Sul documento di trasporto di una betoniera c'è una riga come questa: C28/35, XC2, S4, Dmax 22, CEM II/A-LL 42,5 R. In poche sigle il produttore dichiara la resistenza, l'ambiente di esposizione, la lavorabilità, la dimensione massima dell'aggregato e il tipo di cemento. La prima sigla è la più citata e anche la più fraintesa, perché contiene due numeri e perché progettista, laboratorio e norma non usano sempre lo stesso.
Che cosa significano i due numeri
In C28/35 il primo numero è la resistenza caratteristica a compressione misurata su provini cilindrici (diametro 150 mm, altezza 300 mm) a 28 giorni, in N/mm2. Il secondo è la stessa grandezza misurata su cubi di 150 mm di lato. Si dice caratteristica perché è il frattile al 5 per cento: ci si aspetta che solo un risultato su venti scenda sotto quel valore. Il valore cilindrico si indica con fck, quello cubico con Rck. Le Norme tecniche per le costruzioni (NTC 2018) usano Rck per i controlli di accettazione in cantiere e fck per le verifiche.
Il cubo dà un numero più alto del cilindro perché le piastre della pressa trattengono il provino lateralmente e lo confinano. Nelle verifiche le NTC usano fck = 0,83 Rck. Le classi unificate, però, sono tabulate con valori arrotondati e il rapporto effettivo tra i due numeri oscilla tra 0,78 e 0,83, quindi i due numeri di una classe non vanno mai ricavati l'uno dall'altro con una divisione: si leggono dalla tabella della EN 206.
Dalla resistenza caratteristica ai valori di calcolo
Per dimensionare un elemento serve la resistenza di calcolo, che si ottiene dividendo quella caratteristica per un coefficiente parziale di sicurezza: fcd = αcc fck / γc, con αcc = 0,85 per gli effetti di lunga durata e γc = 1,5. Per un C25/30 si ha fcd = 0,85 x 25 / 1,5 = 14,2 N/mm2. È questo il valore che entra nelle verifiche allo stato limite ultimo, ed è per questo che la resistenza scritta sulla bolla non coincide mai con quella su cui si dimensiona.
Gli altri parametri derivano da fck. La resistenza media a compressione è fcm = fck + 8 N/mm2. Per le classi fino a C50/60 la resistenza media a trazione è fctm = 0,30 fck2/3 e il modulo elastico secante è Ecm = 22.000 (fcm/10)0,3, con fcm in N/mm2. La deformazione ultima a compressione è 3,5 per mille.
| Classe | fck (N/mm2) | Rck (N/mm2) | fcm (N/mm2) | fctm (N/mm2) | Ecm (GPa) | fcd (N/mm2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C20/25 | 20 | 25 | 28 | 2,2 | 30 | 11,3 |
| C25/30 | 25 | 30 | 33 | 2,6 | 31 | 14,2 |
| C28/35 | 28 | 35 | 36 | 2,8 | 32 | 15,9 |
| C30/37 | 30 | 37 | 38 | 2,9 | 33 | 17,0 |
| C32/40 | 32 | 40 | 40 | 3,0 | 33 | 18,1 |
| C35/45 | 35 | 45 | 43 | 3,2 | 34 | 19,8 |
| C40/50 | 40 | 50 | 48 | 3,5 | 35 | 22,7 |
| C45/55 | 45 | 55 | 53 | 3,8 | 36 | 25,5 |
| C50/60 | 50 | 60 | 58 | 4,1 | 37 | 28,3 |
Per le strutture in cemento armato le NTC 2018 fissano come minimo C16/20, e C28/35 per il precompresso; in pratica la durabilità porta quasi sempre ad almeno C25/30. Oltre C45/55 si parla di calcestruzzi ad alta resistenza, per i quali sono richiesti studi preliminari e controlli più severi.
Quale classe usare, e dove
La classe non si sceglie solo dal calcolo statico. La EN 206 e, in Italia, la UNI 11104 collegano l'ambiente di esposizione a un rapporto acqua/cemento massimo, a un dosaggio minimo di cemento e a una classe di resistenza minima. Un pilastro in un edificio asciutto (XC1) può restare nel C25/30. Lo stesso pilastro in un parcheggio dove entrano sali antigelo (XD3) richiede almeno un C35/45. Molto spesso è la durabilità, non la statica, a stabilire la classe.
| Classe | Ambiente tipico | w/c max | Classe minima | Cemento min (kg/m3) |
|---|---|---|---|---|
| XC1 | interni asciutti o sempre bagnati | 0,60 | C25/30 | 280 |
| XC2 | fondazioni, bagnato raramente asciutto | 0,60 | C25/30 | 280 |
| XC3 | umidità moderata, esterni riparati dalla pioggia | 0,55 | C30/37 | 300 |
| XC4 | esterni con cicli di bagnato e asciutto | 0,50 | C32/40 | 320 |
| XD1 | cloruri non marini nell'aria, umidità moderata | 0,55 | C30/37 | 300 |
| XD3 | cloruri con cicli bagnato e asciutto (ponti, parcheggi) | 0,45 | C35/45 | 350 |
| XS1 | aria salmastra, vicino alla costa | 0,50 | C32/40 | 320 |
| XS3 | zona di marea e di spruzzi | 0,45 | C35/45 | 350 |
Come si verifica in cantiere
Il controllo di accettazione si esegue su provini cubici prelevati al momento del getto. Nel controllo di tipo A delle NTC 2018, riferito a non più di 300 m3 di miscela omogenea, si fanno tre prelievi di due provini ciascuno. Il valore più basso tra i tre prelievi non deve essere inferiore a Rck meno 3,5 N/mm2 e la media dei tre deve superare Rck di almeno 3,5 N/mm2. Il controllo di tipo B, previsto per getti di miscela omogenea oltre i 1.500 m3, applica invece un criterio statistico basato sullo scarto quadratico medio.
Il risultato di laboratorio descrive il provino, non la struttura. Il calcestruzzo in opera può risultare più debole per costipamento insufficiente, segregazione o stagionatura mancata. Su un edificio esistente si prelevano carote e si interpretano i risultati con la EN 13791, spesso affiancandole a prove indirette come sclerometro e ultrasuoni, che da sole non bastano.