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4.1.12. Calcestruzzo di aggregati leggeri (LC)¶

Indice interno

Norma
4.1.12.1 Norme di calcolo
Circolare
C4.1.12 Calcestruzzo di aggregati leggeri (LC)

Norma¶

Il presente capitolo si applica ai calcestruzzi di aggregati leggeri minerali, artificiali o naturali, con esclusione dei calcestruzzi aerati.

Per le classi di densità e di resistenza normalizzate può farsi utile riferimento a quanto riportato nella norma UNI EN 206:2016.

Sulla base della denominazione normalizzata come definita in § 4.1 per il calcestruzzo di peso normale, vengono ammesse classi di resistenza fino alla classe LC55/60.

I calcestruzzi delle diverse classi trovano impiego secondo quanto riportato nella Tab. 4.1.II.

Valgono le specifiche prescrizioni sul controllo della qualità date in § 4.1 e in § 11.1.

4.1.12.1 Norme di calcolo¶

Al progetto delle strutture in calcestruzzo di aggregati leggeri si applicano le norme di cui ai §§ da 4.1.1 a 4.1.11, tenuto conto della specificità del materiale e comunque ponendo la resistenza a trazione di progetto pari a:

\[f_{ctd} = 0{,}85 \; f_{ctk} / \gamma_c \tag{4.1.50}\]

Non possono impiegarsi barre di diametro maggiore di 32 mm. Per ogni indicazione applicativa si potrà fare utile riferimento alla sezione 11 di UNI EN 1992-1-1:2005.

Circolare¶

C4.1.12 Calcestruzzo di aggregati leggeri (LC)¶

Il presente Capitolo si applica ai calcestruzzi di aggregati leggeri di natura minerale, artificiale o naturale, con esclusione dei calcestruzzi aerati.

I calcestruzzi di aggregati leggeri debbono essere specificati in ragione della classe di resistenza e di massa per unità di volume.

Le classi di resistenza ammesse per impieghi strutturali sono dalla LC 16/18 fino alla LC 55/60, secondo la classificazione di cui alla UNI EN 206:2016, riportata nella Tabella C4.1.V.

Tabella C4.1.V — Classi di resistenza a compressione per il calcestruzzo leggero strutturale

Classe di resistenza a compressione	Resistenza caratteristica cilindrica minima \(f_{lck}\) [N/mm²]	Resistenza caratteristica cubica minima \(R_{lck}\) [N/mm²]
LC 16/18	16	18
LC 20/22	20	22
LC 25/28	25	28
LC 30/33	30	33
LC 35/38	35	38
LC 40/44	40	44
LC 45/50	45	50
LC 50/55	50	55
LC 55/60	55	60

Le classi di massa per unità di volume ammesse per impieghi strutturali sono riportate nella Tabella C4.1.VI. Nella stessa tabella, per ciascuna classe, sono indicati i valori nominali della massa per unità di volume del calcestruzzo da adottare nel calcolo del peso proprio delle membrature.

Tabella C4.1.VI — Classi di massa per unità di volume del calcestruzzo di aggregati leggeri ammesse per l'impiego strutturale

Classe di massa per unità di volume	D1,5	D1,6	D1,7	D1,8	D1,9	D2,0
Intervallo di massa per unità di volume [kg/m³]	\(1400 < \rho \leq 1500\)	\(1500 < \rho \leq 1600\)	\(1600 < \rho \leq 1700\)	\(1700 < \rho \leq 1800\)	\(1800 < \rho \leq 1900\)	\(1900 < \rho \leq 2000\)
Massa per unità di volume calcestruzzo non armato [kg/m³]	1550	1650	1750	1850	1950	2050
Massa per unità di volume calcestruzzo armato [kg/m³]	1650	1750	1850	1950	2050	2150

Oltre ai normali controlli di accettazione in termini di resistenza, per i calcestruzzi di aggregati leggeri si dovranno eseguire controlli di accettazione con riguardo alla massa per unità di volume, da condurre secondo quanto specificato nelle norme UNI EN 206-1 e UNI EN 12390-7.

La resistenza alla frantumazione dell'aggregato leggero influenza la resistenza a compressione del calcestruzzo leggero e, pertanto, deve essere determinata in conformità all'Appendice A delle UNI EN 13055:2016 e dichiarata dal produttore.

C4.1.12.1 Norme di calcolo¶

Per il progetto di strutture di aggregati leggeri si applicano le norme di cui ai §§ da 4.1.1 a 4.1.11 delle NTC, con le seguenti integrazioni e modifiche.

C4.1.12.1.1 Caratteristiche meccaniche del calcestruzzo¶

C4.1.12.1.1.1 Resistenza a trazione¶

Il valore medio della resistenza a trazione semplice (assiale), in mancanza di sperimentazione diretta, può essere assunto pari a:

\[f_{lctm} = 0{,}30 \, f_{lck}^{2/3} \, \eta_1 \qquad \text{per calcestruzzo di classe} \le \text{LC } 50/55 \tag{C4.1.12}\]

\[f_{lctm} = 2{,}12 \, \ln\left[1 + (f_{lcm}/10)\right] \, \eta_1 \qquad \text{per calcestruzzo di classe} > \text{LC } 50/55 \tag{C4.1.13}\]

dove:

\(\eta_1 = 0{,}40 + 0{,}60 \, \rho/2200\);
\(\rho\) = valore limite superiore della massa per unità di volume del calcestruzzo, per la classe di massa per unità di volume di appartenenza in kg/m³;
\(f_{lck}\) = valore della resistenza cilindrica caratteristica a compressione in N/mm².
\(f_{lcm}\) = valore della resistenza media cilindrica a compressione in N/mm²,.

pari a:

22 N/mm² per LC16/20
\(f_{lck} + 8\) N/mm² per \(f_{lck} > 20\) N/mm²

I valori caratteristici della resistenza a trazione semplice, corrispondenti ai frattili 0,05 e 0,95, possono assumersi pari a:

\[\text{frattile 5\%:} \quad f_{lctk,0{,}05} = 0{,}7 \, f_{lctm} \tag{C4.1.14.a}\]

\[\text{frattile 95\%:} \quad f_{lctk,0{,}95} = 1{,}3 \, f_{lctm} \tag{C4.1.14.b}\]

La resistenza a trazione di calcolo è pari a:

\[f_{lctd} = 0{,}85 \, f_{lctk} / \gamma_C \tag{C4.1.15}\]

C4.1.12.1.1.2 Modulo di elasticità¶

In assenza di sperimentazione diretta, una stima del modulo elastico secante a compressione a 28 giorni può essere ottenuta dall'espressione:

\[E_{lcm} = 22000 \left[\frac{f_{lcm}}{10}\right]^{0{,}3} \eta_E \quad \text{N/mm}^2 \tag{C4.1.16}\]

essendo:

\(f_{lcm}\) = valore della resistenza media cilindrica a compressione in N/mm²;
\(\eta_E = \left(\frac{\rho}{2200}\right)^2\)
\(\rho\) = valore limite superiore della massa per unità di volume del calcestruzzo, per la classe di massa per unità di volume di appartenenza in kg/m³.

C4.1.12.1.2 Verifiche agli stati limite di esercizio¶

Le verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio si eseguono conformemente alle indicazioni valide per le strutture di calcestruzzo ordinario, adeguate in relazione alle specificità dei calcestruzzi di aggregati leggeri.

C4.1.12.1.2.1 Verifiche di deformabilità¶

Le verifiche di deformabilità possono essere omesse quando le snellezze delle membrature, divise per il coefficiente \(\eta_E\) definito al § C4.1.12.1.1.2, soddisfano le limitazioni indicate al § C4.1.2.2.2.

C4.1.12.1.3 Verifiche agli stati limite ultimi¶

C4.1.12.1.3.1 Resistenza a sforzo normale e flessione (elementi monodimensionali)¶

Valgono le ipotesi di base di cui al § 4.1.2.1.2 delle NTC.

Per il diagramma tensione-deformazione del calcestruzzo è possibile adottare il modello parabola-rettangolo (a) o triangolo-rettangolo (b), entrambi raffigurati nella Figura C4.1.13.

Figura C4.1.13 - Modelli σ-ε per il calcestruzzo di aggregati leggeri

Figura C4.1.13 — Modelli σ-ε per il calcestruzzo di aggregati leggeri

I limiti deformativi \(\varepsilon_{c2}\), \(\varepsilon_{c3}\) ed \(\varepsilon_{cu}\) possono essere assunti

per calcestruzzi di classe di resistenza inferiore o uguale a LC 50/55 pari a:
\(\varepsilon_{c2} = 0{,}20\%\)
\(\varepsilon_{c3} = 0{,}175\%\)
\(\varepsilon_{cu} = \eta_1 \cdot 0{,}35\%\), essendo \(\eta_1 = 0{,}40 + 0{,}60 \, \rho/2200\)
per calcestruzzi di classe di resistenza pari a LC 55/60 pari a:
\(\varepsilon_{c2} = 0{,}22\%\)
\(\varepsilon_{c3} = 0{,}18\%\)
\(\varepsilon_{cu} = \eta_1 \cdot 0{,}31\%\)

C4.1.12.1.3.2 Resistenza nei confronti di sollecitazioni taglianti¶

C4.1.12.1.3.2.1. Elementi senza armature trasversali resistenti al taglio¶

Valgono le limitazioni di utilizzo di elementi privi di armature resistenti a taglio, stabilite al § 4.1.2.3.5.1 delle NTC per i calcestruzzi ordinari.

La resistenza a taglio (espressa in N) di un elemento fessurato da momento flettente si può valutare attraverso la formula seguente:

\[V_{lRd,c} = \left[0{,}15 \, \eta_1 \, k \, (100 \, \rho_l \, f_{lck})^{1/3} / \gamma_C + 0{,}15 \, \sigma_{cp}\right] b_w \, d \ge \left(v_{l,\min} + 0{,}15 \, \sigma_{cp}\right) b_w \, d \tag{C4.1.17}\]

nella quale:

\(\eta_1 = 0{,}40 + 0{,}60 \, \rho/2200\)
\(k = 1 + (200/d)^{1/2} \le 2\)
\(v_{l,\min} = 0{,}030 \, k^{3/2} \, f_{lck}^{1/2}\)

essendo:

\(d\) l'altezza utile della sezione (in mm);
\(\rho_l = A_{sl}/(b_w \, d)\) il rapporto geometrico di armatura longitudinale (\(\le 0{,}02\));
\(\sigma_{cp} = N_{Ed}/A_c\) la tensione media di compressione nella sezione (\(\le 0{,}2 \, f_{cd}\));
\(b_w\) la larghezza minima della sezione (in mm).

Nel caso di elementi di calcestruzzo armato precompresso disposti in semplice appoggio, nelle zone non fessurate da momento flettente (con tensioni di trazione non superiori a \(f_{lctd}\)) la resistenza può valutarsi, in via semplificata, con la formula [4.1.24] delle NTC, sostituendo a \(f_{ctd}\) il corrispondente valore \(f_{lctd}\) per il calcestruzzo di aggregati leggeri.

In ogni caso il taglio di calcolo \(V_{Ed}\) non dovrà superare la limitazione seguente, nella quale la caratteristica resistente è valutata con riferimento alla condizione fessurata del calcestruzzo:

\[V_{Ed} \le 0{,}5 \, \eta_1 \, b_w \, d \, \nu_l \, f_{lcd} \tag{C4.1.18}\]

Nella [C4.1.18] \(\nu_l\) è il fattore di riduzione della resistenza del calcestruzzo fessurato per sollecitazioni taglianti dato da:

\[\nu_l = 0{,}5 \, \eta_1 \, (1 - f_{lck}/250) \tag{C4.1.19}\]

dove la resistenza caratteristica a trazione del calcestruzzo leggero \(f_{lck}\) è espressa in N/mm².

C4.1.12.1.3.2.2. Elementi con armature trasversali resistenti al taglio¶

Si applicano le regole di calcolo di cui al § 4.1.2.3.5.2 delle NTC, sostituendo nella formula [4.1.28] \(\nu_l f_{cd}\) con il valore \(0{,}40 \, f_{lcd}\).

C4.1.12.1.3.2.3. Resistenza nei confronti di sollecitazioni torcenti¶

Si applicano le regole di calcolo di cui al § 4.1.2.3.6 delle NTC, sostituendo nella formula [4.1.35] \(f'_{cd}\) con il valore \(f'_{lcd} = 0{,}40 \, f_{lcd}\).

C4.1.12.1.4 Dettagli costruttivi¶

C4.1.12.1.4.1 Diametro massimo delle barre e dei trefoli¶

Le armature ordinarie ammesse sono barre ad aderenza migliorata o reti elettrosaldate. Il diametro delle barre non può superare 32 mm.

Per barre raggruppate, il diametro equivalente del raggruppamento assunto pari a \(\Phi_n = \Phi \sqrt{n}\) non deve eccedere i 45 mm.

Per strutture precompresse a cavi pretesi si dovranno impiegare trefoli con diametro inferiore o uguale a ½".

C4.1.12.1.4.2 Raggio di curvatura delle barre¶

Il diametro dei mandrini per la piegatura delle barre deve essere incrementato del 50% rispetto al valore ammesso per il calcestruzzo ordinario. In particolare, i valori minimi dei diametri dei mandrini da utilizzare in relazione al diametro delle barre è dato da:


per \(\phi \le 16\) mm	\(D \ge 6 \, \phi\)
per \(\phi > 16\) mm	\(D \ge 11 \, \phi\).

C4.1.12.1.4.3 Ancoraggio delle barre e sovrapposizioni¶

Il calcolo della tensione ultima di aderenza di barre inserite in getti di calcestruzzo leggero strutturale può essere valutato con riferimento alla formulazione valida per il calcestruzzo ordinario, sostituendo il valore di \(f_{ctk}\), che compare nella Formula [4.1.7] delle NTC, con il valore \(f_{lctk}\).