FINALITA' DELLE FIBRE: GENESI DELLE FESSURE

Il calcestruzzo tende inevitabilmente a sviluppare degli assestamenti da ritiro durante la fase fluida/plastica (durante la quale l'impasto è strutturalmente molto debole). Il ritiro, che in caso di manufatti in calcestruzzo senza vincoli potrebbe anche non essere un fenomeno tanto pericoloso, lo diventa necessariamente in presenza di vincoli o contrasti, cioè nella quasi totalità dei casi. Il ritiro in presenza di contrasto infatti induce necessariamente tensioni strutturali autogene, che se non correttamente gestite danno luogo ad effetti indesiderati. Il ritiro è sostanzialmente dovuto a due azioni combinate: il ritiro autogeno ed il ritiro da essiccamento, detto anche igrometrico. Il primo è dovuto alla reazione di idratazione del cemento, la quale è una reazione cosiddetta a "debito di volume". Questo significa che, in termini puramente di volume, la somma degli elementi reagenti è inferiore alla somma degli elementi risultanti dalla reazione. Il secondo effetto invece è dovuto semplicemente all'evaporazione dell'acqua di idratazione in eccesso contenuta nel calcestruzzo fresco (cioè la differenza tra l’acqua totale inizialmente nell’impasto e l’acqua chimicamente “combinata” nella reazione di idratazione). In generale, queste due diverse azioni sono semplicemente dette "ritiro plastico", in virtù del fatto che esse concorrono allo stesso risultato, il quale è più accentuato durante le prime fasi di maturazione del conglomerato, quando esso cioè è ancora in fase plastica, e decresce via via che la maturazione va a compimento.

Gli effetti del ritiro autogeno sono di molto inferiori a quelli del ritiro igrometrico, quindi è possibile approssimare il ritiro plastico complessivo al solo ritiro da essiccamento. Si noti che il fenomeno della fessurazione per cause igrometriche non è certo un fatto anomalo o un'esclusiva dei calcestruzzi...

Il ritiro plastico igrometrico rappresenta la casistica base per cui le fibre antifessurative vengono usate. Ma le fessure in realtà possono avere molte altre cause oltre a quelle auto-indotte dal calcestruzzo stesso durante la maturazione. Tra queste, se ne possono identificare alcune dovute alla geometria del calcestruzzo posato in opera, altre relative ad una incorretta progettazione della struttura, ed altre ancora invece dovute a fattori esterni.

Per quanto concerne le cause progettuali, esse banalmente dipendono dalla non adeguata previsione dei carichi statici e dinamici che il manufatto in calcestruzzo dovrà sostenere. Una struttura dimensionata per sostenere determinati carichi e che si trovasse a sostenere carichi maggiori potrebbe dar luogo a cedimenti, o nei casi peggiori a crolli. Questo è evidente: una strada dimensionata per sopportare una bicicletta non potrà certo resistere al transito di un carroarmato! Va aggiunto che nella maggior parte dei casi in cui vi siano vizi progettuali di un certo rilievo, le fessure sono certamente l'ultimo dei problemi.

Tra le cause dovute alla geometria, le principali sono le variazioni di spessore della sezione e la presenza di spigoli e cunei. La ragione per cui cambi di spessore troppo marcati possono essere causa di fessure e fratture, è che nei calcestruzzi a legante idraulico l'indurimento avviene dall'esterno all'interno, quindi nel caso di diverso spessore si avrebbero tensioni di ritiro che, oltre all'effetto classico di trazione lungo il profilo del manufatto, produrrebbero anche delle tensioni di taglio e di flessione che insistono sulla zona interna ancora in fase plastica. Un'altra situazione tipica in cui (se non adeguatamente gestita) è possibile riscontrare fessurazioni dovute alla geometria del manufatto, sono la presenza di spigoli. Anche in questo caso la presenza di un cuneo indebolisce localmente la struttura e contestualmente accentua lo sforzo che essa deve sostenere, facilitando la formazione di crepe e rotture. Le casue dovute a fattori esterni sono innumerevoli. Tra le tante possiamo citare a titolo di esempio la non corretta stagionatura del calcestruzzo, la presenza di forti escursioni termiche, la presenza di vibrazioni che si trasmettono attraverso il manufatto, la presenza di eccessivi assestamenti, ecc..