Il copriferro è lo spessore di calcestruzzo che separa la superficie esterna di un elemento in calcestruzzo armato dalla superficie più esterna delle armature. Non è un semplice dettaglio geometrico: è una barriera fisica, chimica e termica che protegge l’acciaio da carbonatazione, cloruri, umidità, ossigeno, urti locali e alte temperature in caso d’incendio.
In un elemento armato, le barre non devono trovarsi “il più vicino possibile” alla superficie. Devono trovarsi nella posizione prevista dal progetto: abbastanza vicine da garantire braccio resistente e controllo delle fessure, ma abbastanza protette da non compromettere durabilità, aderenza e resistenza al fuoco.
Definizione geometrica
In forma operativa, il copriferro reale c è:
L’armatura più esterna può essere una barra longitudinale, una staffa, una rete elettrosaldata o un elemento di collegamento. Questo punto è importante: nelle travi e nei pilastri, di solito il copriferro si misura fino alla staffa esterna, non fino alla barra longitudinale interna.
Va distinto anche dall’asse dell’armatura. Se una barra di diametro \phi è posta a profondità assiale a dalla superficie, il copriferro alla superficie della barra è:
L’interferro, invece, è la distanza libera tra barre adiacenti; controlla posa del calcestruzzo, vibrazione e aderenza, ma non coincide con il copriferro.
Copriferro minimo e nominale
Il progetto non prescrive soltanto un valore ideale. Si definisce un copriferro nominale che include il minimo richiesto e una tolleranza per le deviazioni esecutive:
dove c_{\min} è il copriferro minimo e \Delta c_{\mathrm{dev}} è il margine per deviazioni di posa.
Il valore minimo non dipende da una sola causa. In forma concettuale:
dove i termini rappresentano rispettivamente esigenze di aderenza, durabilità, resistenza al fuoco e corretta trasmissione degli sforzi. I valori numerici si ricavano dalle norme applicabili, dalle classi di esposizione ambientale, dal diametro delle barre, dal tipo di elemento e dalla vita nominale richiesta.
Funzioni principali
| Funzione | Effetto |
|---|---|
| protezione chimica | ritarda l’arrivo del fronte di carbonatazione e dei cloruri |
| protezione fisica | riduce esposizione diretta di barre, staffe e reti |
| aderenza | permette il trasferimento degli sforzi tra acciaio e calcestruzzo |
| resistenza al fuoco | aumenta il tempo necessario perché l’armatura raggiunga temperature critiche |
| qualità esecutiva | lascia spazio a vibrazione, getto e corretta disposizione delle barre |
La funzione di aderenza è spesso sottovalutata. La barra lavora correttamente solo se il calcestruzzo circostante riesce a trasmettere tensioni tangenziali senza fessurarsi o sfaldarsi. Per questo il copriferro non può essere scelto soltanto guardando alla protezione ambientale.
Durabilità: carbonatazione, cloruri e umidità
Nel calcestruzzo giovane e sano, la soluzione nei pori è fortemente alcalina e mantiene passivo l’acciaio. La protezione può ridursi quando la \mathrm{CO_2} penetra nella matrice cementizia e abbassa il pH, oppure quando i cloruri raggiungono le barre e rompono localmente il film passivo.
Il copriferro aumenta il percorso che gli agenti aggressivi devono attraversare. Per la carbonatazione, una stima semplificata dell’avanzamento del fronte è:
La condizione critica si ha quando:
Questa relazione non va letta come legge universale, ma chiarisce il ruolo del copriferro: a parità di qualità del calcestruzzo e ambiente, aumentare c ritarda il raggiungimento delle armature. Il rischio effettivo dipende però anche da rapporto acqua/cemento, stagionatura, fessure, umidità, concentrazione di \mathrm{CO_2}, cloruri e permeabilità.
Resistenza al fuoco
In incendio, il calcestruzzo rallenta il riscaldamento dell’acciaio. Le barre perdono progressivamente resistenza e rigidezza al crescere della temperatura; un copriferro adeguato aumenta il tempo prima che l’armatura raggiunga valori critici.
Questo non significa che basti “aggiungere copriferro” per ottenere qualsiasi prestazione al fuoco. Spessori elevati possono aumentare rischio di distacco superficiale, fessurazione o spalling se il calcestruzzo è compatto, umido o soggetto a gradienti termici severi. La verifica al fuoco deve considerare geometria, carico, esposizione, umidità e dettagli costruttivi.
Posa in opera e controllo
Il valore disegnato negli elaborati deve diventare valore reale in cantiere. Per questo si usano distanziatori, cavallotti, legature, gabbie rigide e controlli prima del getto. Errori di posa, vibrazione eccessiva, calpestio delle armature o casseri deformati possono ridurre localmente il copriferro anche se il progetto è corretto.
Il controllo può avvenire:
- prima del getto, misurando distanziatori e posizione delle gabbie;
- dopo il getto, con pacometri o strumenti elettromagnetici;
- in diagnostica, con carotaggi, saggi locali e confronto con profondità di carbonatazione;
- durante la manutenzione, osservando fessure parallele alle barre, espulsioni di copriferro e macchie di ossidi.
La misura reale è spesso dispersa: non basta un valore medio. Una zona localmente scoperta può diventare il punto d’innesco della corrosione delle armature anche se il resto dell’elemento è conforme.
Copriferro troppo piccolo o troppo grande
Un copriferro insufficiente accelera l’arrivo degli agenti aggressivi, riduce la protezione al fuoco, peggiora l’aderenza e rende più probabile la fessurazione da corrosione. Nelle zone esposte a mare, sali disgelanti o atmosfere aggressive, pochi millimetri mancanti possono avere effetti importanti sulla vita utile.
Un copriferro eccessivo non è automaticamente migliore. Spostare le barre troppo verso l’interno può ridurre il braccio meccanico utile, aumentare l’apertura delle fessure superficiali, peggiorare il controllo della fessurazione e produrre uno strato esterno di calcestruzzo poco armato, più sensibile a ritiro e distacchi.
Errori comuni
- Misurare il copriferro fino all’asse della barra invece che alla superficie esterna dell’armatura.
- Dimenticare che la staffa esterna può essere l’armatura più vicina alla superficie.
- Trattare il copriferro nominale come valore minimo reale, ignorando le tolleranze di posa.
- Aumentare il copriferro senza verificare fessurazione, braccio resistente e disposizione delle armature.
- Valutare la durabilità solo dal copriferro, trascurando qualità del calcestruzzo, fessure, umidità e classi di esposizione.
- Accettare misure medie corrette ma valori locali troppo bassi in zone critiche.
Vedi anche: fronte di carbonatazione, carbonatazione, corrosione delle armature, trazione, taglio.