Prelievo dei campioni di calcestruzzo, acciaio e prove chimiche in sito

L’attività di prelievo di campioni finalizzata al controllo di accettazione è un’attività obbligatoria, secondo quanto stabilito dalla vigente normativa tecnica per la verifica della conformità del calcestruzzo.

Il corso per il prelievo dei campioni e prove chimiche in sito, organizzato da noi di Progetto PSC, si compone di moduli differenti:

• Prelievo di campioni CLS;
• Prove chimiche in sito (carbonatazione e cloruri);
• Prelievo di acciaio.

Il percorso di formazione è rivolto a tecnici, ingegneri, periti e studenti. Al termine del corso e successivamente al superamento dell’esame finale verrà rilasciata la Certificazione nominale di II livello nel metodo CH.

Prelievo campioni CLS

Strumentazione

• Almeno due carotatrici per il prelievo dei campioni cilindrici da elementi strutturali in calcestruzzo con set di carotieri a diamanti impregnati (diametro da 40 mm a 160 mm) con potenza nominale compresa fra 2000 W e 6000 W delle quali almeno una con protezione IP – Classe 1.
• Piastra di ancoraggio e supporto di avanzamento per carotatrice; utensili di taglio, o carotieri, con corona diamantata, in quantità adeguata a consentirne la sostituzione nel corso del prelievo ed almeno dei seguenti diametri: diametro da 40 mm a 160 mm; piastra di affilamento dell’utensile; rifornitore d’acqua manuale.

Applicazione

Come indicato al paragrafo 11.2.5.1 del DM 17/01/2018 e al paragrafo C11.2.5.1 della Circolare n° 7 del 21/01/2019, il numero di provini per il controllo di tipo A, su ogni quantitativo di miscela omogenea non maggiore a 300 mc, è pari a 6 (3 prelievi). Ciascun prelievo va eseguito su un massimo di 100 mc di getto e per ogni giorno di getto va comunque effettuato almeno un prelievo. Ne consegue che ogni controllo deve essere costituito da 3 prelievi e che, in caso di ulteriore prelievo che ecceda i 3, va effettuato un ulteriore controllo di tipo A, costituito da 3 prelievi. Nelle costruzioni con meno di 100 mc di getto di miscela omogenea valgono le stesse indicazioni, ma è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero. Per miscela omogenea si intende un calcestruzzo di uguale classe di resistenza, classe di esposizione, classe di consistenza, fatte salve lievi modifiche in termini di quantità e/o qualità dei componenti.

Normative di riferimento

• UNI PdR 56:2019;
• Campioni cilindrici estratti mediante carotaggio e polveri – UNI EN 12504-1:2009 Prove sul calcestruzzo nelle strutture – Parte 1: Carote – Prelievo, esame e prova di compressione.

Prove Chimiche in Sito (Carbonatazione e Cloruri)

Strumentazione

• Calibro a corsoio centesimale;
• Indicatore chimico (soluzione idro-alcolica di fenolftaleina all’1%) per la determinazione della profondità della carbonatazione (UNI 9944 ed UNI EN 14630);
• Reagenti per la determinazione del profilo di penetrazione degli ioni cloruro in opera (UNI 11747).

Applicazione

La protezione naturale delle barre d’armatura all’interno della matrice di calcestruzzo è garantita dall’ambiente fortemente alcalino (pH 12,5-13,5) determinato dalla presenza di idrossido di calcio Ca (OH) o calce idrata nella pasta di cemento. Questa forte alcalinità costituisce una protezione naturale dell’armatura contro la corrosione, detta passività. Tuttavia, quando l’anidride carbonica CO2, penetra gradualmente all’interno del calcestruzzo, reagisce con l’idrossido di calcio dando luogo ad una reazione chimica i cui prodotti sono il carbonato di calcio CaCO3 e l’acqua H2O. A seguito della neutralizzazione della calce, la matrice cementizia diviene meno basica (pH 8,5-9) e quando tale fenomeno di carbonatazione, giunge al livello delle armature, viene a mancare la protezione naturale delle stesse (depassivazione).

Il film di ossido, inizialmente protettivo, diventa poroso ed incoerente e non è più in grado di bloccare l’accesso dell’ossigeno e dell’umidità. In queste condizioni, a seguito della trasformazione del ferro in ruggine, il copriferro viene prima fessurato e successivamente espulso. È importante specificare che la carbonatazione non danneggia il calcestruzzo e neppure danneggia direttamente i ferri d’armatura. Essa crea le condizioni favorevoli al processo di corrosione da parte dell’ossigeno e dell’umidità. La misura della profondità di carbonatazione può essere determinata spruzzando sulla superficie del conglomerato cementizio una soluzione di fenolftaleina all’1% in alcol etilico. La variazione di colore è apprezzabile nella gamma di colori del rosso violaceo al contatto con elementi il cui pH è maggiore di 9,2 (calcestruzzo non degradato) e rimangono incolore per valori di pH minori determinando che il calcestruzzo è carbonatato.

La conoscenza della profondità di penetrazione degli ioni cloruro (liberi) nel copriferro può risultare utile ai fini della valutazione del rischio di innesco della corrosione delle armature. Per profondità di penetrazione degli ioni cloruro si intende la distanza fra la superficie esposta agli ioni cloruro e la linea di demarcazione fra la zona penetrata e quella non ancora contaminata dagli ioni cloruro. Il principio seguito per la determinazione della capacità di un calcestruzzo di resistere alla penetrazione degli ioni cloruro è quello di porre un provino di calcestruzzo a contatto con una soluzione di cloruro di sodio (ovviamente con una concentrazione standardizzata). Dopo un periodo prefissato di tempo il provino viene rotto longitudinalmente e si individua con un indicatore colorimetrico il livello di penetrazione dei cloruri.

Normative di riferimento

• Determinazione della profondità della carbonatazione e del profilo di penetrazione degli ioni cloruro nel calcestruzzo – UNI 9944:1992 Corrosione e protezione dell’armatura del calcestruzzo.
• Determinazione della profondità di carbonatazione e del profilo di penetrazione degli ioni cloruro nel calcestruzzo, UNI EN 14630:2007 Prodotti e sistemi per la protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo.
• Determinazione della profondità di carbonatazione di un calcestruzzo indurito con opportuni metodi di cui alla UNI 11747:2019 Prove sul calcestruzzo indurito.
• Determinazione della profondità di penetrazione degli ioni cloruro.

Prelievo di acciaio

Strumentazione

• Demolitore per calcestruzzo;
• Smerigliatrice angolare;
• Saldatrice a filo continuo o ad elettrodi certificati.

Applicazione

Si distinguono due tipi di acciaio da costruzione:

• B450C: laminati a caldo ad alto grado di duttilità;
• B450A: trafilati a freddo a basso grado di duttilità, quindi non utilizzabili in zona sismica.

Il prelievo di barre d’armatura è fondamentale per determinare le caratteristiche meccaniche delle barre in strutture in cemento armato sottoposte ad indagine e si effettua mediante estrazione di campioni di lunghezza di circa 50 cm dall’elemento strutturale.

Il prelievo viene effettuato nella zona di sollecitazione minima dell’elemento strutturale e si svolge secondo le seguenti fasi:

• Individuazione della posizione esatta della barra mediante indagine magnetometrica sull’elemento strutturale soggetto ad indagine.
• Scasso mediante martello demolitore del copriferro fino a scoprire la barra da prelevare.
• Saldatura alla barra esistente della nuova barra di diametro maggiore o uguale.
• Taglio della barra ed estrazione.

Successivamente un laboratorio autorizzato effettuerà sulle barre prelevate, le prove volte alla determinazione delle seguenti caratteristiche meccaniche:

• Tensione di snervamento;
• Tensione di rottura;
• Allungamento percentuale a rottura.

Normative di riferimento

• UNI EN ISO 6892-1:2016 Materiali metallici – Prova di trazione – Parte 1: Metodo di prova a temperatura ambiente, UNI EN ISO 6892-2:2018 Materiali metallici – Prova di trazione -Parte 2: Metodo di prova a temperatura elevata.
• UNI EN ISO 6892-3:2015 Materiali metallici – Prova di trazione – Metodo di prova a bassa temperatura.

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