Cemento e muratura

La prova ha l’obiettivo di stimare lo stato di sollecitazione a compressione che insiste su una porzione di muratura al momento della prova. L’indagine consiste nell’effettuare un taglio piano, normale alla direzione di sollecitazione tensionale principale della muratura, nel quale verrà inserito il martinetto piatto che viene collegato al circuito di una pompa idraulica. Le superfici interne del taglio verranno così sollecitate con una pressione nota, incrementata gradualmente, che consente il ripristino della condizione iniziale, ovvero l’annullamento della deformazione misurata successivamente all’esecuzione del taglio. Quest’ultima viene rilevata tramite misure di distanza relativa tra coppie di punti omologhi disposti simmetricamente rispetto al taglio. Normativa di riferimento: ASTM C 1196 – 09 e ASTM C 1197 – 04.

La prova ha lo scopo di stimare il valore di deformabilità (e/o di rottura) di una porzione di muratura compresa tra due martinetti piatti. La prova consiste nell’eseguire due tagli piani e paralleli ad una distanza nota, nei quali vengono inseriti due martinetti piatti collegati al circuito di una pompa idraulica. La porzione di muratura presa in esame viene sollecitata con cicli di carico e scarico e la deformazione viene misurata tramite almeno tre trasduttori di spostamento disposti in posizione verticale e simmetrica al punto medio tra i due martinetti. Si ottengono così il modulo elastico, la curva carichi/deformazione e la tensione di rottura della struttura sottoposta a indagine. Normativa di riferimento: ASTM C 1196 – 09 e ASTM C 1197 – 04.

L’esame visivo con endoscopio permette di effettuare un’ispezione visiva diretta della consistenza e della natura del materiale della sezione muraria investigata, con la caratterizzazione delle eventuali anomalie. La sonda endoscopica è costituita da un gruppo ottico con sorgente luminosa posto sulla punta, che trasmette le immagini via cavo ad un monitor. Queste possono essere memorizzate sia come filmati che come immagini fotografiche da cui estrapolare maggiori dettagli in fase di interpretazione da PC.

L’indagine termografica è un tipo di tecnica non distruttiva che è in grado di investigare soltanto gli strati superficiali di un manufatto attraverso la rilevazione di radiazione infrarossa emessa o riflessa dagli oggetti. È solo grazie alla diversa conducibilità ed inerzia termica degli elementi costruttivi profondi che la termocamera può rilevare la mappatura della temperatura in superficie. Si ottiene un’immagine in scala di colori o di grigi a cui corrisponde un intervallo di temperatura dell’ordine di frazioni di grado centigrado, andando così a discriminare la diversa composizione o tipologia di materiale. Il rilevamento viene effettuato senza alcun contatto con la superficie della struttura analizzata. Normativa di riferimento: UNI 10824-1/2000.

La prova a carotaggio continuo è un tipo di sondaggio meccanico con prelievo di materiale dell’elemento strutturale indagato. Questo tipo di indagine permette l’osservazione diretta del campione in modo da ottenere la stratigrafia della muratura e l’ubicazione di eventuali anomalie e discontinuità in essa contenute. I carotaggi possono essere effettuati sia con lo scopo di analizzare la composizione interna delle murature, sia di valutare la profondità del piano di posa della fondazione della struttura indagata. Normativa di riferimento: UNI EN 12504-1.

La prova con metodo magnetometrico (pacometro) permette l’individuazione delle barre di armatura all’interno degli elementi strutturali in cemento armato, la misurazione dello spessore del copriferro e una stima del diametro delle barre. La tecnica si basa sul principio dell’induzione magnetica, in quanto la localizzazione delle barre d’armatura è possibile proprio per le proprietà magnetiche del ferro. Normativa di riferimento: BS 1881-204/1988.

La prova sclerometrica è un metodo di indagine non distruttiva che permette di ottenere informazioni sulla qualità ed omogeneità del calcestruzzo, andando a misurare la durezza superficiale del materiale. La prova consiste nel misurare l’altezza di rimbalzo di una massa convenzionale lanciata con un’energia cinetica costante, contro la superficie dell’elemento strutturale in calcestruzzo in esame, tramite una molla di rigidezza nota. L’indice di rimbalzo Ir è proporzionale alla durezza superficiale del calcestruzzo. Normativa di riferimento: UNI EN 12504-2/2012.

Il prelievo in opera di campioni di calcestruzzo viene eseguito tramite carotaggio continuo nel calcestruzzo, usando una carotatrice ad avanzamento manuale o automatico. L’obiettivo è di consentire la caratterizzazione fisica, chimica e meccanica del provino prelevato. Normativa di riferimento: UNI EN 12390-3/2009, UNI EN 12504-1/2009.

L’obiettivo della prova ultrasonica è quello di determinare la velocità di propagazione degli ultrasuoni nel calcestruzzo che è direttamente correlata con la resistenza a compressione di quest’ultimo. La prova ultrasonica misura il tempo di propagazione delle onde elastiche longitudinali tra una o più coppie di punti di campionamento, per ricavare informazioni sull’omogeneità del calcestruzzo. L’apparecchiatura è composta da un generatore/ricevitore di impulsi elettrici, un trasduttore, una barra di calibrazione avente tempo di propagazione noto. La misurazione della velocità dell’impulso può essere effettuata in modo diretto (ponendo trasduttore e ricevitore su facce opposte), in modo semidiretto (ponendo il trasduttore su una superficie e il ricevitore su un lato adiacente) o in modo indiretto (ponendo trasduttore e ricevitore sulla stessa superficie). Normativa di riferimento: UNI EN 583-1/2004, UNI EN 12504-4/2005.

Il prelievo di elementi di carpenteria metallica da una struttura in cemento armato, consente la loro caratterizzazione fisica, chimica e meccanica. Dopo l’individuazione delle barre di armatura tramite pacometro, viene eseguita l’estrazione delle stesse su cui vengono successivamente effettuate prove di resistenza allo snervamento, alla rottura e all’allungamento, indagini della composizione chimica e della saldabilità. Normativa di riferimento: UNI EN 10002-1/2004.

Il metodo SONREB si fonda sulla combinazione dei risultati ottenuti tramite le prove sclerometriche ed ultrasoniche, andando a correlare la velocità delle onde ultrasoniche (SONic), l’indice di rimbalzo (REBound) e la resistenza a compressione del calcestruzzo. Questo fornisce una stima più accurata dello stato di conservazione del calcestruzzo della zona indagata. Normativa di riferimento: UNI EN 12504-2/2012 e UNI EN 12504-4/2005.

La prova durometrica ha lo scopo di stimare il valore di durezza dell’acciaio da cui poi si può valutare la resistenza a trazione tramite correlazione diretta. Il metodo si fonda sulla misurazione della perdita di energia di un corpo che è stato scagliato contro l’oggetto in esame. Normativa di riferimento: UNI EN ISO 18265 – DIN 50157.

La prova di estrazione Pull-Out è un metodo non distruttivo per la valutazione delle qualità meccaniche del calcestruzzo armato. Viene misurata la forza necessaria ad estrarre dal calcestruzzo armato un tassello che può essere pre-inglobato nel getto di calcestruzzo, oppure post-inserito nel calcestruzzo indurito. Si ottengono così informazioni in merito allo strato corticale dell’elemento strutturale indagato. Normativa di riferimento: UNI EN 12504-3.

L’obiettivo della prova di strappo Pull-Off è di verificare l’adesione che si realizza tra il supporto e gli strati esterni del rivestimento del calcestruzzo quali malte, intonaci, impermeabilizzanti ecc. Il metodo prevede di applicare un carico crescente sulla superficie indagata, fino a provocare il distacco o la rottura dell’elemento. Si misura così la resistenza a trazione e allo strappo dei rivestimenti di pareti in muratura o in conglomerato cementizio. Normativa di riferimento: UNI EN 1015-12/2002, ASTM – C1538/04, UNI EN 1542/2000, UNI 12636/2001. Raccomandazioni di riferimento per applicazioni con materiali compositi: CNR-DT 200 R1/2013, C.S.LL.PP. 24 luglio 2009.

Determinazione della profondità della carbonatazione:
La prova si propone di determinare la profondità di carbonatazione a partire dallo strato superficiale del calcestruzzo. La prova può essere effettuata sia su carote che in sito, andando a scalpellare la struttura da indagare. Normalmente il calcestruzzo ha un valore di pH prossimo a 13, tale da evitare fenomeni di ossidazione dell’armatura al suo interno. La prova consiste nello spruzzare una soluzione di fenolftaleina all’1% in alcool etilico sulla porzione di struttura indagata, per rilevare un eventuale abbassamento dei valori di pH, tale per cui, se fosse superiore allo spessore del copriferro minimo, si andrebbero ad instaurare fenomeni di ossidazione nell’armatura.

Determinazione del profilo di penetrazione degli ioni cloruro nel calcestruzzo:
L’obiettivo di questa indagine è di quantificare la diffusione degli ioni cloruro all’interno dell’elemento strutturale di calcestruzzo. Si va quindi a quantificare la profondità di penetrazione degli ioni cloruro andando a definire la linea di separazione tra la zona penetrata e quella ancora non contaminata dagli ioni. Normativa di riferimento: UNI EN 12504-1 e UNI EN 11747.

Le prove di carico sono dei test finalizzati alla verifica della stabilità e della resistenza della struttura indagata. Nello specifico, le prove sottopongono la struttura alla massima sollecitazione statica tollerabile, o almeno dichiarata tale nel progetto, sempre nell’ambito delle azioni di servizio. Questo tipo di indagine può essere effettuata sia con carico concentrato (a tiro o a spinta) che con carico distribuito su opere da costruire ex novo o su opere da ristrutturare.

Il georadar, o GPR (Ground Penetrating Radar) è un sistema di indagine del sottosuolo non invasivo per modeste profondità, basato sulla riflessione delle onde elettromagnetiche. Questa tecnica viene largamente utilizzata per la ricerca dei sottoservizi quali tombini stradali e tubazioni, per l’individuazione e la mappatura dei manufatti esistenti, per definire l’assetto geometrico delle fondazioni e per individuare le strutture murarie e le cavità. Vengono immessi nel sottosuolo brevi impulsi elettromagnetici a frequenza variabile i quali, incontrando diverse superfici aventi caratteristiche fisiche diverse (diversa costante dielettrica o conducibilità elettrica), vengono in parte riflessi (tornando così all’antenna ricevente) e in parte trasmessi nel sottosuolo. La profondità massima e il conseguente grado di dettaglio ottenibile, variano in funzione della frequenza utilizzata. Una bassa frequenza permette di ottenere informazioni a profondità maggiori, alte frequenze sono desiderabili per avere risoluzioni migliori per target superficiali. Facendo scorrere in superficie l’antenna lungo una linea retta precedentemente definita (solitamente si crea una griglia regolare) si ottiene su un monitor di un PC il radargramma in tempo reale in forma digitale che verrà successivamente elaborato e interpretato con l’ausilio di software specifici.

La tomografia ad ultrasuoni è una tecnica non invasiva finalizzata all’indagine di elementi in calcestruzzo di spessore elevato, quali rivestimenti di gallerie e guaine di post-compressione, oltre lo stato dell’armatura e le strutture in pietra. Il funzionamento del tomografo si basa sulla riflessione di brevi impulsi di onde elastiche (P o S) ad opera di fessure, cavità, armature e altre discontinuità e anomalie presenti nel materiale. Il vantaggio di questo tipo di strumentazione è che si possono ottenere tomografie 2D lungo una sezione ortogonale alla superficie del manufatto anche su strutture accessibili da un solo lato. Ripetendo il rilievo su una griglia regolare di punti è possibile generare un modello 3D della struttura interna del manufatto indagato.

La prova di integrità su palo è eseguita mediante il Pile Integrity Tester (PIT). Questo tipo di indagine permette di verificare se la fondazione presenta difetti significativi al suo interno quali rotture, variazioni dimensionali rilevanti e vuoti, prima di procedere alla realizzazione della struttura sovrastante. Può essere utilizzata anche per testare pali integrati già nella struttura, come fondazioni di sostegno su ponti o torri, e di valutarne la loro lunghezza.