Calcestruzzo: troppe norme o troppo tecnicismo ?

Nei giorni scorsi è stata rilasciata in inchiesta pubblica la proposta di revisione della norma per la valutazione della reazione alcali/aggregati. La norma a mio parere contiene alcune criticità, importanti, che denotano un problema generale del modo di affrontare la produzione delle norme e le problematiche nel settore del calcestruzzo. Che cosa manca ? cercherò di trattare in breve - come mi richiede un mio apprezzato e fedele lettore - questo importante concetto.

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Il calcestruzzo è materia per chimici ?

Sì. Il calcestruzzo è materia che richiede il coinvolgimento anche dei chimici, ma non solo.

Negli ultimi anni il calcestruzzo è stato oggetto di numerose innovazioni, che quasi mai il settore delle costruzioni ha compreso fino in fondo.

Innovazione continua, facciamo qualche esempio.

Se il Self Compacting Concrete è un’innovazione dei primi anni di questo millennio, non è poi che l’industria si sia fermata a quelle formulazioni.  I calcestruzzi autocompattanti di oggi sono molto diversi di quelli di vent’anni fa, hanno migliori prestazioni, maggiore robustezza, è possibile prevedere il loro impiego per un campo di applicazione più ampio. E quelli che avremo fra 5/10 anni saranno probabilmente ancora migliori. Esempi analoghi si potrebbero fare per altre soluzioni. Pensiamo ai calcestruzzi impermeabili. Personalmente me ne occupai a livello di ricerca agli inizia degli anni '90. In quegli anni si parlava soprattutto di idrofughi di massa a base polimerica.

I calcestruzzi di oggi sono molto diversi, grazie ai chimici, e sono in grado di rispondere a richieste prestazionali molto più severe senza avere i limiti di quelli di allora. 

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Esempio di innovazione: facciata mangia smog sostenibile grazie al cemento fotocatalitico di Italcementi

 

Il settore delle costruzioni usa questa innovazione ?

No, solo in pochissima parte. Purtroppo c'è l'errata consapevolezza del mondo dei professionisti che il calcestruzzo sia rimasto sempre lo stesso.

Per capire che è così basta osservare l'organizzazione e l'impiantistica che sta dietro al 50/60% del calcestruzzo oggi richiesto e fornito: l'uso del premescolatore non è mai partito mentre è aumentata la percentuale di calcestruzzo trasportata da padroncini. La prescrizione è rimasta sostanzialmente quella della reistenza caratteristica. Molti produttori vivono solo di carenza di controlli e di prescrizioni scadenti.

Se ci fosse stata una maggiore consapevolezza da parte dei professionisti - coloro che progettano le strutture - sull'evoluzione tecnologica del calcestruzzo e sull'importanza della qualità dello stesso oggi avremmo una maggiore selezione della produzione e una maggiore richiesta ed uso di calcestruzzi speciali, di soluzioni speciali: calcestruzzi ad alte prestazioni, calcestruzzi SCC, calcestruzzi Self Healing, calcestruzzi ad alta resistenza alla penetrazione e al degrado chimico, calcestruzzi per getti continui di grande volume ... 

 

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SCC e HPFRC: tecnologie oggi disponibili, anche insieme, ma ancora poco utilizzate

 

La colpa ? è diffusa.

E' sicuramente colpa dei professionisti, che in parte hanno perso quella passione per i materiali. D'altronde, nelle stesse Università è calata, e di molto, l'attenzione dedicata ai materiali da costruzione. Ma è anche colpa dell'industria, troppo focalizzata su se stessa, troppo radicata nella difesa della sua storia, del ponte fatto nel 1960, dell'edificio del 10930 ... e troppo poco disposta ad affrontare le sfide del futuro con una visione olistica, che tenga conto dell'evoluzione generale non solo dei materiali ma anche dei processi decisionali che stanno dietro al progetto di un'opera. Oggi non interessa sapere perchè Nervi ha scelto il calcestruzzo per la sua opera ma perchè figure come Franco Mola, Mauro Eugenio Giuliani, Gian Michele Calvi, Mario De Miranda, lo Studio Matildi ... possano o meno farlo.

 

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Esempio di innovazione: il getto massivo di calcestruzzo della platea dell' ISTITUTO ORTOPEDICO GALEAZZI di Unical

 

Meglio il Calcestruzzo o l'Acciaio ?

La domanda è sbagliata.

Di recente ho intervistato Gian Michele Calvi, inutile dirvi chi sia. Gian Michele ricorda una frase che si usa spesso negli Stati Uniti «If you want to find the answer, you must know the answer». Significa che se non si conosce cosa si cerca, allora non lo si trova, e questo è quanto mai valido oggi, malgrado la numerosità di strumenti disponibili, come lo era ieri.

Oggi la questione non è se meglio il calcestruzzo o l'acciaio. La questione è quello di arrivare al progetto più conveniente. 


"Per concepire la struttura si devono fare delle scelte che non sono scritte da nessuna parte, che non sono suggerite da un software … per esempio, qualcuno ha deciso se un ponte si fa con campate di 50 metri, 100 metri o 200 metri ? qualcuno ha deciso se un ponte si fa in calcestruzzo o in acciaio ?queste sono scelte che hanno come background il fatto di fare la scelta migliore. Sono le scelte che consentono di vincere le gare, ovviamente quelle in cui chi faceva le cose migliori vinceva. 

Per cui conta la capacità intrinseca di mettere insieme la scelta “migliore”: se per migliore intendiamo quella che sia la più economica sotto il profilo dell’investimento, penso che oggi debba essere la più conveniente non solo sotto il profilo della realizzazione ma anche sotto il profilo della manutenzione, della gestione di perdite e dell’indotto, e così via.

Quello che voglio dire è che nella fase di vera progettazione, che è quella in cui si concepisce un’opera, in cui si fanno le scelte fondamentali, qualcuno ha sempre dovuto metterci in modo esplicito e implicito l’intelligenza di capire qual è la scelta più conveniente.  

Se invece per progettazione s’intende qualcuno che ha già davanti un’opera, sa già quanto è lungo il ponte, quanto sono alte le pile, come deve essere l’impalcato, ... e per progettazione si intende decidere quante barre di acciaio metterci dentro, quante staffe mettere .. allora sono d’accordo con te, ma non è lì che cambia l’aspetto economico. L’aspetto economico cambia nelle scelte fondamentali."

Gian Michele Calvi


La sfida si vince quindi pensando in termini di "manuntenzionabilità" della struttura, dei costi collegati, di robustezza, di cantierabilità, di affidabilità, ... di assicurazione dell'opera. La sfida si vince se si impara a colloquiare tra industria e professionisti, comprendere quali sono le esigenze che il progettista considera realmente nella formulazione delle scelte, anche quelle relative ai materiali.

Le battaglie iconiche sul "calcestruzzo è bello", o il "calcestruzzo è sostenibile" realizzate sugli strumenti di comunicazione di massa sono poco efficaci se non si affronta un continuo e serio confronto con chi fa le scelte progettuali e purtroppo perdono facilmente di efficacia alla prima pensilina che crolla (anche quando non è colpa del calcestruzzo, ma della mancata manutenzione dell'opera o di qualche difetto di progettazione). 

E' la visione olistica del progettista e del committente che guida le scelte. Pensiamo al Ponte su Polcevera, felicemente e velocemente ricostruito. Piano parlava di un ponte in acciaio. Oggi abbiamo un ponte in calcestruzzo e acciaio. Oltre 80.000 mc di calcestruzzo sono stati impiegati per costruire un ponte che sarà - sicuramente - meno bello di quello progettato da Morandi, ma è intrinsicamente più robusto e sicuro, la sua manutenzione sarà più facile e moderna, e meno costosa. 

La visione olistica porta alla soluzione più conveniente. E' su questo che si deve puntare. Pensare in modo più avanzato, per comprendere come integrare le proprie soluzioni e tecnologie, dove puntare su ricerca e innovazione, per essere competitivi in un mondo complesso e in cui gli strumenti digitali hanno portato a una nuova visione generale del progetto.

 

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Esempio di innovazione: getto del calcestruzzo per la soletta del Ponte sul Polcevera di Calcestruzzi SpA

 

Abbiamo una visione olistica nella defizione delle norme ?

Così torniamo al punto di partenza. No. Non abbiamo questa visione olistica, la prova sta anche nella nuova norma relativa alla reazione alcali aggregati. Eppure qui giochiamo in casa, siamo dentro UNICEMENTO. Cosa manca allora ? «If you want to find the answer, you must know the answer»

Partiamo dal concetto che le prove costano e si fanno per risolvere un problema.

Qui il problema sta nel pop out. Il pop out è un fenomeno di degrado del calcestruzzo, provocato dalla  reazione alcali-aggregati. Tale reazione chimica, porta alla formazione di un silicato gelatinoso in grado di espandersi e creare distacchi della parte corticale del calcestruzzo (da qui il nome pop-out). Tale fenomeno si manifesta generalmente dopo alcuni mesi dalla messa in opera del pavimento e può proseguire anche per anni. Sulla superficie dell'opera si presenteranno distacchi di parti di calcestruzzo, di forma tendenzialmente conica e di larghezza generalmente pari a 1 - 4 cm. Per far si che la reazione avvenga, é necessaria la presenza contemporanea di 3 fattori: presenza di aggregati silicei reattivi criptocristallini-amorfi all'interno dell'impasto di calcestruzzo (generalmente opale e calcedonio); concentrazione di alcali (potassio e sodio) nel cemento; umidità. L'opera più colpita dal pop out sono le pavimentazioni industriali, ma ci sono casi ecclatanti anche per altre opere.

La norma in revisione, come quella precedente, prevede che su campioni di dimensioni molto limitate si facciano una serire di trattamenti e misure al fine di valutare l'eventuale espansione del calcestruzzo dopo 365 giorni. Prova quindi molto costosa e molto lunga.

Qual'è il problema ? anzi quali i problemi ? oltre a costi e durata, innanzitutto si tocca solo uno dei tre fattori: la reattività degli aggregati. Poi che è una prova puntiforme: testo un campione limitato di aggregati. Sono sempre meno la cave con "giacimenti" omogenei di roccia. Il prelievo riguarda quindi una porzione minima di un fronte di cava che domani potrebbe essere già cambiato.

Mi ritrovo quindi con un certificato che se positivo, può riguardare una produzione vecchia di un anno di aggregato e calcestruzzo, se negativo allora non mi dice assolutamente nulla, solo che quel mucchietto di sabbia o sassi non era probabilmente reattivo.

E' come se volessimo stabilire la pericolosità sismica facendo una carota sul terreno ... oggi si ragiona per analisi storica, da abbinare ovviamente ad analisi geologiche e geotecniche.

Siccome alle critiche devono seguire delle proposte ecco la mia. Il problema è il pop out: focalizziamoci sul problema. Creiamo una commissione fatta da tutti, chimici, esperti del settore cemento, esperti del settore calcestruzzo, geologi, magari anche chi si occupa di pavimentazioni e spolveri ... riuniamola e facciamoli ragionare su come prevenire il problema, realmente. Facciamo un conclave e definiamo una linea guida per la prevenzione del problema del pop out, non creiamo norme costose e forse inutili.

E' questo che serve, una visione olistica, una visione a 360 gradi di tutti gli stakeholder, su ogni fronte.

 

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Esempio di Innovazione: calcestruzzo luminescente capace di offrire sia un supporto strutturale per pavimentazioni a un effetto architettonico e una fonte luminosa notturna di Colabeton.