L’importanza del rapporto acqua/cemento per un calcestruzzo durabile.

Il rapporto acqua/cemento é uno dei principali fattori da NON sottovalutare quando si parla di qualità di una struttura...

13/12/2022

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Arriva l’autobetoniera in cantiere e si procede con l’inizio del getto.
Subito dopo l’inizio dello scarico di calcestruzzo, l’operaio fa cenno all’autista di interrompere, seguito dal conseguente gesto tipico nel settore edile, che sta a significare “aggiungi acqua”.
Si procede quindi con l’aggiunta di acqua calcolata ‘ad occhio’ da parte dell’autista ed un veloce giro della botte, che solitamente non arriva nemmeno a 30 secondi di durata.
Scene tipiche di cantiere, viste mille volte ma sempre in grado di generarmi un briciolo di amarezza.

E’ accettabile aggiungere acqua in cantiere?
Come al solito: dipende.
Aggiungere un modesto quantitativo di acqua non deve rappresentare un dramma e può servire a ‘correggere il tiro’. Il calcestruzzo difatti è un materiale eterogeneo che non viene prodotto in laboratorio bensì in autobotti, pertanto un minimo margine di errore deve essere sempre contemplato.
In edilizia bisogna essere pragmatici.

Tuttavia, se l’aggiunta di acqua diviene importante e/o ripetuta, deve scattare il campanello d’allarme.
 

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I motivi che possono portare a queste aggiunte di acqua sono molti e vanno rapidamente individuati.
Bisogna effettuare subito uno Slump test con cono di Abrams per avere un riscontro oggettivo.
Se la fluidità del calcestruzzo è conforme a quanto ordinato al fornitore, il problema potrebbe essere solo la cattiva abitudine di chi sta effettuando il getto che, per fare meno fatica, vuole aggiungere eccessivi quantitativi di acqua per avere un materiale più lavorabile. In alternativa la causa potrebbe essere imputabile a chi il calcestruzzo lo ha ordinato, pensando che un cls con abbassamento di 200 mm al cono sia sufficientemente lavorabile per una squadra di operai che deve staggiare manualmente 800 mq in un solo giorno.
Se invece la fluidità del calcestruzzo è inferiore a quanto realmente ordinato la questione si complica, in quanto non è semplice capire cosa non sta funzionando nella catena produttiva.
Il quantitativo d’acqua caricato è corretto? Il calcestruzzo è stato ben ‘mescolato’? Quali additivi fluidificanti si stanno utilizzando e con quale dosaggio? Sono state fatte delle correzioni sul mix-design? Le sonde che misurano l’umidità degli aggregati stanno lavorando correttamente?
Insomma, le cause possono essere molteplici.

Quel che è certo è che aggiungendo acqua aumenta il rapporto acqua/cemento e le prestazioni del calcestruzzo diminuiscono in modo esponenziale.
Questo è un concetto fondamentale, anche se ampiamente sottovalutato.

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Ma quanta acqua serve per idratare il cemento?

L’idratazione è il fenomeno per cui il cemento e l’acqua entrando in contatto durante la fase di miscelazione, instaurano le reazioni chimiche grazie alle quali si passa da una fase plastica dell’impasto alla fase indurita. L’idratazione si articola in due diverse fasi dette di presa e indurimento, che possono essere inquadrate come fasi consequenziali.

Per idratare un comune cemento Portland occorre circa il 42% di acqua, ovvero 42 grammi di acqua ogni 100 di cemento.
Tuttavia una idratazione del 100% del cemento avviene solo in via teorica. Per un Portland l’idratazione reale sul peso del cemento è nell’ordine del 50-65%, pertanto il rapporto acqua/cemento idoneo all’idratazione si attesta intorno allo 0,30.
L’acqua eccedente e non coinvolta nel processo di idratazione si definisce acqua libera.

L’acqua libera contribuisce sensibilmente a migliorare la lavorabilità del calcestruzzo aumentando i valori di slump, ma porta con sé anche numerose problematiche.

  • All’aumentare dell’acqua libera nell’impasto, diminuiscono le prestazioni meccaniche del calcestruzzo.
  • Un eccesso di acqua nell’impasto contribuisce sensibilmente ad aumentare la porosità e la permeabilità del calcestruzzo. Più il calcestruzzo è poroso e più diviene permeabile a liquidi aggressivi, gas e cloruri. La durabilità della struttura risulta quindi compromessa da corrosione, azione di sali disgelanti, azione disgregante dei cicli di gelo-disgelo, etc...(argomento molto complesso, che meriterebbe un lungo approfondimento).
  • All’aumentare dell’acqua libera aumentano anche i ritiri del calcestruzzo a seguito dell’evaporazione, aumenta quindi la probabile formazione di fessurazioni ed aumenta l’effetto curling.
  • Un eccesso di acqua libera induce inoltre il fenomeno del bleeding e favorisce la segregazione degli inerti.

 

Questi sono solo alcuni brevi esempi, che illustrano perché aggiungere acqua in autobetoniera non è un gesto da prendere alla leggera e perché in cantiere la presenza di un tecnologo del calcestruzzo risulta essenziale per prevenire piccoli o grossi problemi.

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