Classe di resistenza calcestruzzo secondo Eurocodice, NTC 2008 e NTC 2017

Tratto dal sito www.biblus.acca.it

Classe di resistenza calcestruzzo: come vengono definite e come si ottengono le varie classi secondo l’Eurocodice e le norme tecniche per le costruzioni

La classe di resistenza rappresenta la capacità del calcestruzzo di assorbire gli sforzi di compressione.

La resistenza a compressione viene misurata su appositi provini dopo 28 giorni dal prelievo ed è definita come il rapporto fra il carico applicato e l’area della sezione resistente del provini.

La norma EN 206-1 prevede al punto 4.3.1 che il calcestruzzo può essere classificato in funzione alla sua resistenza a compressione.

Per la classificazione possono essere utilizzate le seguenti resistenze caratteristiche:

• resistenza caratteristica cubica f_ck,cube  : resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cubi di 150 mm di lato
• resistenza caratteristica cilindrica f_ck,cyl : resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cilindri di altezza 300 mm e diametro 150 mm

Provini calcestruzzo (cubici e cilindrici)

La EN 206 prevede una doppia classificazione della resistenza a compressione, una per calcestruzzi normali e pesanti e l’altra per calcestruzzi leggeri.

Classi di resistenza a compressione per calcestruzzo normale e pesante
Classe di resistenza a compressione	Resistenza caratteristica cilindrica minima fck,cyl  [N/mm2]	Resistenza caratteristica cubica minima fck,cube  [N/mm2]
C8/10	8	10
C12/15	12	15
C16/20	16	20
C20/25	20	25
C25/30	25	30
C30/37	30	37
C35/45	35	45
C40/50	40	50
C45/55	45	55
C50/60	50	60
C55/67	55	67
C60/75	60	75
C70/85	70	85
C80/95	80	95
C90/105	90	105
C100/115	100	115

Classi di resistenza a compressione per calcestruzzo leggero
Classe di resistenza a compressione	Resistenza caratteristica cilindrica minima fck,cyl  [N/mm2]	Resistenza caratteristica cubica minima fck,cube  [N/mm2]
LC8/9	8	9
LC12/13	12	13
LC16/18	16	18
LC20/22	20	22
LC25/28	25	28
LC30/33	30	33
LC35/38	35	38
LC40/44	40	44
LC45/50	45	50
LC50/55	50	55
LC55/60	55	60
LC60/66	60	66
LC70/77	70	77
LC80/88	80	88

Resistenza caratteristica

La resistenza caratteristica f_ck rappresenta il frattile del 5%, ossia il valore al di sotto del quale ci si attende che cada solamente il 5% di tutti i provini che potrebbero essere controllati per quel calcestruzzo. In pratica il provino ha il 95% di probabilità di essere maggiorato in termini di resistenza.

La resistenza caratteristica viene ricavata statisticamente dai valori di rottura dei singoli provini.

In certe situazioni (per esempio precompressione) può essere appropriato determinare la resistenza a compressione del calcestruzzo prima o dopo i 28 giorni, sulla base di provini conservati in condizioni diverse da quelle prescritte nella EN 12390. In tal caso:

f_ck(t) = f_cm(t) – 8 (MPa) per 3 < t < 28 d

f_ck(t) = f_ck per t ≥ 28 d

Resistenza media a compressione del calcestruzzo

La resistenza media a compressione del calcestruzzo f_cm(t) è funzione dell’età (t) e dipende dai seguenti fattori:

• tipo di cemento
• temperatura
• condizioni di stagionatura

Si può stimare con le espressioni:

f_cm(t) = β_cc(t) f_cm

β_cc(t) = exp {s[1-(28/t) ^(1/2)]}

dove:

• f_cm(t) è la resistenza media a compressione del calcestruzzo all’età di t giorni
• f_cm è la resistenza media a compressione a 28 d
• β_cc(t) è un coefficiente che dipende dall’età t del calcestruzzo
• t è l’età del calcestruzzo in giorni
• s è un coefficiente che dipende dal tipo di cemento:
  • 0,20 per cementi di classi di resistenza CEM 42,5 R, CEM 52,5 N e CEM 52,5 R (Classe R)
  • 0,25 per cementi di classi di resistenza CEM 32,5 R, CEM 42,5 N (Classe N)
  • 0,38 per cementi di classe di resistenza CEM 32,5 N (Classe S)

Resistenza a trazione del calcestruzzo

La resistenza a trazione del calcestruzzo è riferita alla più alta tensione raggiunta in condizioni di trazione assiale.

Se la resistenza a trazione è determinata come resistenza a trazione per spacco, f_ct,sp, si può ottenere un valore approssimato della resistenza a trazione assiale, f_ct, mediante la seguente formula:

f_ct = 0,9 f_ct,sp 

Lo sviluppo della resistenza a trazione nel tempo è fortemente influenzato dai seguenti fattori:

• maturazione
• essiccamento
• dimensioni degli elementi strutturali

La resistenza a trazione f_ctm(t) si ottiene dalla seguente espressione:

f_ctm(t) = [β_cc(t)]^α · f_ctm

dove:

• α = 1 per t < 28
• α = ²⁄₃ per t ≥ 28

Deformazione elastica

Le deformazioni elastiche del calcestruzzo dipendono in larga parte dalla sua composizione (in particolar modo dagli aggregati).

Il modulo di elasticità di un calcestruzzo è funzione dei moduli di elasticità dei suoi componenti.

La variazione del modulo di elasticità nel tempo si può stimare con la seguente espressione:

E_cm(t) = [f_cm(t) / f_cm] ^0,3 E_cm

dove:

• E_cm (t) e f_cm (t) sono i valori all’età di t giorni
• E_cm e f_cm sono i valori determinati all’’età di 28 giorni

Classe di resistenza calcestruzzo: la tabella

Di seguito proponiamo una tabella riassuntiva con le varie classi di resistenza calcestruzzo e la relazione per ottenerle in maniera analitica.

Classi di resistenza dei calcestruzzi															Relazione analitica/Spiegazione
fck,cyl (MPa)	12	16	20	25	30	35	40	45	50	55	60	70	80	90
fck,cube(MPa)	15	20	25	30	37	45	50	55	60	67	75	85	95	105
fcm (MPa)	20	24	28	33	38	43	48	53	58	63	68	78	88	98	fcm = fck + 8 (MPa)
fctm (MPa)	1,6	1,9	2,2	2,6	2,9	3,2	3,5	3,8	4,1	4,2	4,4	4,6	4,8	5,0	fctm = 0,30 · fck(²⁄₃) ≤ C50/60 fctm = 2,12 · ln [1 + (fcm/10)] > C50/60
fctk,0,05(MPa)	1,1	1,3	1,5	1,8	2,0	2,2	2,5	2,7	2,9	3,0	3,1	3,2	3,4	3,5	fctk;0,05 = 0,7 · fctm frattile 5%
fctk,0,95(MPa)	2,0	2,5	2,9	3,3	3,8	4,2	4,6	4,9	5,3	5,5	5,7	6,0	6,3	6,6	fctk;0,95 = 1,3 · fctm frattile 95%
Ecm (GPa)	27	29	30	31	33	34	35	36	37	38	39	41	42	44	Ecm = 22 · [(fcm)/10]0,3 (fcm in MPa)

Classe di resistenza del calcestruzzo secondo le NTC 2008

Le nuove norme tecniche classificano il calcestruzzo con un doppio parametro, che indica sia la resistenza caratteristica cilindrica, sia la resistenza caratteristica cubica.

La resistenza cilindrica f_ck viene determinata utilizzando provini cilindrici di 150 mm di diametro e 300 mm di altezza (H/D = 2).

Tra i due valori esiste la seguente relazione:

f_ck = 0,83 R_ck (per H/D≥2)

La differenza tra questi due valori dipende fondamentalmente dal diverso stato tensionale che si genera nel provino a seguito delle prove di compressione, che dipende dal fatto che i provini cubici sono tozzi mentre quelli cilindrici sono snelli.

La differenza tra i valori della resistenza caratteristica cilindrica definita dall’EC2 e quella definita dalle NTC 2008 è minima.

Nella seguente tabella riportiamo il confronto per i tipi di calcestruzzo più usati:

Classe	Rck	fck	0,83 Rck	Diff %
C8/10	10	8	8,30	3,75%
C12/15	15	12	12,45	3,75%
C16/20	20	16	16,60	3,75
C20/25	25	20	20,75	3,75%
C25/30	30	25	24,90	-0,40%
C28/35	35	28	29,05	3,75%
C32/40	32	40	33,20	3,75%
C35/45	45	35	37,35	6,71%
C40/50	50	40	41,50	3,75%
C45/55	55	45	45,65	1,44%
C50/60	60	50	49,80	-0,40%

Classe di resistenza del calcestruzzo secondo le NTC 2017

Le Nuove norme tecniche richiamano in pieno le NTC 2008.

Sulla base della denominazione normalizzata vengono definite le seguenti classi di resistenza:

Classe

C8/10

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C80/95

C90/105

Oltre alle classi di resistenza riportate in tabella si possono prendere in considerazione le classi di resistenza già in uso C28/35 e C32/40.

Per le classi di resistenza superiori a C45/55, la resistenza caratteristica e tutte le grandezze meccaniche e fisiche che hanno influenza sulla resistenza e durabilità del conglomerato devono essere accertate prima dell’inizio dei lavori tramite un’apposita sperimentazione preventiva e la produzione deve seguire specifiche procedure per il controllo di qualità.

Classe di resistenza calcestruzzo: calcolo delle resistenza secondo la normativa italiana e l’EC2

Di seguito si riporta una tabella con tutte le espressioni e le formule da utilizzare per il calcolo delle resistenze caratteristiche secondo:

• Dm 9 gennaio 1996
• NTC 2008
• NTC 2017
• EC2 (EN)
• EC2 (appendice nazionale)

Classe di resistenza	Normativa	Relazione analitica
Resistenza caratteristica	Dm 9 gennaio 1996	fck = 0,83 · Rck
	NTC 2008	fck = 0,83 · Rck
	NTC 2017	fck = 0,83 · Rck
	EC2 (EN)	fck = (0,80 ÷ 0,83) · Rck
	EC2 (appendici nazionali)	fck = (0,80 ÷ 0,83) · Rck

Classe di resistenza	Normativa	Relazione analitica
Resistenza di calcolo SLU a compressione	Dm 9 gennaio 1996	ffcd = α ·  (fck /γc) = 0,85 ·  (fck /1,6) ≅ 0,44 · Rck
	NTC 2008	fcd = αcc ·  (fck /γc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,47 · Rck
	NTC 2017	fcd = αcc ·  (fck /γc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,47 · Rck
	EC2 (EN)	fcd = α ·  (fck /γc) = 0,85 ·  (fck /1,5) ≅ 0,45 · Rck
	EC2 (appendici nazionali)	fcd = α ·  (fck /γc) = 0,85 ·  (fck /1,6) ≅ 0,43 · Rck

Classe di resistenza	Normativa	Relazione analitica
Resistenza media a trazione semplice (monoassiale)	Dm 9 gennaio 1996	fctm [N/mm2] = 0,27 · ( fck[N/mm2])2/ 3
	NTC 2008	fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60 fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60
	NTC 2017	fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60 fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60
	EC2 (EN)	fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3 ; fino a C50/60 fctm [N/mm2] = 2,12 · ln[( fck[N/mm2] + 8) /10] ; oltre i C50/60
	EC2 (appendici nazionali)	fctm [N/mm2] = 0,30 · ( fck[N/mm2])2/ 3