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Tecnologia delle casseforme per il calcestruzzo faccia a vista

Progetti PERI - Biblioteca di Hradec Králové, dalla caratteristica pianta a forma di X e dalla ottima finitura superficiale del calcestruzzo

Che si tratti di altezze mozzafiato o di strutture dalla forma complessa, i nuovi progetti avveniristici degli architetti per la realizzazione di musei, auditorium musicali, stadi o ponti mettono l’industria delle costruzioni di fronte a sfide di altissimo livello in tutto il mondo.

In molti di questi casi il calcestruzzo faccia a vista è la soluzione più moderna e idonea, che permette di soddisfare esigenze sia di carattere tecnico-ingegneristico che di tipo economico ed estetico.

PERI è in grado di offrire alle imprese di costruzione un aiuto concreto: scelta, progettazione e fornitura dei pannelli di rivestimento e dei sistemi di casseforme che rispondono in modo ottimale alle esigenze del progetto. Per ogni superficie a vista esiste la giusta soluzione, dalla cassaforma standard a quella personalizzata. Grazie alla intensa collaborazione tra architetti, imprese esecutrici e specialisti PERI, sono garantiti risultati di eccellenza.


Principi base

per la realizzazione di opere e strutture in calcestruzzo faccia a vista

Il calcestruzzo faccia a vista è diventato uno dei più importanti strumenti di design dell’architettura moderna. Nessun altro materiale da costruzione può infatti essere utilizzato e trattato in modo così versatile. Per questo motivo il calcestruzzo viene utilizzato in moltissimi progetti costruttivi.

Grazie alla facilità di lavorazione del calcestruzzo fresco, abbinata all’impiego di adeguati sistemi di casseforme e pannelli di rivestimento, è possibile ottenere di fatto ogni forma architettonica con un'altissima qualità del risultato estetico. Il calcestruzzo faccia a vista è diviso in quattro classi qualitative secondo quanto riportato nelle istruzioni “Calcestruzzo Faccia a vista” del  DBV (Associazione Calcestruzzo Tedesca).

La realizzazione di un buon faccia a vista è influenzata da:

  • il pannello di rivestimento e il sistema di cassaforma impiegato;
  • la miscela del calcestruzzo (incluso tipo di cemento e inerte) utilizzata;
  • l’aggiunta di pigmenti;
  • la scelta del disarmante appropriato;
  • i trattamenti superficiali successivi, quali lavaggio, levigatura, lucidatura e sabbiatura;
  • l'impregnazione idrofoba, la verniciatura trasparente e il tipo di rivestimento adottati.

Grazie all’evoluzione dei materiali da costruzione, inoltre, si hanno a disposizione ulteriori campi di applicazione grazie ai nuovi tipi di calcestruzzo, come quello ad alta resistenza, leggermente compattato e auto-compattante o il calcestruzzo fibrorinforzato (fibre in acciaio e in materiale polimerico).

La norma DIN 18217 “Superfici in calcestruzzo e pannelli di rivestimento” è considerata lo standard di riferimento per la realizzazione di superfici in calcestruzzo. La norma non regolamenta le caratteristiche estetiche, dato che non esistono norme vincolanti per la realizzazione di superfici in calcestruzzo. Questo è comprensibile in quanto l'estro creativo di un progettista non può essere sottoposto a normative. Il suo compito è quello di descrivere nel modo più completo e chiaro possibile il suo pensiero circa l'aspetto di una struttura in calcestruzzo.

Il fascicolo DBV “Calcestruzzo Faccia a vista”, definendo specifiche classi di calcestruzzo faccia a vista e mettendole in relazione a criteri di classificazione delle esigenze, rappresenta un valido supporto per coloro che devono progettare, concorrere ad una gara di appalto o realizzare un’opera. Si consiglia di far riferimento a questa norma nella pubblicazione di  gare d’appalto, assegnazione dei lavori o nella loro realizzazione .


Un team "a vista"

Per la progettazione e realizzazione di opere e strutture con esigenze particolari relative alle superfici in calcestruzzo è essenziale che tutte le figure professionali coinvolte lavorino in modo coordinato.
 
La soluzione ottimale per un buon risultato di un'opera in calcestruzzo faccia a vista è la creazione di un gruppo di lavoro dedicato.

Nella fase di progettazione, quando ancora i lavori non sono appaltati e l'impresa esecutrice non è stabilita in via definitiva, si rivelano molto utili accordi di consulenza con società specializzate e competenti (quali i produttori di casseforme) o con studi di ingegneria di comprovata esperienza. Lo studio di ingegneria incaricato potrà assumere il ruolo di coordinatore del team dedicato al faccia a vista.
 


Sistemi di casseforme

Informazioni generali

Le moderne costruzioni prevedono l’impiego di casseforme evolute, che sono prevalentemente composte da elementi di sistema. La grande compatibilità tra i singoli elementi porta a numerosi vantaggi:

  • in primo luogo, grazie alla logica di montaggio prestabilita, aumenta notevolmente la probabilità di utilizzo corretto dei singoli elementi di cassaforma;
  • la versatilità di impiego in cantiere fa diminuire di conseguenza i costi di ammortamento delle attrezzature in relazione allo specifico progetto;
  • l’utilizzo di sistemi di casseforme evolute aumenta inoltre sensibilmente il livello di sicurezza per il personale di cantiere.

Se si vogliono realizzare superfici in calcestruzzo faccia a vista con sistemi di casseforme è importante valutarne la qualità. Quelle a telaio sono principalmente attrezzature a noleggio (stoccate e reperibili nei parchi nolo del fornitore). I singoli elementi possono avere livelli di utilizzazione differenti con possibile presenza di segni di riparazione. Con le casseforme a noleggio sono realizzabili superfici in calcestruzzo a vista delle classi SB1 e SB2. Con casseforme provenienti dal parco nolo non è possibile invece ottenere superfici in calcestruzzo a vista delle classi più SB3 o SB4 se non in casi particolari, come ad es. con PERI MAXIMO.

I più comuni sistemi di casseforme possono essere classificati in diversi gruppi

Casseforme per pareti

I sistemi di casseforme per pareti possono essere suddivisi in casseforme a telaio e a travi. Un’ulteriore categoria è rappresentata dalle casseforme circolari.

Cassaforma a telaio

Oggi circa il 70% delle imprese di costruzioni utilizza le casseforme a telaio per realizzare pareti in calcestruzzo. Il loro nome deriva da un telaio perimetrale che protegge da sollecitazioni meccaniche i bordi del pannello di rivestimento, inserito al suo interno. I giunti tra questi due elementi determinano la caratteristica impronta che questo tipo di cassaforma imprime alla superficie del calcestruzzo.

Il telaio, in acciaio o alluminio, è inoltre utilizzato per la messa in opera degli ancoraggi della cassaforma e come punto di aggancio dei componenti di congiunzione e dei dispositivi di movimentazione.

Il principio della cassaforma a telaio viene rappresentato al meglio da PERI TRIO. Altri sistemi di casseforme a telaio sono simili tra loro per l’impronta che lasciano nel calcestruzzo. Le dimensioni degli elementi a telaio standard variano da 2,70m a 3,30m, e gli elementi possono essere collegati e posizionati sia verticalmente che orizzontalmente.

Le casseforme a telaio sono robuste, di lunga durata e facili da montare grazie agli schemi di montaggio predefiniti.

Cassaforma a travi

Le casseforme a travi vengono oggi utilizzate più raramente e principalmente per progetti particolari. Il loro nome deriva dall’impiego di travi in legno o metallo.

Travi, correnti in acciaio e pannelli di rivestimento abbinabili liberamente sono le parti che costituiscono i moduli preassemblati, le cosiddette unità di cassaforma. I correnti in acciaio sono utilizzati per collegare i singoli moduli tra loro e come elementi di supporto per i tiranti.

Il principio della cassaforma a travi è rappresentato, per esempio, da PERI VARIO GT 24. Altri sistemi di casseforme a travi sono simili tra loro per l’ impronta che lasciano nel calcestruzzo. Le dimensioni dei moduli standard sono variabili.

Le casseforme a travi si suddividono in:

  • Moduli standard
    Moduli preassemblati e disponibili a noleggio, di dimensioni standard, in parte già dotati di pannello di rivestimento per esigenze di qualità inferiore o predisposti quali supporto per pannelli di rivestimento per calcestruzzo faccia a vista.

     
  • Moduli con caratteristiche specifiche di progetto
    Moduli  progettati e prodotti in base a richieste specifiche. Pannello di rivestimento (tipo, dimensioni, fissaggio), travi e struttura dei correnti (distanza) così come posizione dei tiranti sono selezionabili liberamente tenendo conto delle caratteristiche di base del sistema.

Cassaforma circolare

Pareti curvilinee sono realizzabili, trasformandole in pareti poligonali, utilizzando casseforme a telaio e inserendo listelli trapezoidali.

Ampie strutture circolari vengono realizzate con speciali sistemi di casseforme a travi, nei quali il raggio richiesto si ottiene con l’impiego di gruppi di regolazione di lunghezza variabile e regolabili collegati a correnti metallici. Il raggio di curvatura può variare da 1,00 m a 20,00 m. La curvatura del pannello di rivestimento è ottenuta anche grazie a speciali profili in legno tagliati in base ai raggi di curvatura, ed installati tra il pannello e la trave.

Casseforme per solai

Così come ì sistemi di casseforme a travi per pareti anche le casseforme per solai vengono realizzate con travi in legno o in metallo. Il loro punto di forza è l’estrema versatilità di impiego.

I tavoli per solai, che vengono utilizzati principalmente per casserare ampie superfici di solai, sono costituiti dagli stessi componenti di sistema. Grazie alla possibilità di utilizzare pannelli di rivestimento di grandi dimensioni, diminuiscono i giunti tra pannelli ottenendo una finitura superficiale in grado di soddisfare i più elevati livelli di qualità. 

Analogamente alle casseforme a telaio nel campo delle pareti, nel campo dei solai sono state sviluppate le casseforme a telaio per solai. La caratteristica fondamentale di questi sistemi è la loro velocità di impiego e l’alto livello di sicurezza.

I sistemi di casseforme per solai vengono suddivise secondo i principi costruttivi in: 

  • casseforme a travi per solai (es. MULTIFLEX)
  • casseforme a telaio per solai (es. SKYDECK)
  • casseforme a graticcio per solai (e.g. GRIDFLEX)
  • tavoli di grandi dimensioni per solai (es. tavoli modulari, tavoli su  misura)

La qualità della superficie in calcestruzzo dei solai può variare per vari motivi. Tra questi ci sono ad esempio le impronte dei pannelli, diverse in base al tipo di sistema utilizzato. Allo stesso modo la qualità del calcestruzzo è influenzata dalla qualità, disposizione e dimensione dei singoli pannelli di rivestimento, che vengono selezionati liberamente in base al tipo di esigenza.

Casseforme per pilastri

Le casseforme per pilastri derivano sostanzialmente dalle casseforme a telaio e a travi. Il loro risultato finale è una finitura superficiale molto simile.

Per poter assicurare il livello di qualità richiesto anche per i pilastri è necessario scegliere il sistema più adatto. In base al tipo di esigenze relative alle misure della sezione trasversale, al tipo di finitura degli spigoli e della superficie in calcestruzzo è possibile scegliere casseforme a telaio o a travi.

 
Casseforme per superfici 3D

Negli edifici destinati a diventare centri culturali o comunque particolarmente rappresentativi dal punto di vista strutturale, architetti e costruttori spesso cercano di colpire visivamente con forme e strutture fuori dal comune, caratterizzati da superfici a vista di qualità eccellente e da spigoli molto accentuati.

Le cosiddette “superfici 3D a forma libera” non possono essere quasi mai realizzate con sistemi di casseforme convenzionali. Per questo genere di strutture è quindi necessario progettare una cassaforma personalizzata.

Il progetto della cassaforma viene elaborato dal produttore di casseforme basandosi su di un modello tridimensionale. Questo tipo di cassaforma è costituito da elementi di base, portanti dal punto di vista statico, e da elementi di cassaforma 3D, che danno la forma desiderata.

I singoli moduli di cassaforma vengono facilmente assemblati direttamente in cantiere e successivamente posizionati con l’aiuto di punti di misurazione, assi ausiliari e dime. Le modalità di impiego sul posto sono dunque molto simili a quelle delle casseforme standard.


Pannelli di rivestimento

Creazione delle superfici in calcestruzzo

La scelta del pannello di rivestimento dà la possibilità di ottenere numerose varianti per la finitura delle superfici in calcestruzzo a vista. Oltre a ciò, il tipo di pannello definisce le caratteristiche della superficie indipendentemente da eventuali trattamenti successivi.
Per questo l’addetto alla stesura del capitolato deve conoscere alla perfezione il tipo di pannello e le caratteristiche del materiale di cui è composto, del rivestimento e della lavorazione, il suo comportamento in relazione sia al tipo di disarmante utilizzato che al calcestruzzo fresco; lo stesso inoltre deve tenerne conto nella progettazione tecnica.

Le specifiche relative alla superficie in calcestruzzo devono essere estremamente chiare cosicché l’appaltatore possa essere informato su tutti gli aspetti relativi ai materiali e alle modalità di utilizzo. Deve inoltre poter valutare la fattibilità e segnalare eventuali tolleranze o discordanze ipotizzabili sul risultato finale. 
Quattro sono i fattori relativi al pannello di rivestimento che influenzano sensibilmente il risultato sulla superficie di calcestruzzo:
 

Potere assorbente del pannello Superficie del calcestruzzo chiara/scura 
Finitura della superficie Finitura della superficie in calcestruzzo
Giunzione dei pannelli Tipo impronta sulla superficie del calcestruzzo
Fissaggio del pannello Impronte sulla superficie del calcestruzzo

Progetti

Le moderne strutture architettoniche e le più evolute tecniche costruttive rendono oggi possibile realizzare progetti di forte impatto. Presentiamo quindi alcuni progetti che mettono in risalto le varianti esecutive possibili.

Complessi edilizi

Il calcestruzzo faccia a vista è stato riscoperto già da molti anni dagli architetti, che lo utilizzano come elemento di design negli edifici a sviluppo verticale. Nello stesso tempo, l’evoluzione dei materiali da costruzione e delle tecnologie costruttive ha significato un sensibile innalzamento delle richieste nei confronti delle imprese realizzatrici.

Calcestruzzi ad alta resistenza, calcestruzzi liquidi e auto compattanti facilitano la realizzazione di strutture più slanciate e con una grande varietà di forme.

Pareti e solai di forma curvilinea o che seguono linee inclinate sono elementi molto ricorrenti nelle strutture moderne. E il mondo delle casseforme va incontro a queste nuove esigenze. Oggi è possibile infatti soddisfare richieste di superfici in calcestruzzo il più possibile lisce e senza evidenti impronte dei giunti dei moduli di casseforme, grazie a pannelli di rivestimento di grandi dimensioni.

Le strutture presenti in spazi interni protetti non sono esposte ad agenti atmosferici e perciò invecchiano molto più lentamente. È altresì da considerare che le strutture interne degli edifici sono visibili a distanza molto ravvicinata e i dettagli diventano particolarmente importanti. Per questo motivo gli architetti richiedono sempre più frequentemente calcestruzzo faccia a vista di classe SB3 e SB4.

Gli architetti, in fase di progetto, dovrebbero definire in concerto con le imprese realizzatrici quali sono i loro obiettivi finali, così da poter ottenere un faccia a vista di qualità adeguata in base alle proprie esigenze. Eventuali pretese eccessive o rettifiche in corso d’opera potrebbero avere un esito non soddisfacente.

Infrastrutture

Nella costruzione di infrastrutture stradali, come ad esempio ponti, gallerie o muri di contenimento, l’uso del calcestruzzo faccia a vista è di fondamentale importanza.

Spesso le superfici in calcestruzzo sono osservabili solo da grandi distanze o da veicoli in movimento. Per poterle valorizzare è quindi necessario scegliere elementi di carattere estetico molto visibili. I giunti dovuti alle riprese di getto o ai moduli di cassaforma, per esempio, dovranno essere particolarmente marcati.

Non bisogna peraltro dimenticare che molte parti di queste strutture sono pesantemente esposte agli agenti atmosferici. Ciò significa che sono soggette a un degrado più rapido e con il passare del tempo il loro aspetto si modifica in modo molto consistente.

Centri per la cultura e per il culto

Il calcestruzzo faccia a vista è lo strumento di design preferito dagli architetti e dai progettisti, in modo particolare nella realizzazione di centri culturali. Oltre alle esigenze artistiche relative alle superfici in calcestruzzo faccia a vista, assumono spesso grande rilievo anche le forme particolari dell’intera struttura o di singole parti della stessa.

La progettazione della cassaforma è importante per assicurare un aspetto ordinato dell’impronta dei moduli della cassaforma e della posizione dei fori dei tiranti. Questi sono  elementi fondamentali per avere dei risultati di eccellenza nelle realizzazioni in calcestruzzo faccia a vista.
 
Per ottenere una finitura uniforme delle superfici faccia a vista, è assolutamente necessario porre la massima attenzione nella scelta del tipo di calcestruzzo, tenendo conto anche delle tecnologie utilizzate nelle fasi di lavorazione e di eventuali trattamenti successivi.

Laddove sia richiesta una qualità particolarmente elevata nell’aspetto delle superfici in calcestruzzo, è consigliabile utilizzare casseforme con pannelli di rivestimento nuovi. È anche possibile integrare il disegno della distribuzione dei fori dei tiranti con fori ciechi, così da ottenere un effetto simmetrico ed ordinato.

Per prevedere il calcestruzzo faccia a vista nel capitolato per la realizzazione di centri culturali viene consigliato di seguire le indicazioni delle classi SB3 e SB4 del fascicolo DBV.

Maggiori informazioni

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Tecnologia delle casseforme per calcestruzzo faccia a vista

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