FESSURE IN VISTA

01 – premesse

Le note che seguono non hanno certamente la pretesa di rappresentare un “Giudizio Universale” sul complesso scenario delle fessure. Molto più semplicemente si propongono di fornire alcune informazioni sotto forma di semplice raccolta di alcuni “Post-it”.

”Per il vocabolario Treccani “il termine fessura , dal latino fĭssura, indica una fenditura o spaccatura, stretta e più sviluppata nel senso della lunghezza, soprattutto prodottasi in muri”.
 
La Raccomandazione Normal 1/88, edita da CNR – ICR (Istituto Centrale per il Restauro), definisce la “Fratturazione o Fessurazione” come “Degradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuità nel materiale che può implicare lo spostamento reciproco delle parti.

Per i progettisti, i costruttori ed i committenti, le fessure sono apparizioni insidiose e temute, generatrici di problemi e contestazioni. 

In effetti le fessure, anche quando non comportano implicazioni strutturali, causano danni di natura estetica per l’edificio, insidiano l’immagine professionale degli operatori, comportano maggiori oneri di verifica, riparazione e manutenzione, “attentano” alla durabilità delle opere.    

02 – scenari fessurativi 

Le rappresentazioni proposte da alcuni organismi tecnici, quali AITEC, CONCRETE SOCIETY, ACI, forniscono le immagini per fare una passeggiata commentata negli scenari fessurativi più frequenti.

Un primo elemento di indirizzo è rappresentato dal documento proposto da CONCRETE SOCIETY. La tabella di ragguaglio che lo accompagna consente di individuare, in modo approssimato ma abbastanza indicativo, le possibili cause degli eventi fessurativi illustrati.

Le illustrazioni desunte dalla pubblicazione “durabilità delle opere in cemento armato” dell’AITEC (Associazione Italiana Tecnico Economica del Cemento), seppure più scarne, sono in linea con le precedenti indicazioni.

1 = fessure da ritiro plastico; 2 = fessure indotte dalla corrosione; 3 = fessure da bleeding; 4 = fessure da ritiro igrometrico; 5 = fessure e degrado da corrosione; 6 = fessure da espansione salina

Anche l’American Concrete Institute fornisce rappresentazioni di alcune rilevanze fessurative sia piane che riprodotte in sezione.

Per arricchire la raccolta di rappresentazioni di fessure di vario tipo, le immagini che seguono fanno riferimento alle pavimentazioni in calcestruzzo. In queste strutture le possibili manifestazioni fessurative, comunque ascrivibili anche alle cause più generali, sin qui accennate, con l’ulteriore complicazione indotta dalla presenza, o meno, di presidi (giunti di isolamento), sia nelle connessioni fra strutture orizzontali e verticali che in corrispondenza di irregolarità geometriche (chiusini, basamenti, ecc.). 

I giunti di isolamento debbono infatti essere previsti ovunque il pavimento in calcestruzzo sia collegato a strutture verticali ed a contorno di pilastri, chiusini, basamenti ed irregolarità geometriche di qualsiasi natura.

03 – cause schematiche delle fessure

Le indicazioni proposte nella tabella e nel grafico, seppure specifiche per le opere in calcestruzzo, possono essere assunte come orientamento, con la maggior parte dei conglomerati a legante idraulico.

Le cause richiamate nella tabella sopra riportata, trovano ulteriore conferma nella successiva tabella che riporta informazioni generalmente riconosciute, desunte da rapporti tecnici di differente provenienza.

Il ricorrente richiamo al complesso fenomeno identificato con il termine generico di RITIRO, fra le cause principali delle manifestazioni fessurative rende opportuno lo sguardo più “soffermato” proposto nel paragrafo 05.

04 – prevenzione antifessurativa

Le fessure, nella maggior parte dei casi, possono essere riparate sul piano funzionale e bonificate sotto il profilo estetico. Gli interventi presentano però livelli di criticità tali da richiedere operatori qualificati e materiali specializzati.

Sempre nella maggior parte dei casi, le fessure possono essere oculatamente prevenute con lo studio accurato dei conglomerati (calcestruzzi, malte, betoncini, ecc.) ed il ricorso ad addizioni “esperte” quali le fibre READYMESH, accompagnate dell’adozione di appropriati magisteri di messa in opera, cura e stagionatura.

In ordine alla “prevenzione antifessurativa” così come alle modalità ed ai materiali per la “bonifica antifessurativa”, l’Ufficio Tecnico Azichem può fornire, a richiesta, una documentata assistenza.

05 – ritiro ed aspetti tecnologici diversi

I termini “debito volumetrico della reazione di idratazione”e “reazioni chimiche dei leganti”, richiamati come cause importanti dei fenomeni di fessurazione, riportano al fenomeno generalmente definito come RITIRO. Una definizione “corrente del “ritiro” è data da: “riduzione del volume del calcestruzzo (e dei conglomerati idraulici in genere), causato dalla perdita d’acqua nelle fasi che precedono e seguono l’ indurimento”, un’altra definizione possibile è data da: “variazione volumetrica e/o di lunghezza, che interviene, nei conglomerati, a seguito dell’eliminazione dell’umidità (acqua) ed in funzione del passivo volumetrico proprio della reazione di idratazione dei leganti idraulici”.

La deformazione è approssimativamente della stessa grandezza dell’allungamento prodotto da un aumento di temperatura di circa 60° C, oppure dell’accorciamento prodotto da una compressione di circa 15 MPa.
Le Norme Tecniche vigenti, per l’impiego del “cemento armato ordinario” fissano, come valori del coefficiente r, da adottarsi in mancanza di sperimentazione diretta e in assenza di agenti antiritiro specifici:

I valori indicati debbono essere aumentati del 50% per stagionatura in aria secca (in altre parole, in assenza di stagionatura corretta) e ridotti del 50% per stagionatura umida. In altre parole la corretta stagionatura umida riduce di 3 volte l’incidenza del ritiro plastico.

Le differenti classificazioni delle manifestazioni del ritiro sono di seguito accennate.

05.1 – ritiro plastico

Il ritiro plastico rappresenta, essenzialmente, la conseguenza della mancata adozione di procedure inerenti la cura e la stagionatura delle superfici fresche del calcestruzzo. Procedure che, ove adottate,  consentono anche la drastica riduzione  delle tensioni da contrazione.

I processi di idratazione del cemento sono infatti caratterizzati da una diminuzione del volume totale del sistema cemento + acqua. In particolare, prima che si completi la presa, nella fase in cui la miscela è ancora plastica, si verifica una contrazione dell’ordine dell’1%, rispetto al volume assoluto del cemento asciutto, denominata “ritiro plastico”. L’incidenza quantitativa di questo processo è significativamente influenzata dalle possibilità di perdita dell’acqua di impasto, sia per evaporazione che per assorbimento (casseforme, materiali di contatto, ecc.).

05.2 – ritiro igrometrico

Il ritiro igrometrico, peraltro sempre legato alla perdita dell’acqua di impasto per evaporazione, si manifesta più lentamente nel tempo e viene generalmente considerato con influenza progressivamente decrescente, comunque in gran parte conclusa dopo circa 6 mesi.
La corretta stagionatura umida, prolungata per almeno 7 giorni è una misura indispensabile per ridurre e contenere il manifestarsi e le conseguenze del ritiro plastico.

05.3 – ritiro & fessure

In termini di conseguenze il ritiro plastico può provocare manifestazioni fessurative superficiali che si sviluppano preferibilmente in corrispondenza di elementi in grado di ostacolare un assestamento e/o un riassetto uniforme dell’impasto (armature, aggregati di grande dimensione, ecc.), e/o in presenza di superfici estese (pavimentazione, solette, ecc.) che rendono più difficile la contrazione orizzontale rispetto alla contrazione verticale. (A. M. Neville : “Properties of Concrete”). In termini generali entrambi i fenomeni di ritiro plastico ed igrometrico sono la causa più frequente delle fessurazioni che si manifestano nel calcestruzzo e nei conglomerati a base di leganti idraulici.
Se le sollecitazioni indotte dal “ritiro” nella sua accezione più generale, superano la resistenza a trazione del materiale, ne consegue una fessurazione.

05.4 – fattori inerenti il ritiro 

Dalle numerose pubblicazioni in argomento è possibile desumere un’elencazione di massima  tabella dei fattori influenzanti il ritiro:

I parametri citati trovano indiretta conferma anche nella tabella e nel grafico di seguito proposti.

Edoardo Mocco

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
 
A.M. Neville : “Properties of Concrete”; The Concrete Society, “Non-Structural Cracks in Concrete”, Technical Report 22 (4th Edition, 2010); The Concrete Society, “Concrete Industrial Ground Floors; , Technical Report 34 (4th Edition, 2013);  M. Collepardi, L. Coppola, “Materiali innovativi per calcestruzzo speciali” Ed. Enco; M. Adam “Aspetti del calcestruzzo” Ed. C.E.L.I.;  PC.A. Portland Cement Association “Design and control of concrete Mixtures”;  ACI – IBC  “Concrete Manual”; C. Stanley – READYMIX UNIBETON, “Concrete Cracking”;