Controlli in sito e in laboratorio
Durante il mese di settembre 2021 la Provincia di Verona ha affidato al nostro laboratorio una campagna con lo scopo di indagare la struttura del ponte che si trova lungo la SP47 sul Canal Bianco.
Il manufatto ha:
- una lunghezza complessiva di 80 metri;
- struttura in c.a. ;
- la sezione è a cassone ad altezza variabile con due sbalzi laterali e una luce centrale.
Le indagini hanno riguardato anche l’aspetto geologico/geotecnico e topografico, ambiti per i quali ci siamo rivolti a laboratori e società specializzate.
Noi di Geo Consulting Srl abbiamo eseguito alcune prove distruttive e non distruttive sui materiali, nello specifico:
- 15 indagini delle armature eseguite tramite pacometro;
- 2 scavi fondazionali e relativo rilievo in corrispondenza del muro paraghiaia, dei pilastri luce minore sinistro e della pila P1;
- 13 carotaggi e relative prove a compressione in laboratorio;
- 11 prelievi di barra d’armatura e relative prove a trazione in laboratorio.
Dopo aver concordato un piano di indagine con i tecnici incaricati dalla Provincia che includeva le posizioni delle prove e dei sondaggi da eseguire, siamo andati a realizzare le seguenti prove in sito e in laboratorio.
Prove non distruttive: Indagine Pacometrica
Grazie all’indagine pacometrica abbiamo identificato le armature all’interno dei getti di calcestruzzo.
Questa 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 presenza, la direzione e il diametro delle barre di armatura presenti all’interno di elementi in calcestruzzo armato e permette inoltre la stima dello spessore del copriferro.
Tale metodologia d’indagine sfrutta le proprietà magnetiche del ferro per la localizzazione delle armature e si avvale del principio della misurazione dell’assorbimento del campo magnetico prodotto dalla stessa apparecchiatura pacometrica, che viene evidenziato tramite un sistema analogico o digitale accoppiato ad un sistema acustico per una più comoda effettuazione della ricerca degli elementi metallici.
L’indagine si è svolta secondo i dettami della BS 1881-204:1988: Indagine pacometrica e visiva.
Valutazione della resistenza cilindrica e cubica a compressione del calcestruzzo in opera da carote estratte
La resistenza in sito stimata mediante la compressione di carote prelevate in struttura è generalmente inferiore rispetto a quella ricavata dalla prova di compressione di campioni preparati nel corso della messa in opera del cls.
Questo è quanto evidenziato dalle norme e dalla letteratura di settore.
Tale difformità è dovuta da diversi motivi che possono essere suddivisi in due grandi categorie:
- Le condizioni di posa in opera e di maturazione (curing);
- I disturbi arrecati alla carota dal prelievo.
In particolare per quanto riguarda il secondo aspetto è comprensibile che le operazioni di prelievo possano portare a un degrado locale delle caratteristiche meccaniche e quindi del campione che si preleva.
Queste perdite sono poco influenti se si pensa all’elemento strutturale oggetto di indagine date le limitate dimensioni del foro realizzato ma possono essere molto importanti se si pensa alla resistenza del campione prelevato. Le cure che saranno adottate durante le operazioni di prelievo ma anche le caratteristiche meccaniche del materiale di partenza e il diametro della carota sono aspetti che andranno a contribuire a determinare l’entità della perdita. Queste valutazioni sono espresse anche nelle Linee Guida per la valutazione delle caratteristiche del calcestruzzo in opera emanate dal Consiglio Superiore dei LL.PP. del Settembre 2017 alle quali si rimanda.
Mentre le modalità di prova a compressione vengono descritte dalla UNI EN 12504-1, Prove sul calcestruzzo nelle strutture Parte 1: Carote – Prelievo, esame e prova di compressione”e UNI EN 12390-1, Prove sul calcestruzzo indurito – Parte 1 – Forma, dimensioni ed altri requisiti per provini e per casseforme”e UNI EN 12390-7 (“Prova sul calcestruzzo indurito – Parte 7: Massa volumica del calcestruzzo indurito”).
Prova di trazione su acciaio per calcestruzzo armato in opera – Barre da armatura estratte
Nei punti indicati dai tecnici abbiamo provveduto all’estrazione mediante taglio di spezzoni di barre di armatura.
Questi spezzoni sono stati sottoposti alla prova di trazione presso i nostri laboratori secondo le norme
UNI EN ISO 15630-1:2019–Acciaio per calcestruzzo armato e calcestruzzo precompresso – Metodi di prova – Parte I: Barre, rotoli e fili per calcestruzzo armato;
UNI EN ISO 6892-1:2016 – Prova di trazione – Parte 1: Metodo di prova a temperatura ambiente.
Determinazione della profondita’ di carbonatazione di un calcestruzzo
L’ambiente fortemente alcalino all’interno del calcestruzzo permette la protezione delle barre di armatura.
L’anidride carbonica CO2, a causa della porosità del calcestruzzo soprattutto se non adeguatamente protetto dagli agenti atmosferici, penetra gradualmente all’interno reagendo con l’idrossido di calcio e dando luogo ad una reazione chimica i cui prodotti rendono la matrice cementizia meno basica, e quindi maggiormente aggredibile dall’ossigeno dell’aria. Tale fenomeno, detto carbonatazione, qualora arrivasse a interessare l’intero spessore del copriferro, può innescare processi di alterazione delle barre di armatura causandone l’ossidazione.
La misura della profondità di carbonatazione viene fatta in laboratorio con l’utilizzo di una soluzione di fenolftaleina all’1% in alcol etilico, che al di sopra di un valore di pH di circa 9 dà una colorazione rosso-violacea al calcestruzzo.
Il calcestruzzo non colorato risulterà quindi carbonatato e se ne misurerà lo spessore.
Nel rapporto di Prova abbiamo indicato il valore medio delle singole letture di profondità di carbinatazione ed il valore massimo.
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