D08 - Relazione Sui Materiali

Via XXV Aprile, 18 - Rovato
COMUNE DI FLERO
PROVINCIA DI BRESCIA
AMPLIAMENTO IMPIANTO DI DEPURAZIONE
DELLE ACQUE REFLUE DEL COMUNE DI FLERO
PROGETTO DEFINITIVO
R.02.D.8 - Relazione sui materiali
Rovato, settembre 2014
Il responsabile progettazione AOB2
Dott. Ing. Mauro Olivieri
Il progettista
Dott. Ing. Luca Bertini
AOB2 s.r.l.
Ampliamento impianto di depurazione di Flero (BS)
Progetto Definitivo – Relazione sui materiali
1
SOMMARIO
1
SOMMARIO ..................................................................................................................................... 2
2
Generalità ........................................................................................................................................ 3
3
Riferimenti Normativi ...................................................................................................................... 3
4
Caratteristiche Dei Materiali Utilizzati Nelle Strutture ................................................................... 4
5
4.1
Classe di Resistenza del Calcestruzzo ...................................................................................... 4
4.2
Importanza del copriferro ....................................................................................................... 4
4.3
Classe di Esposizione del Calcestruzzo .................................................................................... 4
4.4
Componenti del Calcestruzzo: ................................................................................................. 7
4.5
Acciaio Per Cemento Armato ................................................................................................ 11
Controllo Qualità Materiali............................................................................................................ 12
5.1
Controlli di qualità del calcestruzzo ...................................................................................... 12
5.2
Controlli di qualità dell’acciaio .............................................................................................. 12
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Progetto Definitivo – Relazione sui materiali
Relazione sui Materiali
(Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 14 gennaio 2008)
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GENERALITÀ
I materiali ed i prodotti per uso strutturale, utilizzati devono essere:
identificati univocamente a cura del produttore, secondo le procedure applicabili;
qualificati sotto la responsabilità del produttore, secondo le procedure applicabili;
accettati dal Direttore dei lavori mediante acquisizione e verifica della documentazione di
qualificazione, nonché mediante eventuali prove sperimentali di accettazione.
È onere del Direttore dei Lavori, in fase di accettazione, acquisire e verificare la documentazione di
qualificazione, secondo le modalità indicate nel capitolo 11 - MATERIALI E PRODOTTI PER USO
STRUTTURALE delle NTC2008.
3
RIFERIMENTI NORMATIVI
Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008;
Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 - Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le
costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008;
UNI EN 197-1:2007 - Cemento - Parte 1: Composizione, specificazioni e criteri di conformità per
cementi comuni;
UNI EN 12620:2008 - Aggregati per calcestruzzo;
UNI EN 934-2:2007 - Additivi per calcestruzzo, malta e malta per iniezione - Parte 2: Additivi per
calcestruzzo - Definizioni, requisiti, conformità, marcatura ed etichettatura;
UNI EN 1008:2003 - Acqua d'impasto per il calcestruzzo - Specifiche di campionamento, di prova e di
valutazione dell'idoneità dell'acqua, incluse le acque di ricupero dei processi dell'industria del
calcestruzzo, come acqua d'impasto del calcestruzzo;
UNI EN 206-1:2006 - Calcestruzzo - Parte 1: Specificazione, prestazione, produzione e conformità;
UNI ENV 13670-1:2001 - Esecuzione di strutture di calcestruzzo - Requisiti comuni;
Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici - Servizio Tecnico Centrale Febbraio 2008 - Linee guida per la
messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche del
calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive;
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UNI EN 10025-1:2005 - Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali - Parte 1: Condizioni
tecniche generali di fornitura;
UNI EN 10025-2:2005 - Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali - Parte 2: Condizioni
tecniche di fornitura di acciai non legati per impieghi strutturali;
4
CARATTERISTICHE DEI MATERIALI UTILIZZATI NELLE STRUTTURE
4.1
CLASSE DI RESISTENZA DEL CALCESTRUZZO
Nel capitolo 4 “Costruzioni civili e industriali”, in particolare al paragrafo 4.1 “Costruzioni di
calcestruzzo”, tabella 4.1.II “Impiego delle diverse classi di resistenza”. Tali limiti dipendono dal tipo di
struttura in oggetto:
Tabella 4.1.II – Impiego delle diverse classi di resistenza
STRUTTURE DI DESTINAZIONE
CLASSE DI
RESISTENZA MINIMA
Per strutture non armate o a bassa percentuale di armatura
C8/10
Per strutture semplicemente armate
C16/20
Per strutture precompresse
C28/35
4.2
IMPORTANZA DEL COPRIFERRO
Per la durabilità invece, devono prescriversi classi superiori ai fini della protezione contro la
corrosione delle armature metalliche. Introduciamo un’altra informazione fondamentale da
prescrivere: il copriferro. Come dice il termine stesso, si indica con esso uno spessore di
calcestruzzo atto a proteggere le armature metalliche dall’aggressività dell’ambiente esterno. Più in
particolare, si definisce copriferro nominale la distanza fra la superficie esterna dell’armatura più vicina
alla superficie del calcestruzzo e la superficie stessa del calcestruzzo.
4.3
CLASSE DI ESPOSIZIONE DEL CALCESTRUZZO
Vi è un valore minimo che però può essere ridotto se al contempo viene aumentato il copriferro. Infatti,
lo stesso paragrafo 4.1.2.2.4.3 “Condizioni ambientali” è interamente riferito alla protezione delle
armature metalliche.
“Le condizioni ambientali, ai fini della protezione contro la corrosione delle armature metalliche,
possono essere suddivise in ordinarie, aggressive e molto aggressive in relazione a quanto indicato
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nella Tab. 4.1.III con riferimento alle classi di esposizione definite nelle Linee Guida per il calcestruzzo
strutturale emesse dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici”.
La classe del calcestruzzo dipende dalla quantità di cemento e all’aumentare di quest’ultimo ne
beneficia la durabilità. Le Linee Guida per il calcestruzzo strutturale, infatti, precisano quanto segue:
“I criteri in base ai quali si definisce la durabilità del calcestruzzo fanno riferimento al tipo e al
contenuto di cemento, al rapporto a/c ed allo spessore del copriferro.
Questi criteri sono comuni a tutte le normative riguardanti la durabilità: all’aumentare della intensità
dell’attacco si aumenta il contenuto minimo di cemento, si riduce il rapporto a/c, si aumenta lo
spessore del copriferro. Pertanto, tenuto conto che il controllo di qualità del calcestruzzo è basato
sulla resistenza caratteristica a compressione, la durabilità è tanto più alta quanto maggiore è la
resistenza caratteristica”.
Se facciamo riferimento al Capitolo 11 “Materiali e prodotti per uso strutturale”, in particolare al
paragrafo 11.2.1 “Specifiche per il calcestruzzo” da cui emerge che:
“Al fine di ottenere le prestazioni richieste, si dovranno dare indicazioni in merito alla composizione ai
processi di maturazione ed alle procedure di posa in opera, facendo utile riferimento alla norma UNI
ENV 13670-1:2001 ed alle Linee Guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la
valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo pubblicate dal Servizio Tecnico Centrale
del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, nonché dare indicazioni in merito alla composizione della
miscela, compresi gli eventuali additivi, tenuto conto anche delle previste classi di esposizione
ambientale (di cui, ad esempio, alla norma UNI EN 206-1: 2006) ed al requisiti di durabilità delle
opere”.
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4.4
COMPONENTI DEL CALCESTRUZZO:
Leganti: Legante Idraulico Cemento tipo CEM II/A-LL 32,5 R dotato di certificato di conformità
conforme a UNI EN 197/1;
Aggregati: Aggregati ottenuti dalla lavorazione di materiali naturali, artificiali, ovvero provenienti da
processi di riciclo, saranno costituiti da elementi non gelivi e non friabili, saranno privi di sostanze
organiche, limose o argillose, e provvisti di idoneo certificato di marcatura CE conformi alla norma
europea armonizzata UNI EN 12620;
Aggiunte: Nei calcestruzzi è ammesso l’impiego di aggiunte, in particolare di ceneri volanti, loppe
granulate d’altoforno e fumi di silice, purché non ne vengano modificate negativamente le
caratteristiche prestazionali e soddisfare i requisiti della norma europea armonizzata.
Additivi: Gli additivi devono essere conformi alla norma europea armonizzata UNI EN 934-2.
Acqua: L’acqua di impasto, ivi compresa l’acqua di riciclo, dovrà essere conforme alla norma UNI EN
1008.
4.4.1
LOCALI TECNICI
4.4.1.1 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C12/15 per magroni:
Classe di esposizione ambientale
Classe di resistenza minima
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
X0 (Per calcestruzzo privo di armatura)
C12/15
31,5 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
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Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
N/C
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
4.4.1.2 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C25/30 per fondazioni:
Classe di esposizione ambientale
Classe di resistenza minima
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
XC2 (Bagnato, raramente asciutto)
C25/30
0,60
280 kg/mc
31,5 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
30 mm + 10 mm tolleranza di posa
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
4.4.1.3 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C25/30 per pilastri, solai, travi:
Classe di esposizione
Classe di resistenza
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
XC1 (Asciutto o permanentemente bagnato)
C25/30
0,60
280 kg/mc
22 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
20 mm + 10 mm tolleranza di posa (elementi a
piastra)
25 mm + 10 mm tolleranza di posa (altri elementi)
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
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4.4.2 VASCHE DEPURAZIONE
Questa tipologia, comprende tutte le opere idrauliche realizzate per l’accumulo e lo smaltimento di
acque reflue. Considerata l’aggressività chimica delle acque reflue, il calcestruzzo è soggetto
all’attacco da solfati, si prescrive conseguentemente di impiegare cemento resistente ai solfati. In
particolare è stata considerata una classe XA1. Dall’individuazione della classe di esposizione deriva
la scelta della Rck minima attraverso il prospetto UNI EN 206-1:2006 e del copriferro nominale.
4.4.2.1 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C12/15 per Magroni:
Classe di esposizione ambientale
Classe di resistenza minima
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
X0 (Per calcestruzzo privo di armatura)
C12/15
31,5 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
N/C
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
4.4.2.2 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C30/37 per Platee di Fondazione:
Classe di esposizione
Classe di resistenza
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
XC2 (Bagnato, raramente asciutto)
XA1 (Ambiente chimicamente debolmente
aggressivo)
C30/37
0,55
300 kg/mc
31,5 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
30 mm + 10 mm tolleranza di posa (elementi a
piastra)
35 mm + 10 mm tolleranza di posa (altri elementi)
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
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4.4.2.3 Caratteristiche Calcestruzzo Tipo C30/37 per Pareti:
Classe di esposizione
Classe di resistenza
Rapporto acqua/cemento Max
Contenuto cemento Min
Diametro inerte Max
Classe di consistenza
Copriferro minimo
Procedura di Messa in Opera
Tempo di attesa Max del cls in betoniera
Altezza Max di caduta del getto
Maturazione
Durata minima della maturazione umida
Tempo minimo di disarmo strutture
XC2 (Bagnato, raramente asciutto)
XA1 (Ambiente chimicamente debolmente
aggressivo)
C30/37
0,55
300 kg/mc
31,5 mm
S3 - Consistenza Semifluida: abbassamento
(slump) da 100 a 150 mm
30 mm + 10 mm tolleranza di posa (elementi a
piastra)
35 mm + 10 mm tolleranza di posa (altri elementi)
60 min dall’arrivo in cantiere
90
min
dalla
preparazione
all’impianto
60 cm
dell’impasto
7 giorni dal getto
28 giorni dal getto
I diagrammi costitutivi del calcestruzzo sono stati adottati in conformità alle indicazioni riportate al
punto 4.1.2.1.2.2 del D.M. 14 gennaio 2008; in particolare per le verifiche effettuate a pressoflessione
retta è stato adottato il modello riportato in a), mentre per le verifiche degli elementi a pressoflessione
deviata è stato adottato il diagramma tipo a)
Diagrammi di calcolo tensione/deformazione del calcestruzzo.
La deformazione massima εc max è assunta pari a 0.0035.
I valori dei parametri caratteristici dei suddetti materiali sono riportati nei tabulati di calcolo, nella
relativa sezione.
•
•
Per ciascuna classe di calcestruzzo impiegata sono riportati i valori di:
Resistenza di calcolo a trazione (fctd)
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
4.5
Resistenza a rottura per flessione (fcfm)
Resistenza tangenziale di calcolo (τRd)
Modulo elastico normale (E)
Modulo elastico tangenziale (G)
Coefficiente di sicurezza allo Stato Limite Ultimo del materiale (γc)
Resistenza cubica caratteristica del materiale (Rck)
Coefficiente di Omogeneizzazione
Peso Specifico
Coefficiente di dilatazione termica
ACCIAIO PER CEMENTO ARMATO
4.5.1 Acciaio per cemento armato Tipo B450C
Le barre, le reti e i tralicci elettrosaldati sono di acciaio per cemento armato tipo B450C. È
caratterizzato dai seguenti valori nominali delle tensioni caratteristiche di snervamento e rottura da
utilizzare nei calcoli:
2
fy nom 450 N/mm
2
ft nom 540 N/mm
e deve rispettare i requisiti indicati nella seguente Tab. 11.3.Ib delle NTC 2008.
Le barre, le reti e i tralicci elettrosaldati in acciaio non dovranno presentare eccessive corrosioni,
ossidazioni o difetti superficiali.
I diagrammi costitutivi dell’acciaio sono stati adottati in conformità alle indicazioni riportate al punto
4.1.2.1.2.3 del D.M. 14 gennaio 2008; in particolare è stato adottato il modello elastico perfettamente
plastico descritto in b).
La resistenza di calcolo è data da fyk / γf. Il coefficiente di sicurezza γf si assume pari a 1.15.
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I valori dei parametri caratteristici dei suddetti materiali sono riportati nei tabulati di calcolo, nella
relativa sezione.
Per l’acciaio sono riportati i valori di:
•
•
•
•
•
•
5
Tensione caratteristica di snervamento trazione (fyk)
Modulo elastico normale (E)
Modulo elastico tangenziale (G)
Coefficiente di sicurezza allo Stato Limite Ultimo del materiale (γf)
Peso Specifico
Coefficiente di dilatazione termica
CONTROLLO QUALITÀ MATERIALI
5.1
CONTROLLI DI QUALITÀ DEL CALCESTRUZZO
Il calcestruzzo va prodotto in regime di controllo di qualità, con lo scopo di garantire che rispetti le
prescrizioni definite in sede di progetto.
Il controllo si articola nelle seguenti fasi:
Valutazione preliminare della resistenza
Controllo di produzione
Controllo di accettazione
Prove complementari
5.2
CONTROLLI DI QUALITÀ DELL’ACCIAIO
Le norme prevedono tre forme di controllo obbligatorie:
in stabilimento di produzione, da eseguirsi sui lotti di produzione;
nei centri di trasformazione, da eseguirsi sulle forniture;
di accettazione in cantiere, da eseguirsi sui lotti di spedizione.
Tutti i materiali impiegati dovranno essere comunque verificati con opportune prove di laboratorio
secondo le prescrizioni della vigente Normativa.
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