Indagini diagnostiche sulle strutture in calcestruzzo armato

Nell’ambito della verifica statica e di vulnerabilità sismica di edifici esistenti, il tema della strutture in calcestruzzo armato ha assunto una grande importanza sia per l’ingente patrimonio edilizio presente nel nostro paese, sia perchè una parte di questo patrimonio è stato soggetto ad un processo di storicizzazione.
Lo studio di un edificio in calcestruzzo armato parte di norma da una fase di rilievi e ricognizioni che consentono di ricostruire lo schema strutturale dell’opera. In questa fase deve essere pianificata ed eseguita un’accurata campagna di saggi esplorativi e indagini magnetometriche che permettano di conoscere la disposizione delle armature all’interno degli elementi portanti. Durante la fase conoscitiva devono anche essere effettuati rilievi del quadro fessurativo e del degrado per poter individuare le criticità presenti e indirizzare le successive verifiche dei materiali.
La fase successiva consiste nella determinazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo, dei ferri di armatura e delle carpenterie metalliche. Mediante carotaggi, con speciali carotatrici provvisti di dispositivi di raccolta delle acque, vengono prelevati campioni per l’esecuzione di prove meccaniche per la determinazione della resistenza del calcestruzzo metalliche.
Sulle strutture in calcestruzzo armato è stata sperimentata con successo la tecnica di prova del martinetto piatto. La costruzione di speciali martinetti e particolari modalità di esecuzione dei tagli ha permesso l’esecuzione delle prove anche nei ridotti spazi fra le armature.
Una serie di indagini di tipo non distruttivo completano il quadro della conoscenza delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo. Anche le indagini chimiche e fisiche svolgono un ruolo importante in merito allo studio dei fenomeni di degrado del calcestruzzo.
La metodologia di indagine descritta permette di raggiungere i livelli di conoscenza richiesti dalla normativa vigente per gli edifici esistenti. L’analisi numerica in campo statico e dinamico, lineare o non lineare, rappresenta la fase finale del processo diagnostico e consente di guidare la progettazione degli interventi di manutenzione, rinforzo statico, miglioramento o adeguamento sismico.

Rilievi
  • Rilievi geometrici con laser scanner e ricognizioni strutturali
  • Rilievi del quadro fessurativo e del degrado
  • Indagini magnetometriche
  • Saggi esplorativi per il rilievo di particolari costruttivi e delle armature con redazione di disegni strutturali di edifici esistenti

 

Indagini per la determinazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo
  • Carotaggi meccanici per il prelievo di campioni di calcestruzzo dalle strutture in elevazione e di fondazione
  • Prove meccaniche di laboratorio (compressione, modulo elastico, trazione, flessione)
  • Prove con martinetti piatti per la misura dello stato tensionale nel calcestruzzo e per la determinazione delle caratteristiche di deformabilità
  • Misure di velocità sonica e ultrasonica
  • Prove sclerometriche
  • Prove con metodo combinato SonReb (misure soniche e sclerometriche)
  • Prove di pull-out
  • Prove con pistola di Windsor
  • Prove di pull-off
  • Prove a frequenza di risonanza

 

Indagini sui ferri di armatura e sulle carpenterie metalliche
  • Prelievo di ferri di armatura
  • Prelievo di campioni dalle carpenterie metalliche
  • Prove meccaniche di laboratorio (trazione, resilienza, piegamento)
  • Misure del potenziale di corrosione dei ferri di armatura
  • Analisi chimiche per la verifica della saldabilità

 

Indagini chimiche
  • Misura della profondità di carbonatazione
  • Determinazione della composizione del calcestruzzo mediante indagini diffrattometriche ai raggi X
  • Analisi termogravimetriche
  • Analisi porosimetriche al mercurio
  • Determinazione della massa volumica e della porosità totale
  • Determinazione del contenuto di cloruri e
    solfati

 

Caratterizzazione dinamica
  • Prove dinamiche sull’intera struttura per l’individuazione dei modi di vibrare e delle forme modali
  • Prove dinamiche sui solai

 

Verifiche statiche e dinamiche, collaudo
  • Modelli matematici in campo statico e dinamico, analisi non lineari (push-over)
  • Analisi della vulnerabilità sismica
  • Progettazione di interventi di miglioramento ed adeguamento sismico
  • Prove di collaudo (prove di carico sui solai e su strutture metalliche)