Calcestruzzo indurito : Controlli Non Distruttivi

La turbata sensibilità nazionale scaturita dalle recenti tragedie verificatesi in concomitanza di eventi naturali, ha di fatto posto all’ordine del giorno in modo drammatico il tema della sicurezza delle costruzioni ad uso abitativo e strategico in area sismica.

In particolare gli eventi calamitosi insegnano che anche le strutture in calcestruzzo armato possono essere vulnerabili se mal progettate o realizzate con materiali di scarsa qualità e con una non corretta disposizione delle armature, sia principali che secondarie (staffe di confinamento).

Strutture che, se non correttamente realizzate non possiedono l’adeguata duttilità e tanto meno soddisfano i principi di gerarchia delle resistenze.

Come già accennati, la caratterizzazione dei materiali procede in genere su due diversi livelli:

  • un livello minimo in cui si determina la caratteristica meccanica di riferimento per la classificazione del materiale (tipicamente: la resistenza); i
  • un livello dettagliato in cui vengono determinati per via sperimentale anche altri parametri per una migliore caratterizzazione del materiale e/o con specifici fini progettuali.

Se si considera il calcestruzzo, questi due aspetti appaiono evidenti: la resistenza a compressione è il parametro necessario alla sua classificazione, mentre altri parametri servono o per una migliore conoscenza del materiale (ad esempio: profondità di carbonatazione) o per impieghi strutturali specialistici (ad esempio: il modulo elastico).

In entrambe i casi è necessario tenere conto di due circostanze:

  • per la disomogeneità dei materiali le misure sperimentali dei diversi parametri sono destinate ad essere disperse e differenti nelle diverse parti delle strutture;
  • il significato meccanico che l’Ingegneria Strutturale attribuisce ai parametri meccanici, ovvero il significato non di valori puntuali ma di valori medi.

Si consideri, ad esempio, il modulo elastico del calcestruzzo, che è un parametro necessario alla determinazione teorica dello spostamento atteso in una prova di carico: il valore di cui l’Ingegnere ha bisogno è un valore medio che sia in grado di rappresentare la risposta complessiva della struttura.

Queste semplici considerazioni evidenziano una caratteristica di ogni campagna di prove sperimentali mirate alla caratterizzazione dei materiali: all’Ingegnere servono valori medi dei parametri meccanici, ma li può determinare solo attraverso prove sperimentali localizzate in materiali disomogenei.

Le indagini non distruttive e semi-distruttive applicate per il Collaudo delle Strutture in Calcestruzzo

Le prove applicate su Calcestruzzo indurito considerate sono quelle oggetto delle norme europee della serie EN 12504, che riguardano:

  • Individuazione delle barre di armatura con prova magnetometrica (MG);
  • Determinazione dell’indice sclerometrico (SC);
  • Determinazione della velocità di propagazione degli impulsi Ultrasonici (UT);
  • Determinazione della forza di estrazione (EST);
  • Determinazione della profondità di carbonatazione;
  • Prelievo di barre di armatura;
  • Carote. Prelievo, esame e prova di compressione.

Tali indagini vengono applicate con lo scopo di conoscere:

  •  l’eventuale stato di carbonatazione del CLS;
  • l’orientamento e la posizione dei ferri di armatura: profondità, spessore e grado di corrosione;
  • gli indici di rimbalzo rilevati dei conglomerati;
  • i valori di resistenza cubica a compressione del CLS;
  • l’incidenza della velocità di transito delle onde ultrasoniche nei conglomerati;
  • i risultati dei monitoraggi.

INDAGINE

PACOMETRICA

La magnetometria consente di localizzare in modo rapido ed accurato la presenza e l’orientamento degli elementi metallici di rinforzo (armature) presenti in strutture di calcestruzzo armato, di misurare con precisione lo spessore del copriferro e di effettuare una stima del diametro del tondino.

Sclerometria

INDAGINE

SCLEROMETRICA

Le prove sclerometriche consentono di stimare, la resistenza a compressione del calcestruzzo in strutture già realizzate, o anche negli edifici di nuova costruzione.

Tra le prove non distruttive che possono essere eseguite su strutture in calcestruzzo armato esiste il metodo “meccanico” che consente la determinazione della durezza superficiale mediante l’impiego dello sclerometro.

Questo metodo si basa sulla corrispondenza esistente tra il carico unitario di rottura a compressione e la durezza superficiale del calcestruzzo misurando “energia elastica rimanente” (metodi di rimbalzo).

INDAGINE

CON ULTRASUONI

Attraverso questa metodica è possibile avere dati per stimare le caratteristiche meccaniche della struttura indagata in quanto la propagazione di onde ultrasonore è funzione dalla densità del materiale, del modulo elastico e del coefficiente di Poisson.

PROVA

SONREB

l metodo SONREB (da SONic REBound : ultrasuoni + sclerometro) è un metodo di indagine non distruttivo (PND) sul calcestruzzo indurito.

Questo metodo consente di determinare la resistenza Rc di un calcestruzzo in opera correlandolo con la velocità ultrasonica V, ottenuta con prove ultrasoniche e con l'indice di rimbalzo S ottenuto con prove sclerometriche.

Le prove devono essere effettuate nelle stesse zone di indagine.

Tale metodo combinato consente di superare gli errori che si ottengono utilizzando separatamente il metodo sclerometrico, che è un metodo di indagine superficiale, e il metodo ultrasonico, che invece è un metodo di indagine volumetrico.

PROVA DI ESTRAZIONE

PULL-OUT

E' una prova di valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo in opera.

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