L’ancoraggio su calcestruzzo fessurato

L’ancorante giusto al posto giusto

Hilti HST3 cracked concrete design

Il calcestruzzo ha una cattiva resistenza alla trazione. Ecco perché quando viene sottoposto a questo tipo di sforzo, il calcestruzzo si fessura.

Esistono diversi tipi di fessurazione. Quelle accidentali che sono legate al ritiro, alla sedimentazione, ecc. e quelle strutturali. In base al modello delle bielle e dei tiranti dell’Eurocodice 2, un elemento in cemento armato sottoposto a una flessione o a una trazione si fessura.

Perché gli ancoranti sono interessati?

Gli ancoranti sono interessati dalla presenza di fessure perché in caso di fessurazione evolutiva in un elemento di calcestruzzo, vi è una probabilità elevata che questa blocchi la posizione dell’ancorante, ed in particolare a causa:

  • degli sforzi supplementari apportati al calcestruzzo legati alla precompressione e al caricamento dell’ancorante;
  • del foro dell’ancorante che fornisce un campo di concentrazione delle sollecitazioni.

Qual è l’impatto di una fessura su un ancorante?

La reazione di un ancorante alla presenza di una fessura può essere di 2 tipi diversi:

  • l’ancorante è stato testato ed è approvato per il calcestruzzo fessurato;

    oppure 

  • l’ancorante non è approvato per essere utilizzato nel calcestruzzo fessurato.

Nel primo caso, la resistenza limite ultima sarà semplicemente ridotta rispetto allo stesso ancorante installato in un calcestruzzo non fessurato. 

Nel secondo caso, invece, la rottura potrà essere prematura.

Lo schema riportato nell’immagine  mostra le curve di carico – spostamento di un ancorante a controllo di coppia testato in trazione in calcestruzzo fessurato e non fessurato. 

Che differenza c’è tra un ancorante approvato o meno per il calcestruzzo fessurato?

A prima vista, nessuna.

Tuttavia, i tasselli approvati nascono da numerose ricerche e sviluppi, hanno superato numerosi test e prove e, in generale, la qualità del loro acciaio è migliore. Questi avranno un costo superiore rispetto a tasselli non approvati. A parità di diametro, quindi, un ancorante approvato (di tipo HST3) sarà circa il 50% più caro di un ancorante non approvato (di tipo HSA).

Che rischi si corrono?

Per rispondere a questa domanda occorre prendere in considerazione quattro casi diversi:

Caso 1:

  • Il dimensionamento considera una zona di calcestruzzo fessurato.
  • La zona di calcestruzzo è fessurata.

In tal caso non ci sono rischi. Le due ipotesi corrispondono.

Caso 2:

  • Il dimensionamento considera una zona di calcestruzzo non fessurato.
  • La zona di calcestruzzo non è fessurata.

In tal caso non ci sono rischi. Le due ipotesi corrispondono.

Caso 3:

  • Il dimensionamento considera una zona di calcestruzzo fessurato.
  • La zona di calcestruzzo non è fessurata.

Qui esiste un rischio di sovra-dimensionamento: l’ancorante calcolato sarà più grande del necessario, il che potrà avere un impatto non solo sul prezzo del fissaggio ma anche sul dimensionamento delle piastre, la spaziatura tra i tasselli, le distanze dai bordi, ecc.

Caso 4:

  • Il dimensionamento considera una zona di calcestruzzo non fessurato.
  • La zona di calcestruzzo è fessurata.

Qui esiste il rischio che il fissaggio si rompa. A titolo esemplificativo, la resistenza alla rottura in trazione pura di una piastra da 4 tasselli tipo HST3 M12 sarà di circa 5,5 tonnellate in un calcestruzzo C20/25 non fessurato, mentre sarà solo di 4 tonnellate nello stesso calcestruzzo fessurato.

Come faccio a sapere se sono in presenza di un calcestruzzo fessurato o no?

L’Eurocodice 2 Parte 4, che è il documento di riferimento per il dimensionamento dei tasselli, afferma che occorre considerare il calcestruzzo come fessurato, tranne se possiamo dimostrare il contrario.

Nella tabella sottostante sono riportati i casi per cui il calcestruzzo deve essere considerato fessurato o meno:

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