperatura nel componente. La misurazione della temperatura dovrebbe essere installata in diversi punti all'interno del componente, in modo da rilevare sia la temperatura massima nel nucleo che le temperature in superficie. In questo modo è possibile monitorare le differenze tra questi punti e reagire di conseguenza. L'obiettivo è quello di mantenere le differenze di temperatura il più possibile, idealmente sotto i 20 °C, per ridurre al minimo il rischio di cricche.

Misure per il controllo della temperatura

Per ridurre al minimo le sollecitazioni termiche e il rischio di fessurazione, si possono adottare diverse misure prima e dopo la posa del calcestruzzo:

• Raffreddamento del calcestruzzo: soprattutto a temperature ambientali elevate o con componenti molto massicci, l'aggiunta di acqua ghiacciata o azoto liquido può contribuire ad abbassare la temperatura del calcestruzzo fresco.
• Calcestruzzo lento: Mediante ilcontrollo della velocità del calcestruzzo, per gestire meglio lo sviluppo del calore.
• Ottimizzazione dell'impasto del calcestruzzo: L'uso di cementi con un calore di idratazione inferiore o l'aggiunta di additivi può ridurre lo sviluppo di calore.
• Post-trattamento del calcestruzzo: Coprire il calcestruzzo con materiali isolanti per rallentare il raffreddamento esterno, oppure spruzzare acqua per aumentare la dissipazione del calore e quindi ridurre al minimo le differenze di temperatura.
• Riscaldamento o raffreddamento attivo: L'uso di casseforme riscaldate o l'inclusione di sistemi interni di raffreddamento ad acqua sono possibili anche per requisiti di progetto estremi o impegnativi.
  
  

Conclusione

I componenti in calcestruzzo di grandi dimensioni pongono esigenze particolari alla pratica costruttiva, in particolare per quanto riguarda la gestione della temperatura durante il getto. Grazie a un'attenta pianificazione e al monitoraggio, è possibile ridurre al minimo il rischio di fessurazione e le sollecitazioni termiche, contribuendo in ultima analisi alla durata e alla sicurezza delle strutture. La misurazione della temperatura durante l'indurimento svolge un ruolo fondamentale e dovrebbe essere effettuata in modo coscienzioso secondo le raccomandazioni degli esperti. Il monitoraggio della temperatura svolge un ruolo fondamentale nel posizionamento, nell'indurimento e nella maturazione del calcestruzzo e deve essere considerato con attenzione al fine di fornire efficacemente beni in calcestruzzo di alta qualità.