L’evoluzione dei controlli di accettazione del calcestruzzo: dal 1939 fino alle NTC 2018

L'Ingegner Vincenzo Domenico Venturi ripercorre l'evoluzione dei controlli di accettazione del calcestruzzo, partendo addirittura dall'anteguerra, ovvero dal Regio Decreto del 16 novembre 1939, ripercorrendo tutte le tappe che hanno portato alle vigenti "Norme Tecniche per le Costruzioni" del gennaio 2018.


Qualche settimana fa Andrea Dari mi ha proposto di analizzare l’evoluzione dei controlli di accettazione del calcestruzzo, partendo dalla prima metà del cosiddetto “secolo breve” e dall’ultimo esempio di normativa tecnica prodotto in quel periodo, ovvero il RD n. 2229 del 16 novembre 1939 “Norme per la esecuzione delle opere in conglomerato cementizio semplice ed armato.”, continuando con tutte le norme tecniche previste dalla legge n. 1086 del 5 novembre 1971 che, con cadenza irregolare, a partire dal 1972 si sono succedute fino alle vigenti “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al DM 17  gennaio 2018. 

Un vero e proprio viaggio della memoria.

Provo solo ora a rispondere alla richiesta da Andrea, con ritardo, sia per una iniziale perplessità sulla utilità della operazione, avevo già scritto in merito ai controlli di accettazione (rif. bibl. 1,) e sia per la più probabile ritrosia, umanamente comprensibile, verso argomenti che mi avrebbero confermato che il tempo era inesorabilmente passato da quel lontano 1987 quando una ricerca bibliografica non facile mi portò, con un elenco di norme, al cospetto del  responsabile della biblioteca centrale della facoltà di ingegneria di Roma “G. Boaga”, il quale, alla mia richiesta di poter fotocopiare le norme, in virtù di ragioni che ancora oggi non comprendo, mi rispose che, semplicemente, non poteva  produrmi copia delle norme, unica alternativa era che le trascrivessi a mano. 

Raggiungemmo un compromesso, mi avrebbe consentito di fotocopiare solo la parte di testo relativa ai controlli sul calcestruzzo. 

Dopo anni ancora mi chiedo cosa prevedesse il RD n. 2229 per il controllo di accettazione delle barre!!

Oggi, evidentemente, è cambiato tutto e nel tempo che impiegavo allora per andare dalla biblioteca al centro fotocopie, durante il quale godevo di una splendida vista sul Colosseo, ora nello stesso tempo e dalla mia scrivania riesco ad eseguire agevolmente la ricerca ed a scaricare i documenti oltre che a stamparli comodamente.

 

Le origini

“Torniamo a Bomba”, scorrere oggi il RD n. 2229 fa sorridere per alcune evidenti ingenuità ed errori anche se l’approccio vuole essere rigoroso e fin dalle prime battute: capo I “Prescrizioni generali” prescrive e circoscrive gli ambiti in cui intervengono, per competenza, tutti gli attori: Progettista, Direttore dei lavori, Costruttore, Collaudatore, del processo edilizio, disciplinandone le relative responsabilità e competenze. 

Nello stesso spirito il capo II titola: “Qualità dei materiali” e dall’art. 5 all’art. 11 prescrive i requisiti dei componenti il conglomerato cementizio, fra i quali anche un improbabile “…. è consentito anche l’uso di roccia gessosa,..”.

Dall’art. 12 all’art. 16 vengono descritte non solo la frequenza dei controlli, “…non meno di una serie di quattro cubi per ogni 500 m3 di getto di conglomerato.”; ma anche la geometria dei cubi “…cm 16 di spigolo..” e delle “cubiere” “…forme metalliche facilmente smontabili..”; le modalità di confezionamento “..messo nelle forme in tre strati, pressoché di uguale spessore..”; le modalità di compattazione “…costipato a mano con l’aiuto di un tondino di ferro di cm 1 di diametro lungo cm 30 finché l’acqua affiori alla superficie.”; le modalità di stagionatura, con sformatura prevista dopo 24h - 48h e “…lasciati stagionare sotto la sabbia umida al riparo dalle correnti d’aria e dai raggi del sole, a temperatura non inferiore a 10°C. Trascorsi almeno sette giorni,…., i cubi accuratamente imballati con segatura di legno od altro e contrassegnati in modo indelebile devono essere spediti ad un Laboratorio ufficiale, dove sono conservati in ambiente umido a temperatura non inferiore a 10° C.” 

La condizione di “sabbia umida” è stata poi recepita nella UNI  6127:1980 come condizione generale per tutti i 28 gg di stagionatura ed è stata impropriamente considerata fino al 2002, anno in cui è stata sostituita dalla UNI EN 12390-2, come una condizione equivalente, nonostante le evidenti incongruenze (rif. bibl. 2), alle condizioni convenzionali della camera climatica, che garantisce invece condizioni termo igrometriche controllate (T = 20 ± 2°C ed UR > 90%).

Il criterio di conformità, o controllo di accettazione, nel RD 2229 è disciplinato dall’art. 16 il quale prescrive di eseguire la prova di compressione, con un gradiente di carico di 10 kg/cm2 per secondo, su quattro provini e dopo 28 gg. di stagionatura.

In caso di esito negativo, è consentita l’eventuale ripetizione su ulteriori quattro provini stagionati a 60 gg. 

La resistenza media dei tre valori maggiori rappresenta la resistenza a compressione del calcestruzzo sr,28 che viene prescritta pari ad almeno tre volte la resistenza sc impiegata nei calcoli. 

Unica limitazione è che il valore di sr,28 risulti sempre maggiore di 120 kg/cm2 per i conglomerati confezionati con “cemento normale” e sempre maggiore di 160 kg/cm2 per i conglomerati confezionati con “cemento ad alta resistenza o alluminoso”.

Le prescrizioni del RD 2229 non si adattavano alla spinta che il boom economico degli “anni sessanta” imponeva tanto alla “grande impresa italiana”, responsabile della costruzione delle “grandi opere” degli anni del boom: dighe, autostrade,…, che alla piccola e media impresa coinvolta nella attività di  edilizia residenziale, in entrambi i casi la ridotta regolamentazione prevista dal RD 2229  non consentiva di apprezzare le migliori prestazioni determinate  dall’impiego di materiali innovativi anche perché il loro impiego spesso risentiva della interpretazione soggettiva del singolo professionista. 

Da ciò possiamo presumere sia scaturita la diversa qualità che si riscontra oggi su tutto il territorio nazionale e che caratterizza la diversa durabilità e degrado del calcestruzzo, e non solo, di gran parte del nostro patrimonio edilizio.

 

La legge n° 1086 del 5 novembre 1971 e le prime Norme Tecniche (dal DM 30 maggio 1972 al DM del 16 giugno 1976)

Rispetto al lunghissimo periodo, dal 1939 al 1971, durante il quale la qualità del “costruire” è stata regolamentata da una normativa obsoleta dove solo le grandi opere erano disciplinate, nel progetto e nei CSA, da norme ad hoc, norme che erano spesso coerenti con lo stato dell’arte e quindi direttamente proporzionali alla qualità ed alla professionalità del progettista. 

Rispetto a ciò la legge n. 1086 del 5 novembre 1971 ha rappresentato il tentativo di regolamentare, in maniera moderna, il mondo delle costruzioni ed il modo di costruire.

L’art. 21 della legge n. 1086/1971 prescrive, ancora oggi, che le norme tecniche, vengano emanate con cadenza biennale. Le prime norme tecniche di questo nuovo corso sono state emanate con decreto ministeriale il 30 maggio 1972 e sono state pubblicate sulla GU n. 190 del 22 luglio 1972.

Il DM del 30 maggio 1972 ha comportato una evoluzione significativa in merito alla frequenza ed alla consistenza dei controlli anche se nell’immediatezza non ha imposto coerenti ripercussioni sulla produzione effettiva del calcestruzzo di quegli anni.

Nello specifico il controllo di accettazione prevede la frequenza di prelievo di quattro cubi ogni 100 m3 con “un minimo di tre (prelievi) per ogni tipo di calcestruzzo omogeneo utilizzato nell’opera”. 

Il criterio di conformità è rappresentato dalla:

 

Definizione criterio di conformità

Nella quale:

 

Venturi evoluzione controlli accettazione

 

Assunto che si può adottare il coefficiente 1.64 solo in coincidenza di un “numero elevatissimo di prelievi”, e che nel caso di forniture inferiori a 3000 m3 ovvero fra 10 e 29 prelievi il controllo può essere eseguito solo con il ricorso ai coefficienti richiamati nella tabella che segue più severi e più cautelativi:

 

Coefficienti controllo

 

con l’unica condizione che il valore di d da introdurre non risulti mai inferiore a 20 kg/cm2. Nel caso invece di prelievi, e di forniture, comprese fra 500 m3 e 1000 m3, ovvero fra tre e nove prelievi, la resistenza caratteristica deve derivare dal: 

 

Resistenza caratteristica

Il problema della media mobile risponde alla corretta esigenza di individuare il valore più cautelativo per la sicurezza strutturale, contesto cui giustamente si rivolgono le norme tecniche, la media mobile è invece assolutamente inadeguata per la valutazione della conformità della produzione di lotti diversi di una stessa fornitura di calcestruzzo, come è stato inopinatamente proposto in un esempio della circolare CSLLPP/617/2009.

Appena due anni dopo, con il DM 30 maggio 1974, intervallo di tempo quasi impossibile ai giorni nostri, il controllo è stato riproposto con la medesima procedura nella quale viene variata, in maniera più restrittiva solo la tabella dei coefficienti che garantiscono il “frattile” 5%:

 

Tabella coefficienti

 

I nuovi coefficienti sono sicuramente più severi nei confronti della qualità della produzione e sono più cautelativi nei confronti della sicurezza. 

È rimasta invariata la procedura di accettazione prevista per quantitativi di fornitura di calcestruzzo inferiori a 1000 m3, ovvero mediante l’applicazione della media mobile.

Nelle successive norme tecniche di cui al DM 16 giugno 1976 i controlli sul conglomerato cementizio non subiscono alcuna revisione.

È stato confermato che con il ricorso ai coefficienti k della precedente  tabella, “Il procedimento statistico può essere esteso, con approssimazione accettabile, anche al caso di un numero  di prelievi compreso fra 10 e 29.”

 

Le Norme tecniche dal 26 marzo 1980 al 27 luglio 1996, il cambio di marcia

Nelle NT del 26 marzo 1980 l’approccio ai controlli di accettazione del calcestruzzo è stato invece variato radicalmente ed ha assunto la forma che, con le variazioni che vedremo più avanti, non è cambiata fino ad oggi.  Per prima cosa la definizione  della consistenza del prelievo viene ridotta da 4 a 2:

 

Definizione consistenza prelievo

e vengono introdotte le due modalità di controllo, tipo A o forfettario e tipo B o statistico:

I due tipi di controllo


Il fatto più rilevante è che il controllo statistico non è più obbligatorio per forniture maggiori di 1500 m3 ed il controllo forfettario, nello specifico il punto 5.1 Controllo tipo A:

Controllo di tipo A

 

in precedenza riferito a quantitativi di calcestruzzo compresi fra 500 m3 e 1000 m3 (o fra 3 e 9 prelievi), con caratteristiche giustamente severe e penalizzanti in funzione del minor numero dei prelievi, in questa revisione diviene meno severo e viene proposto come procedura ordinaria, cui fare ricorso “..di regola” e si può applicare il “controllo statistico”, previsto al punto 5.2 Controllo tipo B e richiamato nel seguito, solo in “.. in alternativa”:

 

venturi-imm-controlli-immagine9.png

 

lasciando così intendere una sostanziale equivalenza fra le due procedure proposte. 

Ho già avuto modo di chiarire come i due metodi non solo non convergono ma soprattutto non garantiscono gli stessi livelli di sicurezza (rif. bibl.3 e 4). 

Il fatto che si possa applicare il controllo statistico solo in maniera volontaria ed in alternativa al meno severo controllo forfettario comporta una consistente riduzione della qualità del controllo. 

Dal 1980 e sostanzialmente fino al 2008, in conseguenza di questa “volontarietà”, il controllo statistico è stato applicato, molto spesso, in maniera arbitraria e punitiva. 

Un'altra caratteristica del DM 26 marzo 1980, ancora meno cautelativa, in confronto alla corrispondente prescrizione prevista nelle precedenti edizioni di norme tecniche, è rappresentato dalla riduzione del coefficiente k, prescritto, peraltro, in coincidenza di un numero di prelievi pari a 15. 

Per una serie di 15 prelevi detto coefficiente passa da circa 2.0 a 1.4.    

In ogni parte relativa ai controlli di accettazione del calcestruzzo le edizioni delle Norme tecniche di cui ai DM del: 1 gennaio 1983, 27 luglio 1985, 14 febbraio 1992, 9 gennaio 1996 confermano l’edizione del 1980.

In tal modo, in oltre 15 anni, si è consolidato un approccio al controllo della qualità del calcestruzzo che non ha alcun rigore logico e che ha portato, nel passato recente, alla brutta definizione di calcestruzzo “depotenziato”, la cui fortuna mediatica, come definizione della cattiva qualità del calcestruzzo, è invece il segno evidente della poca conoscenza, fra gli addetti ai lavori, del prodotto strutturale “calcestruzzo” e dell’ approccio falsamente “deterministico” - in quanto fondato su un modello inadeguato: il controllo forfettario - con cui spesso i progettisti si sono riferiti alla qualità del calcestruzzo. 

In realtà il controllo della qualità del calcestruzzo dovrebbe rispondere a procedure il cui rigore deve trovare conferma nella corretta applicazione di adeguati modelli statistici, probabilistici.

 

Il DM 14 settembre 2005, quando non ci si accorge del cambiamento

Al DM 27 luglio 1996 è seguito un lungo periodo di stasi normativa e le nuove norme tecniche (NTC 2005) hanno visto la luce solo il 14 settembre 2005, anche in questo caso la lunga gestazione è stata preludio di un cambio radicale di impostazione. 

La parte delle caratteristiche dei materiali è stata concentrata nel capitolo 11 Materiali e prodotti per uso strutturale.

Il par. 11.1.4 richiama esplicitamente le norme UNI EN che prescrivono geometria e tolleranze dei provini, condizioni di stagionatura (UNI EN 12390-1 e 2):

 

geometrie e tolleranze dei provini

e per quanto riguarda la determinazione della resistenza alla compressione richiama le specifiche della macchina di prova (UNI EN 12390-4) e delle modalità di esecuzione e restituzione dei risultati della prova di compressione (UNI EN 12390-3).

 

prova di compressione


Non è cambiata la definizione della consistenza e della frequenza dei prelievi, due provini ogni 100 m3 e per ogni giorno di getto, è cambiato il coefficiente k che è rimasto applicato ad una serie di 15 prelievi ma da 1.4 è stato allineato al valore di 1.48 previsto negli EC.

 

Controllo di accettazione positivo

 

Pur non variando la procedura prevista per il controllo forfettario il controllo statistico è stato reso obbligatorio per lotti maggiori di 1500 m3, con una frequenza minima di 1500 m3

 

Controllo statistico obbligatorio



Inoltre, nelle prescrizioni comuni alle due modalità di controllo vengono attribuite, esplicitamente, al Direttore dei lavori le responsabilità del prelievo, dalla identificazione dei provini alla stesura del “verbale di prelievo” ed alla redazione e sottoscrizione della lettera di richiesta prove. 

In queste attività la novità è rappresentata dal fatto che il Direttore dei lavori può delegare un tecnico di sua fiducia e la stagionatura deve essere eseguita dal laboratorio che esegue le prove di accettazione.

Prescrizioni comuni per entrambi i controlli


Per la prima volta compare una prescrizione sui contenuti del “certificato di prova” che indirettamente vincola il Direttore dei lavori ed il laboratorio a uniformare le “informazioni” che devono essere riportate nella lettera di richiesta prove e quindi nei certificati.

 

Certificati emessi dai laboratori

 

La novità più grande però si trova al par. 11.1.6 “Controllo della resistenza del calcestruzzo in opera” che prevede le procedure da applicare nel caso di non conformità dei controlli di accettazione:

 

Valore medio resistenza calcestruzzo


Viene prevista la possibilità di determinare la resistenza del calcestruzzo  mediante prelievi e prove non distruttive (PnD), coerentemente vengono indicate le due norme EN che all’epoca disciplinavano il prelievo di calcestruzzo indurito (EN 12504-1) e la prova sclerometrica ( EN 12504-2), però non vengono prescritti i requisiti del soggetto/laboratorio che può eseguire sulle strutture prove e prelievi  in situ, ovvero tutte le attività che si devono svolgere in opera e che sono necessarie per risolvere una “non conformità” che si è generata nei controlli di accettazione che la norma prevede debbano essere eseguiti da laboratori , ufficiali o autorizzati, di cui al DPR 380/2001 – art. 59:

 

Prove eseguite da laboratori

 

Laboratori che devono rispondere a specifici requisiti di indipendenza e terzietà, di formazione ed esperienza del personale, di qualità ed efficienza delle attrezzature.

Comunque, la criticità maggiore è rappresentata dal criterio di conformità proposto per la soluzione delle non conformità mediante le prove in situ che vede il confronto fra il valor medio, “misurato con tecniche opportune (distruttive e non distruttive) e debitamente trasformato in resistenza cubica..” che deve risultare minore dell’85% del valore di progetto di Rck.

È evidente come questo criterio non sia cautelativo nei confronti della sicurezza pur introducendo, per la prima volta nelle norme tecniche, il concetto di resistenza in opera diversa dalla resistenza convenzionale di progetto.

Le NTC 2005 non hanno avuto però molta fortuna, non hanno trovato sostanzialmente alcuna applicazione in virtù di un transitorio che prevedeva un monitoraggio durante il quale era consentito applicare la normativa “previgente”, detto periodo di monitoraggio era stato fissato inizialmente in 18 mesi, termine che è stato sempre prorogato, fino alla data della pubblicazione delle nuove NTC 2008 di cui al DM 14 gennaio 2008.

 

Le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio 2008 ed il terremoto de L’Aquila

L’applicazione delle NTC 2008 anche in questo caso è stata subordinata al medesimo periodo di monitoraggio, 18 mesi, che sarebbe terminato il 30 giugno 2009 ma il decreto Milleproroghe del febbraio 2009 fissò un nuovo termine al 30 giugno 2010.

Il terremoto dell’Aquila del 5 e 6 aprile 2009 e la necessità di valutare correttamente la pericolosità sismica del territorio nazionale e di adeguare, in conseguenza, le opere di ingegneria civile alle esigenze di una moderna progettazione sismoresistente determinarono il Governo a rendere obbligatoria l'applicazione del DM 14 gennaio 2008 che infatti abrogò, nel maggio 2009, la proroga al 30 giugno 2010.  

Nella parte relativa ai controlli sul calcestruzzo e nello specifico di quella che disciplina i prelievi vengono richiamate le norme UNI EN relative a geometria, tolleranze e modalità di prova:

 

Stagionatura provini


e viene introdotta, rispetto al passato, la determinazione della massa volumica come parametro indice della qualità del calcestruzzo:

Procedimento massa volumica


Le modalità del controllo di accettazione non cambiano nella forma e nella sostanza per il controllo forfettario mentre nel controllo statistico viene confermato l’obbligo per forniture superiori a 1500 m3, con una frequenza minima di 1500 m3, e il coefficiente k, garante del frattile 5%, viene nuovamente ridotto da 1.48 a 1.4.

 

tabell1-venturi-controlli.JPG

 

Anche per quanto riguarda le responsabilità del Direttore dei lavori in merito al prelievo, alla identificazione, alla custodia dei provini nulla cambia rispetto alla edizione delle NTC 05, l’unica variazione riguarda le prove, che devono essere richieste dal Direttore dei lavori e certificate da un laboratorio di cui all’art. 59 del DPR380/2001, fra le quali compare come parametro indice della qualità del calcestruzzo la determinazione della massa volumica.

I certificati di prova devono contenere almeno:

 

Certificati di prova

 

Un aspetto rilevante è rappresentato dalle verifiche in situ previste nel caso di esito negativo dei controlli di accettazione. Le NTC 2008 introducono tutte le UNI EN che riguardano le prove in situ, sia quella relativa al prelievo di calcestruzzo indurito che quelle relative alle PnD disponibili al momento della pubblicazione delle norme: prove sclerometriche, prove ad ultrasuoni, prove di estrazione (pull-out). 

Le NTC 2008 non risolvono l’ambiguità riguardante i requisiti del soggetto che deve eseguire i prelievi e le PnD, fra i quali oltre l’esperienza  e la formazione del personale, l’efficienza e la taratura delle attrezzature, è dirimente che venga garantita l’indipendenza e la terzietà di chi esegue le prove rispetto alle parti.

Valore medio resistenza

 

Il criterio di conformità viene variato e corregge l’anomalia di cui si è detto in precedenza mettendo a confronto il valor medio della “resistenza strutturale”, determinato su carote ed esteso mediante PnD, estrapolato al valore “convenzionale” della resistenza, cubica o cilindrica, che deve essere minore dell’85% del valore medio, cilindrico o cubico, della resistenza definita in fase di progetto.

Ciò che manca e che costituisce una possibile criticità è la mancanza di definizione della resistenza media, cubica o cilindrica, definita in fase di progetto

Infatti a fronte di una resistenza caratteristica di progetto, Rck, individuata in maniera univoca dal progettista come il valore della resistenza che non viene superato (insuccesso) solo nel 5 % dei casi (frattile 5%), possono esserci più valori di resistenza media. 

Esemplificando: 

sia Rck = 30 N/mm2 il valore della resistenza di progetto a cui corrisponde una classe del calcestruzzo C25/30. 

Il valore della resistenza media “di progetto” può derivare dal par. 11.2.10.1 delle NTC 2008:

 

immagine23-bis.png

che prevede i seguenti passaggi:

 

1) resistenza di progetto, Rck = 30.0 N/mm2

classe di resistenza C25/30;

per cui essendo fcm = 25 + 8 = 33 [N/mm2], si otterrebbe:

 Rcm = fcm/0.83  = 33/0.83 = 39.8 » 40.0 [N/mm2];

ma può anche derivare, per ragioni commerciali, dal fatto che il confezionatore fornisca solo lotti, omogenei non superiori a 1500 m3, in tal caso il valore della resistenza media di progetto da assumere deriva dal controllo tipo A (forfettario) e sarebbe pari a:

 

2) resistenza di progetto, Rck = 30.0 [N/mm2] 

 Rcm = Rck + 3.5 = 30 + 3.5 = 33.5 [N/mm2]

nel caso, più frequente, in cui il confezionatore produca con l’obiettivo di essere conforme al controllo di accettazione tipo B (statistico) si deve formulare una ipotesi sulla qualità della produzione, sullo scarto quadratico medio s che può essere assunto (rif. bibl. 4) in funzione della qualità della produzione rispettivamente pari a: 

  • 4) buona;
  • 5) media;
  • 6) scadente

da cui deriva che il valore di una resistenza media di progetto sarebbe pari a:

3) resistenza di progetto, Rck = 30 N/mm2

Rcm = Rck + 1.4× s = 30 + 1.4x 4 = 30 + 5.6 = 35.6 [N/mm2];

⇔ Rcm = Rck +1.4× s = 30 + 1.4× 5 = 30 + 7 = 37.0 [N/mm2]

⇔ Rcm = Rck + 1.4× s = 30 + 1.4× 5 = 30 + 8.4 = 38.4 [N/mm2];

 

Nella gran parte dei contenziosi insorti negli ultimi dieci anni il valore scelto come valore della resistenza media è stato quello previsto dalla relazione (11.2.2) delle NTC 2008  anche se, per una sostanziale  non convergenza con la realtà del mercato per il quale l’approccio più comune è sicuramente quello statistico, questa scelta ha quasi sempre comportato l’esito negativo delle verifiche in situ.

 

La normativa vigente, DM 7 gennaio 2018; Circolare n° 7/CSLLPP/2019

Le ultime norme tecniche, di cui al DM 7 gennaio 2018 attualmente vigente, ed alle quali proprio per questo assocerò, quando utile, qualche considerazione sulla coordinata circolare esplicativa 7/CSLLPP/ 2019, già oggetto di un mio precedente intervento (rif. bibl. 4).

Una prima criticità riguarda la geometria dei campioni che essendo disciplinata dalla UNI EN 12390-1:2012 non richiederebbe altre precisazioni ed invece tanto le NTC 2018 al par. 11.2.1:

“La classe di resistenza contraddistinta dai valori caratteristici delle resistenze cubica Rck e cilindrica fck a compressione uniassiale, misurate rispettivamente su cubi di spigolo 150 mm e su cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm.”

che la successiva Circolare n° 7 del 21-01-2019 par. C11.2.1 richiama in forma sostanzialmente analoga:

“Per quanto attiene la classe di resistenza, la stessa è individuata esclusivamente dai valori caratteristici delle resistenze cilindrica fck e cubica Rck a compressione uniassiale, misurate su provini normalizzati e cioè rispettivamente su cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm e su cubi di spigolo 150 mm.”

Le due prescrizioni fissano una unica, possibile, geometria per i provini anche se come anticipato il par. 11.2.4 delle stesse NTC 2018 testualmente recita:

“Per la preparazione, la forma, le dimensioni e la stagionatura dei provini di calcestruzzo vale quanto indicato nelle norme UNI EN 12390-1:2012 e UNI EN 12390-2:2009.”

che sostanzialmente smentisce quanto esposto in precedenza, rimandando correttamente, ma in evidente contraddizione con le precedenti affermazioni, alla UNI EN 12390-1:2012 che prevede che il lato del provino cubico, o del diametro del cilindro, sia pari ad almeno 3.5 volte il Dmax dell’aggregato esplicitando la serie di geometrie convenzionali per i provini che sono richiamate nel seguito. 

Dimensioni nominali di cubo e cilindro

 

L’equivoco, e l’incongruenza, da sanare è rappresentato dalla possibile interpretazione “burocratico-giuridica” che vuole che sullo “standard” prevalga sempre la “norma cogente” che nel caso specifico è rappresentata dal riferimento numerico unico ed invariabile nei confronti dell’aggregato, di: d =150 mm e h 300 mm, (provini cilindrici), l =150 mm, (provini cubici), imposto apoditticamente dalle NTC 2018 alla geometria dei provini, anche se ciò, come è noto, può comportare la perdita di ripetibilità della prova e quindi la perdita di validità del controllo.

La proposta di revisione delle NTC 2018 è che queste particolari prescrizioni vengano individuate esclusivamente con riferimento agli “standard”, ovvero alle norme UNI, UNI EN per intenderci, rimuovendo dalle NTC ogni altro riferimento.

Il secondo punto riguarda invece proprio l’applicazione dei controlli di accettazione, che le NTC 18 non hanno variato nella forma e nella sostanza per quanto riguarda il controllo tipo A (forfettario):

 

Controlli di accettazione

 

mentre per il controllo tipo B (statistico) la variazione ha riguardato esclusivamente il coefficiente k che è stato portato da 1.4 a 1.48.

 

Controllo di tipo A e B

 

I due controlli non sono convergenti e non garantiscono lo stesso standard di sicurezza (rif. bibl. 3 e 4) per cui sarebbe opportuna una revisione del controllo “tipo A”,  che preveda di sostituire il valore forfettario di 3.5 con un valore maggiore tale da garantire alle forniture di calcestruzzo strutturale lo stesso livello di qualità, e di sicurezza, garantito dal controllo statistico.

Un altro aspetto da considerare è connesso all’applicazione dei controlli per i lotti intermedi minori di 600 m3 e minori di 3000 m3

Mentre le NTC 2018 confermano l’obbligo del controllo statistico “tipo B” per forniture di calcestruzzo omogeneo maggiori di 1500 m3 e definiscono in maniera altrettanto chiara che la frequenza nei  controlli deve avere una “frequenza non minore di un controllo ogni 1500 m3 di calcestruzzo” da cui deriva che l’interpretazione non può che essere che per forniture intermedie (ad esempio di 2400 m3) si debba eseguire un solo controllo

 

Controllo di tipo B

 

La gestione del controllo di accettazione per forniture di calcestruzzo omogeneo maggiori di 300 m3 ed inferiori a 600 m3 prevista dal controllo “tipo A” non è altrettanto chiara infatti:

 

Controllo di tipo A

 

È evidente che i due controlli non condividono la stessa filosofia per le forniture comprese fra due quantitativi minimi, previsti come soggetti al controllo, rispettivamente fra 300 m3 e 600 m3 e fra 1500 m3 e 3000 m3

Mentre il controllo “tipo B” consente di accorpare i prelievi fino al formarsi di un ulteriore lotto di 1500 m3, il controllo “tipo A”  che prescrive “un controllo di accettazione ogni 300 m3 massimo di getto” e per il quale il “quantitativo di miscela omogenea oggetto del controllo di accettazione non deve essere “maggiore di 300 m3” autorizza nei fatti, per le forniture intermedie ≥ 300 m3 e < 600 m3, ad applicare due distinti controlli di accettazione il primo per la prima fornitura di 300 m3 ed il secondo per la ulteriore fornitura, frazione di 300 m3.

Sempre nell’ambito della revisione delle NTC 2018 ritengo che questa debba interessare anche la procedura suggerita ai punti 3) e 4) dell’esempio, che richiamo in estratto, contenuto nella circolare n° 7/2019 al par.C11.2.5.2:

“Qualora la quantità di miscela omogenea da impiegare nell’opera sia maggiore di 1500 m3, ai fini del controllo si consiglia la seguente procedura:

  1. In prima fase, si esegue il controllo sul primo gruppo di 15 prelievi (30 provini);
  2. Successivamente, si esegue il controllo sul secondo gruppo di 15 prelievi;
  3. Contestualmente si esegue anche il controllo su tutti i prelievi disponibili (in questo caso 30);
  4. Si prosegue con la medesima procedura per i successivi gruppi di 15 prelievi, ovvero prima sull’ultimo gruppo di 15, poi sulla somma di tutti i precedenti;
  5. Qualora l’ultimo gruppo disponibile sia inferiore a 15 prelievi, questi si aggiungono al precedente gruppo.”

Ho esposto (rif. bibl. 4) le ragioni per cui la procedura proposta è assolutamente da evitare

Un ultimo punto, sempre sulla applicazione dei controlli di accettazione per i quali a fronte di non meglio definiti “controlli statistici accurati”, e di una altrettanto vaga “….con i metodi completi dell’analisi statistica assumendo la legge di distribuzione più corretta e il suo valor medio,…” vengono fornite due prescrizioni riferite al coefficiente di variazione (s/Rm) che consentono di controllare, correttamente,  la qualità ovvero la dispersione della produzione.

Perché questa prescrizione sia efficace l’adozione di questo nuovo parametro, il coefficiente di variazione (s/Rm) mediante il quale controllare la qualità della produzione, dovrebbe essere esplicitata nelle NTC come una condizione aggiuntiva dei controlli, che diverrebbe così la terza verifica del controllo “tipo B”.

Preliminarmente a ciò è però necessario rivedere, rispetto ai due limiti previsti, l’applicazione delle coerenti azioni correttive, infatti se:

  • Il coefficiente di variazione (s/Rm) è maggiore di 0.15 e minore di 0.30 la soluzione della Non Conformità prevista dalle attuali NTC 2018 è chiara, prevede il ricorso a “controlli più accurati, integrati con prove complementari di cui al §11.2.7.”, per cui sarebbe sufficiente esplicitare solo che i “controlli più accurati” devono essere le procedure di cui al par. 11.2.6 Controllo della resistenza del calcestruzzo in opera;

  • Nel secondo caso in cui il coefficiente di variazione (s/Rm) è maggiore di 0.30 la soluzione della Non Conformità prevista, attualmente, dalle NTC 2018 è che: Non sono accettabili calcestruzzi con coefficiente di variazione superiore a 0,3, che, nella sua essenzialità, non sembra lasciare spazio alle interpretazioni e quindi sembrerebbe non esserci altra soluzione che la demolizione però anche in questo caso, considerato l’elevato impatto economico, sarebbe opportuno che se la prescrizione fosse ritenuta congrua fosse esplicitamente espressa.

Altrettanto ambigua è l’interpretazione dell’ultimo capoverso:

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Non si comprende a chi e in quali condizioni e soprattutto perché si debbano applicare condizioni così restrittive. 

È necessario precisare che il controllo “tipo B” è in vigore da quasi 40 anni durante i quali, come abbiamo visto, vi è stata solo qualche variazione del coefficiente moltiplicativo k dello scarto quadratico medio, che è oscillato fra i valori: 1.64, 1,4, 1.48,.., e di cui si è visto che, di fatto, garantisce solo convenzionalmente il “frattile 5%”. 

Infatti scorrendo la tab. 11.3.IV e la tab. 11.3.V delle stesse NTC 2018 riferite all’acciaio (La tab. 11.3.IV delle NTC 18 contiene un refuso:  errata: [p =95%] con una probabilità del 90 %; corrige: [p =95%] con una probabilità del 95%.) e che correlano la numerosità del campione e del coefficiente k alla possibilità di insuccesso atteso nei due casi, rispettivamente, del 5% e del 10%.

È evidente come nei due casi, per una serie di 15 campioni/prelievi, si ottengano valori di k di gran lunga diversi.

 

 

immagine-30-tabella-doppia.JPG

 

Per questa ragione il ricorso ai “controlli statistici accurati”, con i “….metodi completi dell’analisi statistica assumendo la legge di distribuzione più corretta e il suo valor medio,…” devono essere coerenti con l’effettivo frattile, probabilità di insuccesso, attualmente garantiti dal controllo tipo B.

Adottare il coefficiente k, in grado di assicurare il corretto rispetto del frattile 5%, non è indolore ed è economicamente oneroso a meno che non venga compresa appieno, con il coerente riconoscimento economico-commerciale, la ricaduta in termini di qualità dei calcestruzzi conformi a questa prescrizione.

La prescrizione: “la resistenza minima di prelievo Rc,min dovrà essere maggiore del valore corrispondente al frattile inferiore 1%.” è nella sua formulazione sicuramente errata infatti sia il valore Rc,min che  il frattile inferiore 1% sono riferiti alla reale distribuzione dei valori e  non sono indicati come limiti di conformità al valore di progetto (Rck) e quindi al conseguente “taglio” rispetto al valore caratteristico (Rck – 3.5). 

Una ragione di quest’errore è intuitivamente riconducibile alla simmetricità che, l’estensore della norma, sbagliando, ha voluto proporre per garantire l’accettazione dei valori più bassi, ovvero l’accettazione del minore dei valori della distribuzione, Rc,min. (Rif. Bibl. 4), che nel controllo “tipo B” viene operato mediante il cutting della “coda” della “Gaussiana” (Rck – 3.5) rispetto al valore di progetto (Rck). 

Una ulteriore possibilità di non conformità, che è stata introdotta con queste NTC 18, è quella costituita dallo scarto ammissibile imposto ai due risultati ottenuti nell’ambito di uno stesso prelievo.

 

Media delle resistenze a compressione-Venturi

 

Essendo garantita la tracciabilità e la provenienza dei provini e nel caso in cui lo scarto fosse riconducibile ad un difetto di confezionamento, di stagionatura,….. è certamente congruo ed opportuno prevedere una procedura in grado di gestire l’eventuale anomalia dello scarto eccessivo fra due valori dello stesso prelievo.

Appare sproporzionata la soluzione di prescrivere un controllo in opera, attività onerosa ed invasiva e fra l’altro proposta in maniera non sufficientemente disciplinata nelle quantità e nelle modalità di applicazione. 

Più semplice sarebbe stato prevedere di scartare, nell’ambito della stessa coppia di prelievo, il valore minore in quanto a per uno stesso calcestruzzo il valore minore è l’unico che può avere risentito degli effetti di una cattiva costipazione, di una non corretta stagionatura,…

Diverso è il caso se si riconduce lo scarto eccessivo, anche fra i valori di una semplice coppia, alla non rappresentatività del prelievo o peggio a quello di una azione fraudolenta, quando ciò avviene, ma non può essere la sede delle NTC l’adozione delle opportune azioni correttive, i controlli andrebbero estesi all’intera struttura e non al singolo prelievo. 

Proprio per quanto esposto il problema della tracciabilità dei campioni, dal prelievo alla certificazione è prioritario  e le  NTC 18 hanno cercato di risolverlo individuando la responsabilità del “Controllore” nei confronti dell’intera filiera, dal prelievo del campione alla consegna al laboratorio di prove, e prevedendo per la prima volta che lo stesso laboratorio che esegue le prove possa essere il soggetto responsabile in cantiere, per conto del Direttore dei lavori, del prelievo, della stagionatura, della custodia. 

In tal modo si è cercato di evitare non solo le possibili interferenze che possono insorgere fra il soggetto controllore ed il soggetto controllato ma anche che mediante un circuito virtuoso rappresentato dalla sinergia fra laboratorio prove, con attrezzature e personale formato, e Direttore dei lavori si risolvessero tutte le possibili criticità che avevano caratterizzato la qualità dei prelievi e dei controlli fino ad allora.

Nello specifico già la vigente normativa per le OO.PP., nazionale e regionale, pone a carico della Stazione Appaltante l’onere delle prove indicandole, in maniera analoga a quanto è ormai consolidato per i costi per la sicurezza, come costi non soggetti a ribasso (art. 111 - Decreto legislativo 18 aprile 2016, n. 50 Codice dei Contratti Pubblici).

Anche il limite posto, dalle NTC 2018, di 45 giorni di stagionatura oltre il quale i risultati delle prove sui provini convenzionali (cubetti) non possono più essere impiegati per i controlli di accettazione, sono da ricondurre alle medesime ragioni in quanto sottolineano come il controllo di accettazione del calcestruzzo posto in opera sia efficace solo se viene eseguito tempestivamente e questo non solo per consentire la corretta gestione nel controllo delle forniture ma anche perché consente al Direttore dei lavori l’adozione di una, eventuale, azione correttiva economicamente sostenibile nei confronti nella soluzione della “Non Conformità” (rif. bibl. 5).

Premesso ciò è opportuno richiamare l’attenzione sul fatto che non solo il calcestruzzo ma tutti i materiali strutturali andrebbero testati prima della loro posa in opera e soprattutto prima che questa possa determinare l’eventuale ricorso ad azioni correttive eccessivamente onerose. 

Per esempio, per l’accettazione delle barre di acciaio ad a.m. è prescritto che le prove di accettazione avvengano entro 30 gg dalla consegna in cantiere è però sempre consigliabile che il Direttore dei lavori acquisisca l’esito delle prove prima della posa in opera. 

Lo stesso principio può valere in misura diversa per altri materiali strutturali; per esempio una azione correttiva che preveda la rimozione dei bulloni è sicuramente meno invasiva rispetto alla analoga “azione correttiva” che contempli la rimozione di barre ad a.m. 

Queste devono essere le ragioni alle quali dare evidenza nel richiamare la necessità di controlli di accettazione tempestivi e coerenti con i tempi di esecuzione delle strutture.

Tornando ai controlli di accettazione del calcestruzzo l’ultima parte riguarda la determinazione della resistenza richiamati nel seguito:

 

Controllo della resistenza del calcestruzzo in opera

 

Le incongruenze presenti nel precedente testo NTC 2008 sono state risolte

 

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Il criterio di conformità prescritto dalle NTC 2018 corregge l’anomalia del valor medio della “resistenza strutturale”, minore dell’85% del valore medio della resistenza definita in fase di progetto riconducendolo al confronto fra la resistenza caratteristica in situ Rck,is, per determinare la quale recepisce la UNI EN 13791:2008, e la resistenza caratteristica di progetto. 

Il richiamo alla UNI EN 13791 nell’ edizione del 2008 impedisce che possa essere applicata la successiva edizione del 2018.

Il paragrafo par. 11.6.2 si presta spesso ad interpretazioni non corrette ed a applicazioni sperimentalmente non valide in quanto nell’indicare le procedure cui si può fare ricorso per la determinazione della resistenza in opera prescrive, in maniera equivalente ed alternativa fra loro, il ricorso al prelievo in situ (carote) ed alla esecuzione di Controlli non Distruttivi.

Le due procedure non sono alternative,  mentre il ricorso al “carotaggio” è sempre possibile, l’impiego delle PnD, ovvero delle Prove non Distruttive, secondo le vigenti norme (UNI EN 12504 - 2,3,4) può essere utilizzato solo in maniera complementare alla esecuzione dei “carotaggi” (UNI EN 12504 - 1) ed è sempre subordinato alla determinazione di una preliminare e specifica curva di taratura.

 

Il nuovo soggetto, il laboratorio prove in situ (DPR 380/2001- art.59, comma c-bis)

Per concludere quanto ai requisiti del soggetto/laboratorio che esegue i prelievi e le prove in situ con la legge Legge n°55 (sblocca cantieri) del 14/06/2019 è stato emendato l’art. 59 del DPR 380/2001 come nel seguito:

Art. 3.

Disposizioni in materia di semplificazione della disciplina degli interventi strutturali in zone sismiche

1. Al testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia di cui al decreto del Presidente della Repubblica 6 giugno 2001, n.380, sono apportate le seguenti modificazioni:

a) all’articolo 59, comma 2, dopo la lettera c) è aggiunta la seguente:

«c -bis ) prove e controlli su materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti»;

È stata finalmente recepita in una norma primaria la necessità che le attività di prova su strutture esistenti fosse soggetta a regolamentazione ed autorizzazione, la successiva circolare del 3 dicembre 2019, n.633/STC “Criteri per il rilascio dell’autorizzazione ai Laboratori per prove e controlli sui materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti di cui all’art. 59, comma 2, del D.P.R. n.380/2001” ha disciplinato nel dettaglio i requisiti necessari per il rilascio della autorizzazione.

 

Riferimenti bibliografici

  1. Ingenio - 4 dicembre 2020, “Calcestruzzo: evoluzione ragionata dei controlli di accettazione nelle NTC dal 1972 ad oggi.” Vincenzo D. VENTURI.
  2. Industria Italiana del Cemento n. 652 - febbraio 1991, “Umidità dell’ambiente di maturazione e resistenza a compressione del calcestruzzo – Nota 1: prescrizioni di norma ed effetti riscontrati.” Vito Alunno ROSSETTI, Vincenzo D. VENTURI.
  3. Ingenio - 17 settembre 2020, “NTC 2018 e qualità del calcestruzzo: note sul sapere dei professionisti e criticità dei controlli di accettazione.” Vincenzo D. VENTURI.
  4. Ingenio - 7 settembre 2021, “I controlli di accettazione del calcestruzzo previsti dalle NTC 2018 e le incongruenze da sanare.” Vincenzo D. VENTURI.
  5. Ingenio - 2 febbraio 2020, “Chiarimenti del CSLLPP sul limite dei 45 giorni dal getto.” Contributi di: Stefania ALESSANDRINI, Roberto MARINO, Vincenzo D. VENTURI.

 


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