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Concrinox ®
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Utilizzo dell'acciaio inossidabile
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LA DUTTILITA'
Data la loro natura duttile, gli acciai inossidabili austenitici ed austeno-ferritici presentano allungamenti percentuali a rottura , nonché rapporti ft/fy piuttosto elevati, sia allo stato ricotto che incrudito. La curva sforzi deformazioni è piuttosto differente da quella dell’acciaio al carbonio come rappresentato schematicamente in Fig. 5
Fig. 5 - Confronto tra acciaio al carbonio e acciaio inossidabile nella curva sforzi-deformazioni
Ricordando che l’area sottesa dalle due curve è proporzionale all’energia meccanica assorbita nella prova di trazione, si capisce immediatamente la sostanziale differenza nella capacità di dissipare l’energia associata ad eventi che comportano deformazioni importanti.
Relativamente al tondino per cemento armato, è da sottolineare la notevole differenza dei due materiali in termini di allungamento percentuale a rottura (circa il 12% per l’acciaio al carbonio, circa il 20% per l’inossidabile) come evidenziato nella tabella
| Acciaio al carbonio | 1.4301 | 1.4436 | DM. 9.1.96 | |
| Struttura | Austenitica | Austenitica | FeB44k | |
| Rp0,2 [N/mm2] (tensione caratteristica di snervamento fyk) | >=430 | 670 Ø <= 6  12 mm540 Ø >12 mm | >=430 | |
| Rm [N/mm2] (tensione caratteristica di rottura ftk) | >=540 | 810 Ø <= 6 12 mm 780 Ø >12 mm | >=540 | |
| Allungamento A5% | >=12 | 20 Ø <= 6 12 mm 35 Ø >12 mm | >=12 | |
| Rapporto (ft/fy)k | >=1.13 | 1.20 Ø <= 6 12 mm 1.40 Ø >12 mm | V. Tab 5a e 5b | |
| Modulo elastico [kN/mm2] | 190 | 200 | ||
| Tab. 4 - Caratteristiche meccaniche degli acciai impiegati per barre di rinforzo nel calcestruzzo armato. | ||||
Considerando l’acciaio inossidabile sotto l’aspetto della duttilità, intesa come capacità del materiale a subire elevate deformazioni con ridotte perdite di resistenza sia sotto l’azione di carichi monotonici che ciclici, risulta interessante la classificazione con riferimento alla deformazione ultima (in Fig. 5 indicata come “maximum tensile strength”)
u ed al rapporto ft/fy. Il Model Code 90 definisce le tre classi B, A, S dotate di duttilità crescente e consiglia l’uso di acciaio tipo S in zona sismica con la limitazione che il rapporto tra la tensione a rottura e quella di snervamento non superi il valore di 1,3 (Tab. 5a)L’Eurocodice 2 prevede, invece, due diverse categorie di acciaio da cemento armato denominate rispettivamente ad alta duttilità (HD) ed a normale duttilità (ND) (Tab. 5b).
Restrizioni maggiori sono invece previste dall’Eurocodice 8 per costruzioni in cemento armato in zona sismica (sempre in Tab. 5b).
| CEB Model Code 90 | |||
| Classe B | Classe A | Classe S | |
| u | >=2.5% | >=5% | >=6% |
| ft/fy | >=1.05 | >=1.08 | >=1.15 |
| Tab. 5a - Valori minimi di rapporti di resistenza e di deformazione ultima secondo Model Code 90 | |||
| Eurocodice 2 | Eurocodice 8 | |||
| ND | HD | DC-M | DC-H | |
| u | >=2.5% | >=5% | >=6% | >=9% |
| ft/fy | >=1.05 | >=1.08 | >=1.15 | >=1.20 |
| Tab. 5b - Valori minimi di rapporti di resistenza e di deformazione ultima secondo EC2 e EC8 | ||||
Occorre tuttavia sottolineare che un’elevata duttilità del materiale non corrisponde sicuramente ad un’elevata duttilità della struttura, in quanto nel cemento armato intervengono altri fenomeni legati al comportamento della sezione o dall’elemento strutturale ed altri problemi specifici in grado di penalizzare la duttilità stessa. Su questo punto sono in corso studi atti a migliorare la qualità del calcestruzzo.