campi di applicazione:
strutture in cemento armato

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 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

 

Prove di Carbonatazione

RIFERIMENTO NORMATIVO
UNI EN 9944

campi di applicazione:
strutture in cemento armato e calcestruzzo

 

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. E' 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.

Prova Sclerometrica

RIFERIMENTO NORMATIVO
BS1881:204

campi di applicazione:
strutture in cemento armato

L’indagine paco metrica , è una prova non distruttiva per l’identificazione delle armature all'interno dei getti di calcestruzzo: mediante tale indagine di tipo magnetico è possibile rilevare con buona precisione la posizione di barre di armatura presenti nelle membrature di calcestruzzo armato, la loro profondità (copriferro),  il loro diametro e lo stato di corrosione delle armature.

Lo strumento utilizzato per effettuare tale indagine è il pacometro che consiste in una sonda emettitrice di campo magnetico collegata ad una unità di elaborazione digitale ed acustica. La sonda è fatta scorrere lungo la superficie dell’elemento da indagare ed in corrispondenza della posizione dei ferri lo strumento rileva una variazione di campo magnetico che attraverso appositi sensori si trasforma in segnale acustico.

  

Prova Ultrasuoni

RIFERIMENTO NORMATIVO
UNI EN 12504-4

campi di aplicazione:
strutture in cemento armato e calcestruzzo

L’indagine ultrasonica è una indagine non distruttiva applicata sulle strutture in calcestruzzo, mediante la quale viene determinata la velocità di propagazione degli impulsi delle onde longitudinali ultrasoniche nel calcestruzzo indurito. Tale metodologia permette di avere dati per stimare le caratteristiche meccaniche della struttura indagata: le variazioni di velocità di propagazione delle onde ci informano sulle caratteristiche meccanico-elastiche del materiale sul livello di omogeneità, sulla qualità, sull'eventuale deterioramento e sulla presenza di eventuali vuoti o inclusioni.

La sonda emittente produce degli impulsi ultrasonici che sono captati dalla sonda ricevente dopo che tali impulsi hanno attraversato il materiale interposto. Il tempo di transito e la velocità di propagazione sono memorizzati dallo strumento. E' possibile effettuare misurazioni della velocità di propagazione degli impulsi modificando il posizionamento dei trasduttori sulle superfici indagate.

Trasmissione diretta

I trasduttori sono posti su facce parallele, posizionando il trasmettitore e il ricevitore in direzioni opposte, con in mezzo l'elemento da indagare. La lunghezza di percorso è la distanza più breve tra i due trasduttori.

Trasmissione semidiretta

I trasduttori sono posti su facce adiacenti. La lunghezza di percorso è la distanza misurata da centro a centro delle facce dei trasduttori.

Trasmissione indiretta o superficiale

I trasduttori sono posti sulla stessa faccia. Con questo tipo di trasmissione, non si misura la lunghezza di percorso, bensì si effettuano una serie di misurazioni con i trasduttori a diverse distanze.

La misurazione della velocità di propagazione dell’impulso ultrasonico può essere usata per le seguenti determinazioni:

  • uniformità del calcestruzzo
  • presenza di fessure o vuoti
  • difetti di getto
  • variazioni delle proprietà nel tempo
  • modulo di elasticità dinamico
  • stima della resistenza del calcestruzzo in opera

Attraverso curve di correlazione è possibile risalire dalle velocità a parametri meccanici come la resistenza meccanica e il modulo elastico.

   

Metodo SonReb

campi di applicazione:
strutture in cemento armato e  calcestruzzo

La resistenza a compressione del calcestruzzo stimata in situ, utilizzando singolarmente l’indagine sclerometrica o quella ultrasonica, presenta alcune limitazioni che possono essere fortemente ridotte con l’utilizzo del metodo combinato SONREB.

Questo metodo permette, infatti, di annullare l’effetto dell’influenza dell’umidità e del grado di maturazione del calcestruzzo sui risultati delle analisi grazie all’effetto opposto che questi due fattori hanno sulla velocità di propagazione degli ultrasuoni e dell’indice sclerometrico.

Il metodo “SONic & REBound”, più comunemente chiamato SonReb, combina i valori della velocità di propagazione misurata con la tecnica ultrasonica (V), con i valori di rimbalzo dello sclerometro (S), mediante metodi semiempirici ed algoritmi matematici, consentendo di integrare i risultati e di estrapolare diverse caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali esaminati.

Il metodo si svolge nelle seguenti fasi:

  • Misurare la velocità ultrasonica media di un impulso all’interno del calcestruzzo in almeno 3 punti;
  • Misurare l’indice medio di rimbalzo del calcestruzzo in almeno 3 punti;
  • Utilizzare delle curve di correlazioni sperimentali per identificare la curva di isoresistenza relativa ai valori di V e S riscontrati nelle misurazioni o, in alternativa, di correlazioni analitiche, del tipo:  

Rcub = a·Vb·Sc  [MPa]

dove: Rcub = resistenza cubica, V = velocità ultrasonica, S = indice di rimbalzo sclerometrico.

In letteratura esistono diversi valori e metodi per determinare i coefficienti.

In ogni caso nessuna forma ha validità generale, soprattutto se si tratta di calcestruzzi di bassa qualità.

Il metodo SONREB è considerato un metodo integrativo e sostitutivo alle prove distruttive nel caso di campagne d'indagine molto vaste, in cui il livello di conoscenza prevede un numero elevato di prove distruttive (prelievi di carote di calcestruzzo e di armature).