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Milano, 10 marzo 2017

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

Roberto FELICETTI

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo armato:tema molto ampio e complesso

non sviluppabile in una breve presentazione

brevi spunti su:

• valutazione della resistenza

• stima della durabilità residua

• controllo di esecuzione e ricerca di difetti

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

la bibbia delle NDT per il C.A.

trave: resistenza effettiva (% del cubetto)

Testing of Concrete in StructuresJ.H. Bungey, S.G. Millard, M.G. Grantham

il cubettomassima resistenza ottenibile

dall'impasto fornito in cantiere

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

Conseguenze sulla pianificazione delle indagini diagnostiche

la resistenza in opera è inferiore rispetto al corrispondente valore di progetto

BS: γM = 1.2 invece di 1.5

EN 13791: fck atteso in situ = 0.85 fck progetto

Norme Tecniche per le Costruzioni: livello di conoscenza e fattore di confidenza

a causa della variabilità delle miscele cementiziee delle possibili cause di non uniformità della resistenza,

le tecniche non distruttive vanno calibrate specificamente per ogni applicazione

applicazione sistematicadi tecniche ND leggere

integrazionecon icarotaggi

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

la corrosione delle armature a causa della carbonat azione

l'acqua nei pori del calcestruzzo ha un pH elevato (~13)reagendo con l'anidride carbonica dell'atmosfera il pH si abbassaviene perso l'effetto di protezione delle armature

quando le armature si ossidanoi prodotti che si formano (ruggine)hanno un volume più elevatoe tendono a spaccareil copriferro degli elementi strutturali

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

portlanditeanidride

carbonica

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

effetto della bagnatura

protetto

esposto

parzialmenteprotetto

variazioni locali della profondità di carbonatazione

church in Nova Milanese (Milan - Italy)

un metodo rapido per la misura della profondità della carbonatazioneè di grande aiuto per tenere conto delle variazioni locali nelle strutture reali

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

ci sono tecniche alternative per mettere a nudo il copriferroscassi locali con scalpello, perforazione a tratti

un metodo per estrarre con continuità un campione ordinato di polvere

Analisi della polvere di perforazione

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

il kit per la misura della carbonatazione

taglio a V(funge da imbuto)

provette ad alta trasparenza

testina di captazione

www.carbontest.it

resina per ripristinocontagocceindicatore pHset di provette

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

il metodo ultrasonico "pulse echo"è richiesto l'accesso ad un solo lato della struttura

viene emesso un breve impulso (una-due semionde)e si ascoltano eventuali onde riflesse dalle discontinuità

fattore di riflessione

R = Z2 − Z1 = T −1Z + Z21

calcestruzzo - aria R = - 1calcestruzzo - acciaio R ≈ 0.5

impedenza acustica Z = ρ·c

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

tomografie 2D e 3D di elementi accessibili da un solo lato- 12 sensori equispaziati accoppiati a secco (per attrito)

- ogni sensore viene eccitato a turno, mentre gli altri operano come ricevitori

- l'elaborazione delle misure viene effettuata in tempo reale

- scan B- disponibile in alcuni secondi

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

un esempio applicativo:iniezioni cementizie di cavi post-tesi

Diagnostica nelle strutture in calcestruzzo

una recente iniziativa nel campo della diagnostica strutturale

Dipartimenti coinvolti

Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica - durabilità

Elettronica, Informazione e Bioingegneria - sensori e monitoraggio

Ingegneria Civile e Ambientale - strutture civili

Meccanica - strutture meccaniche e impianti

• integrazione e miglioramento delle metodologie diagnostiche consolidate per diverse tipologie di materiali

• sviluppo di sensori e strumenti innovativi o a basso costo

• automazione delle indagini su grandi strutturee in ambienti difficilmente accessibili o pericolosi

Laboratorio per la Diagnostica e il Monitoraggio Strutturale