Copriferro nel calcestruzzo

Effetti di uno spessore del copriferro troppo sottile

Distanziatori in plastica

Il copriferro nelle strutture in calcestruzzo armato è la distanza fra la superficie esterna dell' armatura (inclusi staffe , collegamenti e rinforzi superficiali se presenti), più prossima alla superficie del calcestruzzo e la superficie stessa del conglomerato cementizio.
Normalmente si usa il termine di copriferro sia per indicare la quantità di calcestruzzo che ricopre le armature sia la distanza tra il bordo teso della sezione e il baricentro delle armature resistenti nel calcolo delle sezioni in cemento armato secondo la teoria e tecnica delle costruzioni.
Per tale motivo spesso per evitare equivoci il primo viene indicato anche ricoprimento .

Il copriferro serve ad assicurare sia la corretta trasmissione delle forze di aderenza delle barre di armatura [1] ), sia un'adeguata protezione dell'armatura resistenze dall'ambiente esterno che potrebbe causare la corrosione dei tondini che tenderebbero a danneggiare il calcestruzzo armato fino a compromettere le caratteristiche meccaniche richieste.
Un altro compito del copriferro è quello di garantire una maggiore resistenza al fuoco della membratura ed evitare lo spalling .

Pertanto lo strato di ricoprimento di calcestruzzo deve essere dimensionato in funzione dell'aggressività dell'ambiente e della sensibilità delle armature alla corrosione, tenendo conto della tolleranza della posa, e delle tensioni di aderenza acciaio - calcestruzzo.
Inoltre per consentire un getto omogeneo del calcestruzzo deve essere rapportato alle dimensioni massime degli aggregati utilizzati.

In generale tutte le normative per le costruzioni stabiliscono dei valori minimi di copriferro che possono essere adottati in ambienti scarsamente aggressivi [2] da elevare opportunamente in presenza di ambiente fortemente aggressivi, quali possono ad esempio essere ambienti marini o condotte fognarie, e in funzione della porosità del calcestruzzo e della sensibilità dell'armatura alla corrosione.

La UNI EN 1992-1-1, che rappresenta la versione italiana dell' Eurocodice 2, stabilisce per ogni classe strutturale S, il relativo copriferro minimo dovuto alle condizioni ambientali, indicato con c min, dur (mm)

L'Eurocodice prevede 6 classi strutturali, la S4 è quella di riferimento e corrisponde ad una vita utile di progetto della struttura di 50 anni.

Nel caso di calcestruzzi con armatura lenta o ordinaria i valori di c min, dur in funzione delle più comuni classi di esposizione e classi strutturali sono le seguenti:

Nel caso di calcestruzzi con armatura precompressa i valori di c min, dur in funzione delle più comuni classi di esposizione e classi strutturale sono le seguenti:

Il valor di c min, dur è funzione di alcuni parametri come ad esempio la classe di resistenza del calcestruzzo e la vita utile di progetto della struttura.

Nel caso di vita utile di 100 anni, per ogni classe di esposizione, la UNI EN 1992-1-1:2005 consiglia di aumentare di 2 classi strutturali mentre per un calcestruzzo con classe di esposizione ad esempio XC4, nel caso di classe di resistenza ≥ C40/50 (R ck 50) consiglia di ridurre di 1 classe strutturale.

Come già accennato bisogna garantire alle armature un copriferro minimo, c min , al fine di assicurare:

• la corretta trasmissione delle forze di aderenza;
• la protezione dell'acciaio contro la corrosione;
• un'adeguata resistenza al fuoco (UNI EN 1992-1-2).
  

Il c min dovrà essere assunto dal progettista pari al maggiore tra:

• il copriferro minimo per garantire l'aderenza acciaio - calcestruzzo (c min, b [3] )
• il copriferro minimo per garantire la durabilità prevista (c min, dur [4] )
• ove richiesto, il copriferro minimo per garantire la resistenza al fuoco (c min, f [5] );
• 10 mm.

Noto il valore minimo del copriferro bisogna determinare il valore del copriferro nominale di progetto che è definito come il copriferro minimo c min più un margine per gli scostamenti Δc dev (tolleranza di esecuzione relativa al copriferro) e che deve essere indicato negli elaborati progettuali:

• c nom = c min + Δc dev

Nel caso di controlli in cantiere del copriferro non accurati, il valore raccomandato di Δc dev è pari a 10 mm.
Nel caso di controlli più accurati, Δc dev può essere ridotto.

Per approfondire, vedi la voce durabilità .

Fra gli agenti potenzialmente aggressivi dell'acciaio, particolare e peculiare importanza riveste il fuoco , siccome la sua azione comporta un riscaldamento brusco dell' acciaio che, oltre a dilatarsi, tendendo a fessurare lo stesso calcestruzzo , superata una certa soglia di temperatura (solitamente attorno agli 815 °C) perde repentinamente circa il 90% della sua resistenza meccanica, potendo, in tal modo, causare la crisi ed il collasso strutturale.
Per questo motivo, quando un'ossatura portante in conglomerato cementizio armato deve possedere una predeterminata resistenza al fuoco (che si esprime con la lettera R seguita dal numero di minuti minimo per il quale dev'esser garantita la resistenza: ad esempio, R120 equivale a due ore di resistenza al fuoco ), le normative tecniche forniscono spessori minimi di ricoprimento delle barre maggiorati rispetto ai casi ordinari, e maggiorati tanto più, quanto più elevata dev'essere la R e quanto più l'elemento strutturale è potenzialmente esposto all'azione del fuoco. Ad esempio, una trave alta che può essere esposta su tre facce all'azione del fuoco necessita, a parità di R, un copriferro assai maggiore di quello richiesto per una trave in spessore di solaio che ha una sola faccia, quella intradossale, esposta al fuoco .
A maggior ragione ha importanza lo spessore del copriferro in relazione alla presenza di barre d' acciaio armonico pretese in elementi strutturali in conglomerato cementizio armato precompresso (ad esempio travi su grandi luci, tegoli dei capannoni industriali, ecc.), siccome una diminuzione di resistenza delle barre d'acciaio armonico o anche solo una dilatazione rilevante delle stesse (con conseguente rilassamento dell'effetto di pretensione), potrebbe comportare l'immediato collasso strutturale.

Fermo restando che il ricomprimento va accuratamente studiato e definito nelle verifiche di fessurazione previste dalla normativa vigente in prima approssimazione si possono prendere come riferimento i seguenti valori:

• le superfici esterne dei cavi post-tesi devono distare dalla superficie del conglomerato cementizio non meno di 30 mm. In ambiente aggressivo la distanza deve essere superiore a 50 mm;
• per le armature pre-tese, in corrispondenza della testata i trefoli devono essere protetti da un ricoprimento di almeno 35 mm, ovvero vanno protetti con un equivalente materiale protettivo.

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