Getti di calcestruzzo con temperature elevate: il getto sembrava a posto. La struttura, invece, non era d’accordo.

Il rapporto tra la temperatura del calcestruzzo e la pressione sulle casseforme viene spesso interpretato in modo errato. Si ritiene comunemente che un calcestruzzo più caldo — con un tempo di presa più breve — comporti una minore pressione laterale sulle casseforme verticali e, in termini puramente idrostatici, ciò è in parte vero: l'indurimento accelerato della miscela riduce la durata della pressione fluida massima.

Il rischio deriva proprio da questa complessità. Le ricerche condotte da Billberg (2003) e Proske & Khayat (2005) hanno dimostrato che, sebbene temperature più elevate aumentino il tasso di calo di pressione dopo la posa iniziale, tale relazione è fortemente non lineare e dipende in larga misura dalla composizione della miscela, dal tipo di additivo e dalla velocità di posa. Una miscela con ritardante dosato per recuperare la lavorabilità a temperature elevate può, secondo i modelli di progettazione ACI 347 e DIN 18218, comportarsi effettivamente come una miscela a testa piena per un tempo molto più lungo rispetto a una miscela standard alla stessa temperatura.

Proske & Khayat (2005), *Materials and Structures*: le variazioni di temperatura nel calcestruzzo fresco hanno avuto un effetto limitato sulla pressione laterale iniziale, ma hanno aumentato in modo significativo la velocità della successiva diminuzione della pressione — il che implica che il picco di pressione durante la posa rimane sostanzialmente inalterato, mentre la velocità di decadimento è accelerata dal calore.

Nel caso del calcestruzzo autocompattante (SCC) — oggi ampiamente utilizzato per geometrie armate complesse — questo effetto è amplificato dalla tensione di snervamento intrinsecamente più bassa della miscela, che genera pressioni quasi idrostatiche indipendentemente dalla velocità di posa. Le equazioni standard delle norme ACI 347 e DIN 18218 sono state calibrate per il calcestruzzo vibrato in modo convenzionale e potrebbero sottostimare in modo significativo le pressioni dell'SCC, in particolare nel caso di miscele con ritardante destinate alla posa in condizioni climatiche calde.

Lo scoppio delle casseforme rimane una delle cause di cedimento più gravi e costose nel settore edile — e una delle più facilmente prevenibili se si dispone di dati sulla pressione in tempo reale.

Una compattazione adeguata è sempre fondamentale per la qualità del calcestruzzo, ma durante la gettata in condizioni di caldo i rischi aumentano. Una miscela che indurisce rapidamente è meno tollerante nei confronti di una vibrazione ritardata o inadeguata. Il raggio d'azione effettivo di un vibratore a immersione diminuisce all'aumentare della rigidità del calcestruzzo, il che significa che lo stesso protocollo di vibrazione che garantisce una compattazione completa a 20 °C può lasciare sacche d'aria intrappolate a 32 °C, con un risultato visibile identico sulla superficie della cassaforma.

I dati pubblicati confermano che ogni ulteriore 1 % in volume di aria intrappolata riduce la resistenza alla compressione di circa il 5 % (ACI 309R). Per gli elementi leggermente armati si tratta di un difetto gestibile; per le strutture post-tese, gli elementi prefabbricati a sezione sottile o i componenti infrastrutturali soggetti a severi requisiti di durabilità, invece, non lo è.

La sfida principale è rappresentata dall'invisibilità. Le cavità presenti sotto o intorno all'armatura, in zone lontane dai punti di inserimento dei vibratori o dietro componenti preinstallati, non sono rilevabili fino a quando non viene smontata la cassaforma; a quel punto, l'appaltatore si trova a dover affrontare una riparazione costosa e urgente o, nel peggiore dei casi, una perizia strutturale. I tradizionali metodi di controllo qualità — ispezione visiva sulla superficie della cassaforma e prove simultanee sui campioni di calcestruzzo — non forniscono alcuna informazione sull'interno della gettata.

Il rapporto acqua/cemento (w/c) è il parametro più importante che determina sia la resistenza che la durabilità del calcestruzzo indurito. È anche il parametro più sensibile alle condizioni climatiche calde in cantiere, proprio perché il sintomo principale di una lavorabilità insufficiente è la perdita di slump e la soluzione più semplice in cantiere consiste nell'aggiungere acqua.

Il problema della catena di custodia è ben noto nel settore delle costruzioni in calcestruzzo. La miscela viene verificata presso l'impianto di betonaggio. Tuttavia, il calcestruzzo consegnato in condizioni estive — dopo 20–40 minuti di trasporto in una benna che gira alla velocità di agitazione — può arrivare con un crollo inferiore di diverse classi rispetto alle specifiche. L'autista lo segnala all'operatore della pompa; l'operatore della pompa avvisa il capocantiere; e la soluzione più semplice è ricorrere al tubo di aggiunta dell'acqua.

Sia la norma ACI 305.1-2014, sezione 5.7, sia la norma EN 206 vietano l'aggiunta di acqua oltre le proporzioni di miscela specificate. In pratica, un divieto privo di misurazione è inapplicabile. In assenza di un metodo oggettivo e rapido per determinare l'effettivo rapporto acqua/cemento del calcestruzzo così come viene consegnato, la conformità dipende interamente dalla disciplina in cantiere e dalle istruzioni verbali — un meccanismo di controllo fragile in un cantiere affollato a 35 °C.

Il cambiamento fondamentale reso possibile da questa architettura di monitoraggio consiste nel passaggio da una gestione della qualità reattiva a una proattiva. I metodi tradizionali — prove su cubi, misurazione della consistenza, ispezione visiva — sono strumenti diagnostici che rivelano i problemi a posteriori, spesso dopo che il calcestruzzo difettoso è stato gettato o caricato. Il monitoraggio basato su sensori interviene durante il processo, quando è ancora possibile apportare correzioni e prima che i difetti si consolidino nella struttura.

Riferimenti e norme

1. Comitato ACI 305 (2020). ACI 305R-20: Guida alla gettata di calcestruzzo in condizioni climatiche calde. American Concrete Institute, Farmington Hills.
2. Comitato ACI 305 (2014). ACI 305.1-14: Specifiche per la gettata di calcestruzzo in condizioni climatiche calde. American Concrete Institute.
3. Comitato ACI 347 (2014). ACI 347R-14: Guida alle casseforme per calcestruzzo. American Concrete Institute.
4. ASTM C1074 (2019). Metodo standard per la stima della resistenza del calcestruzzo mediante il metodo della maturità. ASTM International.
5. DIN 18218:2010. Resistenza del calcestruzzo fresco su casseforme verticali. Istituto tedesco di normazione.
6. EN 13670:2009. Esecuzione delle opere in calcestruzzo. CEN, Bruxelles.
7. EN 206:2013+A2:2021. Calcestruzzo — Specifiche, prestazioni, produzione e conformità. CEN, Bruxelles.
8. Proske, T. & Khayat, K.H. (2005). Effetto della velocità di getto e della temperatura del calcestruzzo sulla pressione laterale esercitata dalla cassaforma sul calcestruzzo autocompattante (SCC). Materials and Structures, 38, 1–8.
9. Saul, A.G.A. (1951). Principi alla base della stagionatura a vapore del calcestruzzo a pressione atmosferica. Magazine of Concrete Research, 2(6), 127–140.
10. Carino, N.J. e Lew, H.S. (2001). Il metodo della maturità: dalla teoria all'applicazione. Atti del Congresso Structures 2001, ASCE.
11. Comitato ACI 309 (2005). ACI 309R-05: Guida al compattamento del calcestruzzo. American Concrete Institute.