Chiariamoci le idee sui barrotti inseriti nei giunti di costruzione

barrotti nei giunti di costruzione
Foto: caltrans.ca.gov

Dalla pratica sbagliata alla teoria

di Renzo Aicardi*
*segretario tecnico ENCOPER (Ente Nazionale COstruttori Pavimenti E Rivestimenti)


Indice

    1. Perché usare i barrotti?
    2. Il Curling o deformazione da imbarcamento
    3. I giunti metallici: l’evoluzione dei barrotti

    Come può una costruzione essere separata, ma allo stesso tempo deve risultare collegata? Può sembrare un non senso, ed è la cosa di cui vogliamo, dopo molte considerazioni e un po di ricerche in Italia ed all’estero, chiarirci le idee. Parliamo dei giunti presenti nei pavimenti in calcestruzzo. Ci riferiamo ai giunti di costruzione in cui viene prescritto (giusto o sbagliato che sia) l’inserimento di barrotti per il trasferimento dei carichi.
    I giunti di costruzione, individuano le riprese di getto tra porzioni di pavimento, realizzate in tempi diversi, e sono un elemento fondamentale per la durabilità di un pavimento industriale. I giunti di contrazione rappresentano piccole porzioni di pavimento di forma il più quadrata possibile, il cui lato è subordinato allo spessore del calcestruzzo.
    Gli esperti di design e ingegneria riconoscono ampiamente che il pavimento è l’elemento più importante di un qualsiasi immobile industriale.
    Giunti posizionati in modo inadeguato nelle zone ad alto traffico possono:

          • Rallentare il movimento di carrelli elevatori
          • Provocare usura accelerata sulle ruote dei carrelli elevatori
          • Causare una potenziale instabilità dei carichi trasportati dai muletti
          • Incrementare i costi di gestione e manutenzione

    Infatti il progettista deve provvedere alla corretta progettazione del giunto di costruzione per il trasferimento dei carichi (posizionamento, distanza, profondità spessore, e armature eventuali) mentre le maestranze addette devono provvedere alla corretta esecuzione per evitare che i bordi dei giunti di costruzione si sbreccino (vibratura e finitura) . Il trasferimento del carico tra le riprese di getto (giunti di costruzione) è fondamentale per un utilizzo razionale e duraturo del pavimento. Infatti il giunto di
    costruzione ideale deve potersi aprire liberamente e trasferire il carico limitandone i movimenti verticali derivanti dalla deformazione di imbarcamento (curling), ovvero deve assolvere precisi ed importanti compiti statici e funzionali.

    Perché usare i barrotti?

    I pavimenti industriali in calcestruzzo sono un derivato della tecnica impiegata per la costruzione degli aeroporti e strade in calcestruzzo. Per queste destinazioni d’uso già negli anni 50 venivano previsti dei rinforzi nei giunti di “contrazione” per il trasferimento dei carichi attraverso barre di acciaio (i cosiddetti “Barrotti”) come illustrato nella foto 1.

Posizionamento barrotti
posizionamento barrotti (dowel basket) per trasferimento carico e riprendere la deformazione per cedimento del supporto in tutti i giunti di contrazione

I “barrotti” negli aeroporti e nelle strade in calcestruzzo sono studiati per trasferire i carichi in corrispondenza di tutti i giunti di contrazione e di costruzione.
La spiegazione della scelta è semplice. Durante le giornate di pioggia l’acqua infiltrandosi tra i giunti non perfettamente impermeabili, causa i movimenti termici, agevola il percolamento del materiale fine e finissimo della massicciata venendo così a mancare parte del supporto . Questo il motivo principale per l’uso dei barrotti inseriti in tutti i giunti degli aeroporti, delle strade e dei piazzali in calcestruzzo.

cedimenti della massicciata
cedimenti della massicciata a seguito percolamento del materiale fine della massicciata trascinato dall’acqua per gravità. Acqua che si infiltra nelle giunzioni sempre poco impermeabili causa i movimenti termici.

Gli elementi prefabbricati (dowel basket) vengono posti in opera prima del getto, intervallati dalla distanza stabilita per i giunti di contrazione e solo nel senso di marcia come mostra la foto 1, ovvero longitudinalmente, in quanto il getto avviene a strisciate con una vibro finitrice.
Secondo la normativa USA per le strade e gli aeroporti, tutti i giunti devono essere dotati di una connessione per il trasferimento dei carichi come illustrato.
Il cedimento provocato dall’acqua che percola nei giunti e raggiunge la massicciata, non si manifesta nei pavimenti costruiti all’interno di immobili industriali.
Nonostante le importanti differenze e motivi, questa tecnica di inserire i barrotti anche nei pavimenti dell’industria, ma solamente lungo il perimetro delle riprese di getto, si diffuse dagli anni 80 in Italia.
Il posizionamento delle barre di compartecipazione o barrotti, avviene ancora oggi, in modo impreciso con conseguenti situazioni di degrado superficiale.

disallineamento barrotti ripartitori
allineamento impreciso con ripercussioni in superficie

Ma soprattutto le barre non vengono dimensionate (diametro, lunghezza e distanza tra loro) in base allo spessore del pavimento ed ai carichi dinamici. L’approccio ai “barrotti” per i pavimenti industriali (che dispongono di uno spessore notevolmente inferiore delle piste aeroportuali e delle strade in calcestruzzo e carichi ben diversi) è sempre stato ed è ancora oggi un approccio empirico basato sul nulla.
Vengono prescritte dai progettisti barre in acciaio dai differenti diametri e poste a diverse distanze variabili tra 50 e 100 cm senza un nesso logico che non considera la movimentazione con ruote larghe appena circa 10 cm e in Vulkollan o in gomma piena. In pratica non esistono calcoli idonei per i barrotti destinati ai pavimenti industriali. Così la loro dimensione, la distanza ed il loro inserimento nello spessore del pavimento industriale sono derivati spannometrici privi di utilità per un pavimento industriale.
Questa tecnica molto valida per strade ed aeroporti è sempre risultata anche poco idonea per i pavimenti industriali, proprio per il fatto che i giunti si imbarcano per la deformazione nota come “Curling” ed i barrotti non eliminano questa deformazione, per cui i bordi dei giunti si sbreccano durante la movimentazione dei carichi dinamici, ma soprattutto e sovente si degradano anche per la scarsa attenzione e accuratezza durante la posa in opera delle barre come illustrato in foto 3.

Curling o deformazione da imbarcamento

La deformazione da imbarcamento (Curling) si manifesta come un incurvamento concavo bidirezionale della piastra con conseguente sollevamento degli spigoli dei giunti. Ovvero i giunti risultano più alti del piano originale di riferimento.
La deformazione si manifesta su tutti i pavimenti di calcestruzzo ed è una conseguenza dell’elevato rapporto tra superficie esposta all’aria e sezione della pavimentazione. La superficie superiore è infatti direttamente esposta all’evaporazione, mentre quella inferiore essendo a contatto con il sottofondo non è interessata dall’evaporazione. Ne consegue che la parte superficiale subisce un maggior ritiro della parte a contatto con il sottofondo. Ritiro che tende a deformare la piastra facendo sollevare i giunti.
Piastre sottili (cioè con un elevato rapporto superficie/sezione), così come piastre realizzate su supporti impermeabili (barriere al vapore, pavimenti vecchi, solette, ecc.) tendono a subire un maggior imbarcamento delle piastre realizzate su supporto drenante. (Norma UNI 11146 “progettazione, esecuzione e collaudo dei pavimenti di calcestruzzo ad uso industriale”).
Questa deformazione ha ripercussioni sulla planarità e forma un vero e proprio vuoto, lungo la linea dei giunti, tra pavimento e supporto sottostante. Questi movimenti verticali nel momento in cui il giunto viene transitato sottopongono i bordi a continui microurti che a lungo andare tendono a degradarsi.

curling

Lo scopo primario di un giunto di costruzione è che funzioni correttamente. Ovvero non deve presentare movimenti verticali, deve essere in grado di ridurre al minimo lo sbreccarsi dei bordi e deve consentire le contrazioni da ritiro. Ma i “barrotti” non sono la soluzione ideale per soddisfare queste prestazioni in un pavimento per l’industria.! Meglio aumentare lo spessore,impiegare un calcestruzzo a ritiro compensato per ridurre i ritiri e costruire il giunto di costruzione getto contro getto.

I giunti metallici: l’evoluzione dei barrotti

Si doveva aspettare sino al 1997 perchè il sig. Nigel Parkes in Georgia (USA) direttore della PNA Constructions Technologies, portasse avanti uno studio per migliorare il trasferimento dei carichi e ridurre lo sbreccarsi dei bordi al passaggio dei carrelli elevatori. Confermando così la nostra teoria sull’inutilità dei barrotti nei giunti di costruzione dei pavimenti per l’industria.
Lo studio, dapprima diede origine ad una piattina metallica per il trasferimento dei carichi per poi sviluppare un profilo metallico a perdere completo di piattina. Lo studio venne presentato in Europa al convegno quadriennale “5th International Colloquium Industrial floors” tenutosi nel 2003 alla Technische Akademie Esslingen (D).
Da allora con molta fatica l’inserimento di un giunto metallico provvisto di “piattine” per il trasferimento dei carichi, che salvaguardasse i bordi dallo sbreccamento e che riducesse l’imbarcamento dei giunti di costruzione si è molto diffuso in tutta Europa, che oggi conta diversi produttori.

giunto di costruzione metallico
Giunto di costruzione metallico a sostituzione dei barrotti

Così oggi si è arrivati a sviluppare un giunto di costruzione che funziona anche come cassero a perdere ed assolve a precisi ed importanti compiti statici e funzionali, provvisto non solo di piattina, ma anche di pioli Nelson o connettori di collegamento, in modo che il profilo segua i ritiri nei due seni (longitudinale e trasversale) e trasferisca i carichi limitando la deformazione da imbarcamento.
Dunque non più barrotti nei giunti di costruzione di un pavimento all’interno di un immobile.

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