Resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo

Sottotitolo: "Normativa vs Scienze delle Costruzioni"

Uno degli aspetti che mi ha colpito maggiormente una volta usciti dall'università è la differenza che c'è (a volte) tra fare una cosa giusta, cioè seguendo le regole della scienza, e fare una cosa "a norma" cioè seguendo alla lettera le normative. Prendiamo ad esempio la resistenza a compressione del calcestruzzo: se noi prendiamo due provini di calcestruzzo con la stessa area ma di sezioni diverse uno di forma quadrata e uno circolare e li sottoponiamo a compressione monoassiale troveremo che le resistenze sono diverse.
Questo perché, anche se nella teoria delle scienze delle costruzioni dovremmo avere la rottura omogenea della sezione (una sorta di esplosione del calcestruzzo), nella pratica il provino si rompe con forma doppiamente conica rovescia questa differenza è dovuta dall'effetto di confinamento che esercitano le due piastre di contatto del macchinario di prova. Quindi non riusciamo a realizzare una vera prova monoassiale bensì triassiale e quindi la resistenza a compressione del calcestruzzo è ampliata dall'effetto befenico del confinamento.
Essendo la superficie di contatto nel provino cubico maggiore, maggiore è la forza che devo esercitare per romperlo in confronto ad un provino cilindrico.
prova a compressione monoassiale




Per capire questo effetto che migliora resistenza la compressione basta provare a schiacciare della terra (o qualunque altra cosa) e provare a schiacciarla nuovamente dopo averla inserita in un barattolo. Nei calcoli delle strutture viene sempre utilizzata la Resistenza cilindrica fck però è facilmente intuibile che è molto più semplice realizzare dei provini cubici; quindi tener conto di questo effetto la resistenza caratteristica cilindrica viene ottenuta moltiplicando quella cubica per un fattore di 0,83.  La normativa (cap 4.1 NTC 08) individua le Classi di resistenza del calcestruzzo con una denominazione normalizzata es. C25/30 dove C sta per concrete (cemento), il primo numero individua il valore caratteristico di resistenza cilindrica a compressione monoassiale fck mentre il secondo identifica quella cubica Rck. Le Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 però, al paragrafo 11.2.10.1,  riportano questa formula:

fck=0,83Rck

Per curiosità ho creato questa tabella:


Classe
Rck
fck
0,83Rck
Diff %
C8/10 10 8 8,30        3,75%
C12/15  15 12 12,45        3,75%
C16/20  20 16 16,60        3,75
C20/25  25 20 20,75        3,75%
C25/30  30 25 24,90       -0,40%
C28/35  35 28 29,05         3,75%
C32/40  32 40 33,20         3,75%
C35/45  45 35 37,35         6,71%
C40/50  50 40 41,50         3,75%
C45/55  55 45 45,65         1,44%
C50/60  60 50 49,80        -0,40%

La differenza non è forte ma c'è e trovo drammaticamente buffo che si cerchi di spaccare il capello in 4 con i calcoli e la modellazione della struttura per poi perdersi in dubbi del genere. Ma allora qual è la resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo da utilizzate? Io, forte di quello che dicono la scienza delle costruzioni e le prove sperimentali, direi subito 0,83Rck ma temo che a "rigore" la mia risposta non sia proprio sbagliata ma forse la "meno giusta". Bisogna progettare seguendo la scienza o seguendo le norme? Siamo tecnici o siamo burocrati? Comincio a temere la risposta e, visto che siamo in periodo Mondiali, concludo così:

Normativa vs Scienze delle Costruzioni 1-0,  (gol realizzato in sospetta posizione di fuorigioco.)

"L'Italia è un paese a norma" Prof.Ing. N.Gucci

Leggi anche: Quale valore di fck utilizzare, un'autorevole opinione.

Altri post che potrebbero interessarti



11 commenti:

  1. Gran bel blog, complimenti!!! l'ho visto nel forum ingegneria bebnet.

    RispondiElimina
  2. Non sai che piacere mi ha fatto leggere il tuo commento! Grazie mille... il blog è agli inizi, vediamo cosa ne viene fuori...

    RispondiElimina
  3. Bel post e bel blog! complimenti!

    Permettimi di dissentire con il Prof.Ing. N.Gucci: L'italia non è un paese a norma... e un paese che trova modo di eludere le norme.. a prescindere!

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Hai ragione ma il senso della frase del Gucci era che la logica, la scienza non possono nulla contro le Norme che spesso vanno proprio in senso opposto!

      Elimina
  4. Credo tu debba tornare sui libri (di testo, NO FOTOCOPIE) di tecnica delle costruzioni.
    Cordialmente.

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Ma ci mancherebbe altro, non si smette mai di imparare e di strada da fare ne ho un infinità. Ma cordialmente ti dico anche che di un commento anonimo senza nessuna motivazione ha un significato pressoché nullo. Se non sei d'accordo con quello che dico e lo vuoi manifestare almeno argomenta.

      Cordialità, a palate.

      Elimina
  5. Bel Blog. Sono un principiante (ancora studente) e quindi voglio chiederti un chiarimento.
    Non ho capito perchè prima dici che il provino cilindrico e il provino cubico hanno stessa area ma diversa sezione, mentre poco dopo dici che "Essendo la superficie di contatto nel provino cubico maggiore, maggiore è la forza che devo esercitare per romperlo in confronto ad un provino cilindrico"
    Ti ringrazio

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Prima di tutto grazie dei complimenti e in bocca al lupo per i tuoi studi.
      Quello che volevo dire in questo articolo (da leggere più in chiave polemica rispetto alla normativa che in chiave tecnica) è che, a parità di pressione esercitata sul provino quello quadrato offre una maggior resistenza in quanto ha più superficie di contatto. Quindi se noi prendiamo un provino cubico e un provino cilindrico di uguale sezione otterremo che la pressione necessaria per romperlo è maggiore in quello cubico.

      Braian

      Elimina
    2. "La tendenza attuale, specie nel campo della ricerca, è invece quella di impiegare provini cilindrici che, come l'esperienza ha dimostrato, sembrano meglio interpretare l'effettivo comportamento a rottura del conglomerato nelle reali condizioni d'uso (elementi strutturali compressi o inflessi). Le prove a compressione risolvono però soltanto in parte il problema in quanto non forniscono alcun dato, ad esempio, sul comportamento del materiale per stati di sollecitazione combinata". Elio Giangreco, Teoria e tecnica delle Costruzioni. Volume Primo.
      Questo che dici tu si spiega con il fatto che non si ha compressione pura ma le forze di taglio generano uno stato tensionale biassiale e non più monoassiale, pertanto essendo il provino cilindrico più alto rispetto a quello cubico, nel primo si ha una dilatazione trasversale (a metà dell'altezza) maggiore rispetto alla dilatazione che si ha alla metà dell'altezza del provino cubico.
      Quindi nel provino cilindrico la deformazione di rottura si raggiunge con un carico minore rispetto a quello per cui si ha la rottura del provino cubico. E questo lo sottintende Giangreco quando dice "Le prove a compressione risolvono però soltanto in parte il problema in quanto non forniscono alcun dato, ad esempio, sul comportamento del materiale per stati di sollecitazione combinata". Quindi il problema sta nel fatto che viene presa come riferimento la tensione di rottura e non altri parametri (come la deformazione massima,ecc) che invece non variano al variare dello stato tensionale. E' questo quello che vuoi dire? Vorrei dei chiarimenti.
      Ti ringrazio
      Domenico

      Elimina
  6. Per effettuare una prova di compressione di un edificio ancora in garanzia , volevo sapere Come fare i blocchetti

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Buongiorno Federico,
      se devi effettuare delle prove su calcestruzzo in opera devi effettuare delle carote sugli elementi significativi.
      E' molto importante scegliere con accortezza i punti dove fare i prelievi per non danneggiare la portanza degli elementi strutturali.

      Braian

      Elimina