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Maurizio Giugni » 7.Tubazioni per il convogliamento a pressione ed a pelo libero: materiali lapidei


Materiali Lapidei e Ceramici

Convogliamento a pressione

  • Tubi in cemento armato ordinario
  • tubi in cemento armato precompresso
  • tubi in c. a. ad armatura diffusa (TAD)

Convogliamento a pelo libero

  • Tubi in calcestruzzo
  • tubi in grés ceramico
  • tubi in composito polimeri e cemento

Tubi in cemento armato ordinario

CONGLOMERATO CEMENTIZIO +
ARMATURE METALLICHE =
CONGLOMERATO CEMENTIZIO ARMATO

Materiale fragile – Bassa resistenza a sollecitazioni di trazione

Più elevata resistenza a trazione – Contiene le deformazioni al di sotto del limite di fessurazione.

Armatura longitudinale: una o due gabbie

Armatura longitudinale: una o due gabbie

Armatura trasversale: ferri sagomati ad elica

Armatura trasversale: ferri sagomati ad elica


Tubi in cemento armato ordinario (segue)

PROCEDIMENTI DI FABBRICAZIONE

Calcestruzzo centrifugato.
Calcestruzzo centrifugato entro cassaforma orizzontale rotante contenente le armature.

Calcestruzzo vibrato.
Calcestruzzo gettato entro forme cilindriche poste in opera verticalmente e contenenti le armature longitudinali e trasversali, vibrato per dare maggiore compattezza al prodotto finale.

Cls. centrifugato

Cls. centrifugato

Cls. vibrato

Cls. vibrato


Tubi in cemento armato ordinario (segue)

Dcomm = 600 – 2500 mm
Pe < 2-3 atm (PD < 600 kg/cm)

  • giunti: maschio e femmina oppure a bicchiere
  • posa su sella di conglomerato cementizio
  • impiego per grandi adduzioni (L > 100 Km)
  • pezzi speciali in acciaio
  • punto debole: eventuali non previsti effetti di colpo d’ariete


Tubi in cemento armato precompresso

Armature di precompressione.
Longitudinale → aumento resistenza alla flessione (trasporto, posa, cedimenti).
Radiale → eliminazione sforzi di trazione del cls (pressione interna, carichi).

Procedimenti di fabbricazione

Precompressione totale.
Predisposizione all’interno di due forme cilindriche verticali e coassiali, distanziate dello spessore previsto del tubo, di una gabbia realizzata da un’elica di filo di acciaio sostenuta, non in tensione, su ferri piatti scanalati, integrata da un’armatura di precompressione longitudinale.
Posta in tensione l’armatura longitudinale, viene realizzato il getto, opportunamente costipato con vibratori.
Durante la maturazione con vapore viene dilatata la cassaforma interna che, trascinando il getto di cls e l’armatura elicoidale, la mette in tensione.
Raggiunta la maturazione, viene tolta pressione alla cassaforma interna e liberata l’armatura longitudinale.


Tubi in cemento armato precompresso (segue)

Procedimenti di fabbricazione

Tubo nucleo.
Precompressione radiale con eliche di filo d’acciaio armonico avvolte sotto tensione su un tubo-nucleo precedentemente fabbricato con armature longitudinali pretese.
L’elica di precompressione, bloccata sul tubo, viene ricoperta con intonaco di protezione, a sua volta ricoperto con uno strato di mastice bituminoso armato con tessuto di fibre di vetro.
La precompressione longitudinale è importante anche in fase di realizzazione della precompressione radiale, onde evitare fessurazioni tra la zona cerchiata e quella ancora libera (effetto salsiccia).


Tubi in cemento armato precompresso (segue)

Dcomm= 400 – 3500 mm
Lcanna= 3 – 6 m
Pe < 2 MPa

  • giunti a bicchiere con guarnizione di gomma
  • bicchiere ad elevata resistenza con spessori aumentati e rinforzo di armatura
  • pezzi speciali in acciaio

Tubi C.A.P

Tubi C.A.P

Tubi C.A.P. con armatura pretesa

Tubi C.A.P. con armatura pretesa


Tubi in cemento armato ad armatura diffusa (TAD)

Dcomm= 400 – 1400 mm
Lcanna= 4 – 5 m
Pe < 1.5 – 2 MPa

Giunti: bicchiere con guarnizione di gomma o a manicotto.

Armature trasversali e longitudinali costituite da un elevatissimo numero di fili d’acciaio ad alta resistenza e di diametro assai ridotto (0.8-2mm), uniformemente distribuiti sulla parete.

Particolari caratteristiche di resistenza specie a trazione (utilizzo per pressioni più elevate).

Spessori ridotti data l’elevata resistenza specifica.

Posa di una tubazione in TAD. Fonte: Catalogo

Posa di una tubazione in TAD. Fonte: Catalogo


Tubi in calcestruzzo

Dcomm= 500 – 3500 mm;
Lcanna= 3 – 6 m

Resistenza all’abrasione: funzione del grado di compattezza del cls.
Resistenza all’aggressione chimica: funzione del grado di compattezza e del rapporto A/C.

  • Giunti a bicchiere con anello elastomerico di tenuta a volte inglobato nello spessore della parete (giunto a “mezzo spessore”)
  • Giunti a manicotto
  • Bicchiere ad elevata resistenza con spessori aumentati e rinforzo di armatura
  • Pezzi speciali in acciaio
  • Sezioni circolari o ovoidali con o senza piede d’appoggio
  • Procedimenti di fabbricazione: vibrazione, vibrocompressione radiale, centrifugazione
  • Cementi ad alta resistenza o a dosaggio elevato (>300kg/m3), con rapporto A/C<0.35
Giunzioni a bicchiere. Fonte: Catalogo

Giunzioni a bicchiere. Fonte: Catalogo


Tubi in calcestruzzo a sezione circolare


Tubi in calcestruzzo a sezione ovoidale

  • Speco a sezione ovoidale, in particolare quello con profilo “vecchio inglese”
  • Carenza di idonee normative che assicurino una standardizzazione della produzione
  • Incerta tenuta idraulica del giunto
  • Per piccole portate convogliate le velocità risultano più elevate di quelle che si attingono in uno speco circolare
  • Possibilità di rivestire il fondo con un fondello in grés (attacchi chimici, abrasione, riduzione resistenze al moto)

Tubi in calcestruzzo a sezione ovoidale a “mezzo spessore”


Tubi in grés


Tubi in grés (segue)

Dcomm= 200 – 800 mm
Lcanna= 2 m

Argilla + Acqua + Calore = GRES

Giunti a bicchiere con guarnizione di resina poliuretanica solidale al tubo.

Il gres è un materiale vetroso e, quindi, fragile. Pertanto notevole attenzione è richiesta nelle fasi di trasporto e movimentazione in quanto i tubi danneggiati non possono essere riparati o recuperati realizzando scorcioni.

La resistenza all’abrasione ed agli attacchi chimici è notevole data la presenza dello strato vetroso superficiale.

Il materiale è idraulicamente liscio.

La limitata lunghezza delle barre, correlata alla tecnologia di produzione, comporta un elevato numero di giunti; questa circostanza, in genere ostativa per la celerità di posa, associata ai numerosi pezzi speciali, ottenuti per stampaggio, torna, invece, a tutto vantaggio in presenza di tracciati tortuosi.


Tubi in grés (segue)

Bagno di engobbio

Bagno di engobbio

Guarnizione in poliuretano

Guarnizione in poliuretano

Pezzi speciali

Pezzi speciali


Tubi in grés (segue)


Tubi in Composito Polimeri e Cemento (CPC)


Tubi in Composito Polimeri e Cemento (CPC) (segue)

Dcomm= 500 – 1000 mm
Lcanna = 3 – 4 m
Pe= 3 -– 17.5 atm

Giunti a manicotto in fibrocemento con guarnizione di tenuta.
Posa su letto di sabbia o sella di calcestruzzo.

Legge n.°257 del 27.3.1992
“Norme relative alla cessazione dell’impiego dell’amianto”

Le tubazioni di fibro-cemento oggi vengono prodotte senza amianto impiegando fibre sintetiche di materie plastiche e cellulosa (le quali conferiscono al materiale una sufficiente resistenza a trazione) con cemento ed acqua di impasto realizzando tubazioni in CPC, Composito Polimeri e Cemento, utilizzate nel campo dello smaltimento delle acque reflue.
La tecnologia di realizzazione è sostanzialmente analoga a quella utilizzata, per anni, per la produzione dei tubi di cemento-amianto.

Giunzione a manicotto. Fonte: Catalogo

Giunzione a manicotto. Fonte: Catalogo


Tubi in Composito Polimeri e Cemento (CPC) (segue)

CARATTERISTICHE

  • Elevata compattezza e durezza
  • discreta resistenza agli ordinari agenti aggressivi
  • bassa resistenza agli urti
  • superficie interna liscia e poco porosa assicurata dalla tecnologia di produzione

I materiali di supporto della lezione

Ippolito G., Appunti di Costruzioni Idrauliche, Liguori Editore, Napoli

Milano V., Acquedotti, Hoepli

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