|
|
| Effetti dell’incendio sul calcestruzzo |
Il calcestruzzo, come è noto, è costituito da inerti granulari
legati da pasta cementizia. Il comportamento termico di un calcestruzzo
confezionato con cemento portland è caratterizzato da una modesta
dilatazione fino a 100°C per poi progressivamente subire una contrazione
fino a 1000°C e, nel conseguente raffreddamento, fino a 0°C.
Questo è dovuto alla progressiva disidratazione irreversibile
con conseguente distruzione della struttura cristallina della malta
cementizia. Gli inerti presentano una differente dilatazione termica
rispetto alla malta cementizia che li lega, già a temperature inferiori
ai 500°C. Per temperature superiori, oltre 600°C, intervengono
fenomeni di dissociazione chimica che inducono grosse contrazioni.
Per inerti di natura silicea si ha il fenomeno della frantumazione
esplosiva, dovuta alla diversa dilatazione termica tra gli inerti stessi
e la malta che li contiene.
Per effetto delle alte temperature il calcestruzzo subisce dei cambiamenti
delle proprie caratteristiche meccaniche dovute alla progressiva distruzione
della struttura cristallina ed alla perdita dell’acqua di idratazione.
Per una valutazione sufficientemente approssimata delle caratteristiche
meccaniche del calcestruzzo a varie temperature possono risultare validi
i valori dei coefficienti di riduzione riportati nella tabella seguente
per la resistenza a compressione.
| Temp.°C |
0 |
250 |
600 |
900 |
1000 |
| colore |
grigio |
grigio |
rosa |
fulvo |
giallo |
| aspetto |
------ |
------ |
poroso |
molto poroso |
friabile poroso |
| resistenza a compressione |
1 |
1 |
0,45 |
------- |
------- |
Per una prima analisi condotta visivamente su strutture incendiate,
possono essere utili le indicazioni dei valori della resistenza a compressione
in funzione del colore assunto dal calcestruzzo e del suo aspetto superficiale.
Infatti con il variare della temperatura il calcestruzzo assume, per variazioni
dei suoi componenti, diverse colorazioni passando dal grigio chiaro al
rosa, al grigio scuro al fulvo al giallo, con il variare della temperatura
dai 600°C ai 1000°C. Parallelamente la sua superficie diventa sempre
più porosa fino a presentarsi friabile.
Al crescere della temperatura l’acciaio modifica la sua struttura cristallina
perdendo le sue caratteristiche elastiche fino a diventare plastico. E'
importante, per le armature dei manufatti in cemento armato, individuare
la temperatura per la quale si crea una tensione nell’acciaio tale da indurre
allungamento pari al 2 per mille, cioè al limite elastico.
Tale temperatura è definita “temperatura critica”. Per gli acciai
comunemente impiegati in edilizia varia tra i 500 ÷ 550 °C,
inferiore a quella del calcestruzzo valutabile per quanto già detto
intorno ai 600°C.
E' da tenere presente anche il fatto che, mentre nel campo delle temperature
di impiego nelle costruzioni in cemento armato, l’acciaio ed il calcestruzzo
hanno uguale dilatazione termica, per temperature maggiori, come quelle
che possono crearsi per effetto di un incendio
l’acciaio continua a dilatarsi, mentre il calcestruzzo si contrae;
si creano così stati tensionali elevati che portano alla frantumazione
del calcestruzzo.
Gli elementi strutturali con un alto rapporto superficie esterna/volume
hanno un comportamento al fuoco più disastroso di quello di elementi
massicci. D’altra parte è da dire che il raggiungimento di una sezione
della temperatura critica dell’acciaio o del calcestruzzo non comporta
necessariamente il collasso dell’intera struttura. Questo potrebbe essere
scongiurato dalla capacità di ridistribuzione delle azioni interne
all’elemento e all'ossatura portante.
Per eliminare definitivamente i danni presenti e futuri in un edificio
dissestato bisogna intervenire sulle cause. Ciò è possibile
solo dopo averle comprese con certezza e, pertanto, solo dopo un'attenta
analisi. La diagnosi successiva genererà la fase progettuale e il
tutto non può costituire un processo frettoloso e superficiale.
Ogni operazione deve essere studiata e realizzata con cognizioni di
causa e senza improvvisazioni.
E' sempre opportuno, pertanto, affidarsi a mani esperte sia nella fase
progettuale che in quella dell'esecuzione, soprattutto quando si debbano
porre in opera soluzioni delicate e precise. Ciò vale ancor di più
quando si interviene su edifici soggetti a forze sismiche.
Un adeguato studio, in fase di costruzione, specie per edifici soggetti
a possibili incendi, deve essere portato avanti con la dovuta cura e attenzione.
Il consolidamento sarà valido e realizzato con tecnica ed efficacia
solo se il problema viene affrontato alla radice eliminando i danni e contrastando
le cause perturbatrici. Qualora si agisca solo sulle lesioni e sulle fratture,
saranno sistemati per un pò di tempo gli effetti ma il malanno che
li aveva generati rimarrà ancora in piena attività.
Un tecnico esperto e preparato non farà mai solo interventi
di cosmesi esterna: egli realizzerà le opere indispensabili alla
vita della struttura. |
|
