Il vibratore interno, detto anche ago vibrante o vibratore a immersione, è un apparecchio di compattazione a forma di asta che viene immerso direttamente nel calcestruzzo fresco per eliminare l'aria inglobata durante il getto e ottenere un conglomerato denso e privo di nidi di ghiaia.
Funzionamento
L'estremità vibrante, detta testa o ago, è collegata a un motore elettrico, pneumatico o idraulico tramite un albero flessibile oppure, nelle versioni più recenti, incorpora direttamente un motore ad alta frequenza (convertitore di frequenza, AV). Il movimento oscillatorio della testa trasmette energia al calcestruzzo circostante, riducendone temporaneamente la viscosità e favorendo la risalita delle bolle d'aria intrappolata e il riassestamento degli inerti.
Caratteristiche tecniche
Il diametro della testa vibrante varia generalmente tra 25 mm e 150 mm, in funzione della consistenza del calcestruzzo e della densità dell'armatura. La frequenza operativa si colloca tipicamente tra 150 Hz e 200 Hz (corrispondenti a circa 9.000-12.000 vibrazioni al minuto). Il raggio d'azione efficace, ossia la distanza entro cui la vibrazione produce una compattazione utile, dipende dal diametro dell'ago e dalla consistenza della miscela; per questo motivo la scelta del diametro deve essere correlata allo spessore dello strato e alla geometria del getto.
Tecnica di impiego
L'ago deve essere immerso verticalmente e rapidamente fino a penetrare per circa 10-15 cm nello strato sottostante già vibrato, così da garantire la continuità tra gli strati di getto. L'estrazione va effettuata lentamente, con velocità indicativa di 8-10 cm al secondo, per evitare la formazione di cavità residue. Il tempo di vibrazione per punto varia solitamente tra 5 e 30 secondi, fino a quando la superficie del calcestruzzo diventa lucida e cessa la risalita di bolle d'aria visibili. La distanza tra i punti di inserimento viene stabilita in funzione del raggio d'azione dell'apparecchio, in modo da assicurare una sovrapposizione delle zone compattate.
Effetti sulla qualità del calcestruzzo
Una corretta vibrazione riduce il volume di vuoti d'aria intrappolata a valori generalmente inferiori al 2% in volume, migliorando la resistenza meccanica, l'aderenza all'armatura e la durabilità del calcestruzzo indurito. Una vibrazione insufficiente lascia vuoti e nidi di ghiaia visibili in superficie dopo il disarmo; una vibrazione eccessiva o prolungata può invece causare segregazione, con risalita della malta cementizia e sedimentazione degli inerti più pesanti.
Errori di esecuzione frequenti
Tra gli errori più comuni figurano l'inserimento obliquo dell'ago, il contatto prolungato con casseri e armature (che trasmette vibrazioni indesiderate e può danneggiare il materiale), la distanza eccessiva tra i punti di vibrazione e il mancato collegamento tra strati successivi, che genera piani di debolezza all'interno del getto.
Riferimenti normativi
La prova del contenuto d'aria nel calcestruzzo fresco è disciplinata dalla norma EN 12350-7 (metodo pressometrico). I requisiti generali per l'esecuzione delle strutture in calcestruzzo, inclusa la compattazione, sono definiti dalla norma EN 13670.