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Indagini su strutture in cemento armato

Indagini su strutture in cemento armato

Indagini su strutture in cemento armato

I limiti principali cui sono soggette le strutture in cemento armato sono prevalentemente connessi a due fattori: la loro durabilità e la necessità di adeguarsi a nuove condizioni progettuali (per esempio ai carichi sismici previsti dalla normativa oppure all’incremento dei sovraccarichi accidentali spesso richiesto dal conduttore). Queste circostanze portano ad una diffusa consapevolezza della necessità di ripristino o di rinforzo delle strutture stesse che rende sempre più necessaria la conoscenza dettagliata dei due materiali che le compongono (acciaio e calcestruzzo) e delle loro interazioni meccaniche, ma anche chimico-fisiche.

Come nella generalità dei casi la conoscenza deve essere sviluppata a partire dall’esame visivo che consente di individuare alcuni elementi indispensabili alla comprensione dei fenomeni in atto, o almeno come essi si manifestano apparentemente (fessure, difettosità, fenomeni di degrado quali delaminazioni superficiali, distacchi, espulsione dei ferri di armatura). Tale esame deve essere associato alla raccolta di dati storici relativi al periodo di costruzione ed alle modifiche strutturali e di uso successivamente occorse. In questo caso risulta essenziale la conoscenza degli elaborati strutturali che, stante le peculiarità costruttive delle strutture in c.a., dovrebbero essere sempre esistenti, ma che in molti casi non risultano reperibili. A partire dai dati effettivamente disponibili è possibile articolare una campagna di indagini diagnostiche strutturata in prove da effettuarsi in sito e prove da effettuarsi in laboratorio su campioni prelevati in sito.

Le tecniche non distruttive più utilizzate per caratterizzare il calcestruzzo sono: le misure della velocità di propagazione degli impulsi ultrasonici, la determinazione dell’ indice sclerometrico (effettuata p.e. con martello di Schmidt) che misura l’indice di rimbalzo di una massa battente e le prove di penetrazione (p.e. con pistola di Winsor) che consentono di determinare la profondità di penetrazione di una sonda metallica sparata nel calcestruzzo. 

Queste tecniche consentono di determinare per via indiretta grandezze meccaniche quali il modulo di elasticità e  la resistenza a compressione.

Poiché il deteriora-mento delle armature consegue alla corrosione elettrolitica, il controllo della corrosione può essere effettuato attraverso prove che consenta-no la misura e la mappatura del potenziale elettrico in quanto l‘entità ed il gradiente di detto potenziale evidenzia le zone dove esistono le condizioni idonee per attivare la corrosione delle armature. Altre tecniche complementari consentono poi di determinare la velocità della corrosione in atto. Prove leggermente distruttive possono essere realizzate attraverso fori di piccolo diametro che consentono di prelevare campioni per misurare la profondità di carbonatazione, oppure effettuando prove di pull-out che, attraverso l’estrazione di un cuneo di calcestruzzo, forniscono per via indiretta le caratteristiche meccaniche del materiale.

Le armature possono essere individuate mediante analisi magnetometriche: la strumentazione utilizzata (magnetometro) rileva posizione, misura la profondità e stima il diametro delle barre di armatura.

L’esecuzione delle prove in sito consente tra l’altro di individuare i punti più opportuni per prelevare i campioni per la determinazione diretta in laboratorio delle proprietà meccaniche dei materiali.

Una migliore affidabilità dei risultati può essere perseguita combinando differenti metodologie di prova attraverso curve di correlazione sperimentali. E’ soprattutto frequente correlare misure ultrasoniche con prove sclerometriche oppure con prove meccaniche di laboratorio.

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