Sclerometro sul calcestruzzo

Sclerometro sul calcestruzzo

Concrete Hardness Tester

Sclerometro sul calcestruzzo

Premessa. Lo sclerometro è una prova non distruttiva utile per confrontare la qualità apparente del calcestruzzo, riconoscere disomogeneità e scegliere le zone da approfondire. Non sostituisce le prove dirette su carote e non consente, da solo, di attribuire con certezza la resistenza caratteristica fck del conglomerato.

Come funziona lo sclerometro
Lo sclerometro, spesso chiamato anche martello di Schmidt, è uno strumento che misura l’indice di rimbalzo della superficie del calcestruzzo. Una massa interna, caricata da una molla, urta l’asta di percussione appoggiata sul conglomerato; dopo l’impatto la massa rimbalza e il nottolino di arresto rimane sul valore massimo raggiunto.

Il risultato della prova è l’indice di rimbalzo R. In generale, a una risposta superficiale più dura corrisponde un rimbalzo maggiore. Il dato, però, è influenzato da molte condizioni: qualità del getto, umidità, carbonatazione, rugosità, aggregati, armature, rigidezza dell’elemento e direzione della battuta.

Il cursore che parte da 8: perché non è una correzione da sottrarre
Negli sclerometri meccanici il nottolino di arresto può trovarsi, a strumento scarico, in una posizione prossima a 7-8 anziché sullo zero geometrico della scala. Questa posizione è il normale punto di riposo meccanico dell’indice: non rappresenta un offset da sottrarre a tutte le letture.

Lo strumento non misura lo spostamento del cursore rispetto al suo punto iniziale. Il valore utile è il numero letto al termine della battuta, cioè il valore di arresto del nottolino.

  • lettura finale 30 -> indice sclerometrico R = 30;
  • lettura finale 36 -> indice sclerometrico R = 36;
  • lettura finale 42 -> indice sclerometrico R = 42.

Non si devono quindi trasformare i valori in 22, 28 o 34 sottraendo 8. Il manuale dello strumento prescrive la lettura del valore finale indicato dal nottolino di arresto e non prevede alcuna decurtazione per la posizione di riposo.

Taratura e controllo dell’efficienza
La posizione iniziale del cursore non è il criterio con cui si valuta la taratura. La verifica corretta avviene mediante incudine di riferimento. Per il modello ECTHA 1000, la verifica indicata dal costruttore è basata su una serie di battute con valore medio atteso pari a 80 +/- 2.

Il certificato di taratura dimostra che lo strumento era correttamente funzionante alla data della verifica. Per un rilievo preliminare il certificato disponibile è un elemento utile; per indagini formalizzate, verifiche strutturali con ricadute progettuali o contenziosi, è opportuno eseguire un controllo attuale su incudine o procedere a nuova taratura.

Prova su un pilastro: procedura passo passo
Per iniziare, occorre scegliere una porzione di calcestruzzo realmente strutturale e a vista, evitando intonaci, pitture spesse, rasature e ripristini. La superficie deve essere pulita, asciutta, sufficientemente regolare e lontana da spigoli, fessure, nidi di ghiaia e zone degradate. Per una zona di prova è consigliabile eseguire almeno 9 battute valide. Nella pratica, 10 battute costituiscono una scelta comoda perché consentono di sostituire una lettura chiaramente condizionata da un difetto locale. Le battute devono essere distribuite nell’area di prova e non concentrate in un punto. Una griglia regolare permette di evitare sovrapposizioni tra i colpi e di documentare meglio la prova.

Come elaborare le dieci letture
Dopo aver registrato le battute, occorre ordinare i valori e verificare la presenza di anomalie. Un dato molto basso o molto alto non va scartato soltanto perché modifica la media: occorre verificare se il punto era caratterizzato da porosità, superficie sfarinata, aggregato anomalo, vicinanza a un’armatura, ripresa di getto o altra causa osservabile.

Quando la serie è ritenuta coerente, si determina la media aritmetica:

Rm = (R1 + R2 + … + R10) / 10

Il risultato Rm rappresenta l’indice sclerometrico medio della zona provata. Non è ancora la resistenza del calcestruzzo, ma il dato da utilizzare per l’interpretazione successiva.

Una faccia è sufficiente per rappresentare il pilastro?
Una sola serie di dieci battute rappresenta la zona e la faccia effettivamente provate. Per un controllo rapido su un pilastro interno, asciutto e visivamente uniforme, può costituire una prima indicazione orientativa. Se si vuole un dato più rappresentativo del pilastro, è preferibile eseguire almeno due serie su facce adiacenti. I valori devono essere prima confrontati; se risultano molto diversi, non conviene fare una media automatica, ma occorre capire se la differenza dipende dall’esposizione, dalla carbonatazione, dall’umidità, dalle armature, da riprese di getto o da una reale disomogeneità del conglomerato.

Quale curva usare nel manuale?
Le curve del costruttore correlano l’indice di rimbalzo con una stima della resistenza cubica a compressione. Nel manuale sono in genere riportati sei grafici: tre in psi e tre in N/mm2. Il dato in N/mm2 coincide numericamente con il dato in MPa:

1 N/mm2 = 1 MPa

La curva va scelta in funzione della direzione della battuta. Per una faccia verticale di pilastro o trave, con strumento orizzontale, si utilizza la curva con alfa = 0 gradi.


immagine da Manuale d’uso  ECTHA 1000 / Eurosit

Dalla lettura Rm alla resistenza cubica
Una volta calcolato Rm, si entra sulla curva corrispondente alla direzione di prova e si legge la resistenza cubica orientativa. Ad esempio, per un pilastro provato orizzontalmente, si utilizza il grafico centrale in N/mm2 relativo ad alfa = 0 gradi.

Il valore così ottenuto deve essere espresso come stima orientativa della resistenza cubica della zona provata. Non va letto con falsa precisione: è corretto dire “circa 20 MPa”, non “20,7 MPa”.

Da MPa a kg/cm2
Nel linguaggio tecnico tradizionale si incontra spesso il riferimento alla resistenza in kg/cm2. La conversione pratica è:

1 MPa = 1 N/mm2 ≈ 10,2 kg/cm2

Pertanto, un valore di 20 MPa equivale a circa 204 kg/cm2. Quando si parla di “calcestruzzo da 200 kg/cm2”, si fa riferimento a una resistenza dell’ordine di 20 MPa.

Dalla resistenza cubica alla fck: perché non esiste una formula unica
La curva dello sclerometro restituisce una stima della resistenza cubica, non direttamente la resistenza caratteristica cilindrica fck. Non esiste quindi una formula universale che permetta di trasformare un indice R o una resistenza cubica sclerometrica in fck affidabile. Nella classificazione ordinaria, la relazione tra resistenza caratteristica cubica e cilindrica può essere letta attraverso le classi di calcestruzzo: per esempio, la classe C16/20 corrisponde a 16 MPa cilindrici e 20 MPa cubici; la classe C20/25 corrisponde a 20 MPa cilindrici e 25 MPa cubici. Il valore letto sulla curva, tuttavia, è una stima media superficiale. Per attribuire un valore caratteristico utilizzabile in una verifica strutturale servono una campagna di indagine adeguata, valutazione della dispersione, conoscenza delle condizioni superficiali, eventuale correlazione con carote e un criterio di elaborazione coerente con le norme applicabili.

Uso dello sclerometro su una trave
L’uso su una trave ha senso soprattutto per confrontare zone diverse e individuare punti meritevoli di approfondimento. La prova richiede maggiore cautela perché le travi possono essere strette e molto armate: staffe e barre longitudinali vicine alla superficie possono aumentare artificialmente l’indice di rimbalzo.

  • preferire la faccia laterale verticale della trave;
  • evitare spigoli e immediate vicinanze degli appoggi;
  • evitare, quando possibile, le zone con staffe fitte;
  • usare un pacometro se occorre localizzare le armature;
  • mantenere separate le serie effettuate in mezzeria e in altre zone della trave.

Uso dello sclerometro sul solaio e sulla “caldana”
La prova sulla superficie superiore del solaio è utile soltanto quando si è certi di avere raggiunto il calcestruzzo strutturale. Se la battuta viene eseguita su massetto, sottofondo alleggerito, caldana di pendenza, rasatura o altro strato non strutturale, il risultato descrive soltanto la durezza di quello strato e non la resistenza del solaio. Quando si prova il vero getto strutturale dalla superficie superiore, la battuta avviene dall’alto verso il basso e si utilizza la curva con alfa = -90 gradi. Sul solaio occorre comunque prestare attenzione alla presenza di rete elettrosaldata o armature superiori e alla rigidezza dell’elemento, poiché una lastra sottile o deformabile può rispondere diversamente rispetto a un pilastro massiccio. Nel caso di solaio laterocementizio, non si può battere indistintamente sulla superficie: le misure devono interessare le nervature o i travetti in calcestruzzo e non il laterizio. Quando l’intradosso è accessibile e il calcestruzzo è visibile, può essere utile eseguire una prova dal basso verso l’alto, usando la curva con alfa = +90 gradi.

Conclusioni
Lo sclerometro è uno strumento efficace per una prima diagnosi del calcestruzzo esistente: aiuta a confrontare elementi diversi, individuare zone anomale e programmare eventuali indagini più invasive. Il valore finale letto sulla scala è l’indice R da utilizzare direttamente; la posizione di riposo del cursore attorno a 8 non deve essere sottratta. La sequenza corretta è: scelta della superficie strutturale, esecuzione di almeno dieci battute, verifica della coerenza della serie, calcolo di Rm, scelta della curva coerente con la direzione del colpo, lettura della resistenza cubica orientativa e valutazione prudente del risultato. Quando serve una valutazione strutturale formale, lo sclerometro deve essere inquadrato in una campagna di indagine più ampia, che può includere pacometro, misura della carbonatazione, ultrasuoni, estrazione di carote e prove di compressione.

Riepilogo delle curve da utilizzare

Elemento / modalità di prova Direzione della battuta Curva del manuale
Faccia verticale di pilastro o trave Orizzontale – alfa = 0 gradi Grafico centrale in N/mm2 (MPa)
Superficie superiore del getto strutturale Dall’alto verso il basso – alfa = -90 gradi Grafico superiore in N/mm2 (MPa)
Intradosso di trave o solaio Dal basso verso l’alto – alfa = +90 gradi Grafico inferiore in N/mm2 (MPa)

Classi di riferimento del calcestruzzo

Classe fck cilindrica Resistenza cubica caratteristica
C12/15 12 MPa 15 MPa
C16/20 16 MPa 20 MPa
C20/25 20 MPa 25 MPa
C25/30 25 MPa 30 MPa
C28/35 28 MPa 35 MPa

Conversione pratica MPa – kg/cm2

MPa / N/mm2 kg/cm2 circa
15 153
20 204
25 255
30 306
35 357

Fonti e riferimenti

  • Manuale d’uso e certificato di taratura dello sclerometro ECTHA 1000 / Eurosit, documentazione tecnica messa a disposizione per l’indagine.
  • UNI EN 12504-2:2021 – Prove sul calcestruzzo nelle strutture – Prove non distruttive – Determinazione dell’indice sclerometrico.
  • UNI EN 13791 – Valutazione della resistenza a compressione in sito nelle strutture e nei componenti prefabbricati in calcestruzzo.
  • UNI EN 206 e UNI 11104 – Specificazione, prestazione, produzione e conformità del calcestruzzo.
  • Immagini ZED PROGETTI – riproduzione riservata
Nota editoriale: L’articolo ha puramente finalità divulgative e descrive un impiego orientativo dello sclerometro. La definizione di parametri meccanici per verifiche strutturali deve essere obbligatoriamente affidata a un tecnico abilitato sulla base di una campagna di indagine e di un modello di valutazione adeguati al caso concreto.

Geom. Mario Marini – ZED PROGETTI srl

The concrete hardness tester is a non-destructive test used to compare the apparent quality of concrete, identify inconsistencies, and select areas for further investigation. It does not replace direct testing on core samples and, on its own, does not allow for the definitive determination of the concrete’s characteristic strength (fck).