Vorrei sapere in quale modo si specifica e da quali fattori dipende , oltre che dal rapporto acqua/cemento e dal dosaggio del cemento, il grado di compattazione del calcestruzzo fresco.

- La risposta a tale domanda è di seguito brevemente esposta in riferimento alle note pubblicazioni del Prof. Mario Collepardi a cui si rimanda per una più completa valutazione del problema.
- La caratteristica "compattazione" di un materiale eterogeneo si può intendere come la capacità che il materiale stesso ha di occupare il più possibile un volume assegnato.
In termini più quantitativi cominciamo col definire cosa si intende per grado di compattazione del calcestruzzo:
il grado di compattazione (Gc) conseguito in un calcestruzzo gettato in opera può essere definito come il rapporto tra la massa volumica Mv (ovvero il peso specifico) di una carota estratta dalla struttura e la massa volumica Mv0 del corrispondente calcestruzzo costipato a "rifiuto" di un provino cubico o cilindrico confezionato in corso d'opera.

Gc = Mv / Mv0

(Un calcestruzzo si intende costipato a "rifiuto" se, in seguito a vibrazioni ripetute, ha raggiunto il suo grado di compattazione massimo.)

Per rispondere alla domanda che ci è stata posta, in aggiunta a quanto detto, bisogna fare riferimento alla definizione di classi di consistenza ( vedi "Linee Guida sul Calcestruzzo Strutturale" a cura del Servizio Tecnico Centrale della Presidenza del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici - 1996).
La consistenza, intesa come misura della lavorabilità di un calcestruzzo, non è una caratteristica di cui si possa fornire una misura quantitativa. Infatti, a causa della dipendenza da molteplici fattori, conviene farne una valutazione relativa sulla base del comportamento dell'impasto fresco a determinate modalità di prova.

I metodi misura della consistenza più largamente adottati sono i seguenti:
- abbassamento del cono
- prova Vébé
- indice di compattabilità
- spandimento
attraverso i quali si definiscono 5 classi di consistenza
S1 - calcestruzzo umido
S2 - calcestruzzo plastico
S3 - calcestruzzo semifluido
S4 - calcestruzzo fluido
S5 - calcestruzzo superfluido

Se si confrontano due calcestruzzi di pari composizione (in particolare stesso rapporto acqua/cemento e, dosaggio di cemento), ma differenti solo per classi di consistenza (ad esempio S5 ed S2) per la presenza di additivi, si otterrà per i due impasti la stessa classe resistenza meccanica purché entrambi siano vibrati per un tempo sufficientemente lungo così da ottenere lo stesso grado di compattazione.

Da quanto detto si evince una correlazione tra le tre caratteristiche sottoesposte:

Il grafico seguente indica come il tempo di vibrazione influenza il grado di compattazione a seconda della classe di consistenza del calcestruzzo:

Nel calcestruzzo superfluido (S5) pochi secondi di vibrazione portano il grado di compattazione da 0.98 al valore massimo di 1 mentre in quello a consistenza plastica (S2) occorrono più di 25 secondi per arrivare al grado di compattazione massimo.

Dal grafico seguente si vuole invece mettere in evidenza la correlazione tra il grado di compattazione e la resistenza meccanica:

Per un calcestruzzo di bassa lavorabilità (classe di consistenza S2) in assenza di vibrazioni cioè con un grado di compattazione di 0,80 la resistenza meccanica è appena di 14 N/mmq, cioè il 40% di quella raggiungibile quando il grado di compattazione è massimo. Si evidenzia altresì, come un calcestruzzo di classe S5 pur in assenza di vibrazione, presenta un grado di compattazione ugualmente elevato come anche una resistenza molto prossima a quella massima.

In conclusione va sottolineato che in generale le misure di controllo sui calcestruzzi vengono eseguite su provini di calcestruzzo compattato a rifiuto e stagionato in condizioni standard. Per contro nelle opere reali la resistenza meccanica della struttura, cioè quella determinata sulla carota estratta dalla struttura stessa, potrà essere al massimo uguale a quella determinata sui provini cubici poiché il grado di compattazione della struttura potrà essere al massimo uguale a quello del provino.

Riferimenti:" Il nuovo calcestruzzo" seconda edizione del Prof. Ing. Mario Collepardi edizioni Tintoretto.