La durabilità, il degrado e la

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1 Prof. VitoALUNNO ROSSETTI Università di Roma la Sapienza La durabilità, il degrado e la determinazione della vita residua Convegno Alig SAIE 2014 Bologna 25 ottobre 2014

2 La Normativa per la durabilità è relativamente giovane 1996 Al fine di garantire la durabilità del conglomerato, particolarmente in ambiente aggressivo così come in presenza di cicli gelo disgelo, è necessario studiarne adeguatamente la composizione 2008 Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato ordinario o precompresso, esposte all azione dell ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall attacco chimico, fisico e quelli derivanti dalla corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo 25/10/2014 Convegno Alig

3 Attività Normativa UNI e CEN per la durabilità Per iniziativa dei cementieri e dei produttori di additivi, abbiamo sviluppato in sede UNI (1985) il progetto Durabilità, che ha portato alla guida/raccomandazione UNI 8981:1987, in otto parti, diventate due dopo la pubblicazione della UNI EN 206. È anche stata pubblicata una versione non ufficiale della Norma sul calcestruzzo, ovvero la UNI 9858:1991 La produzione in campo europeo di norme specifiche per la durabilità incluse nella EN 206, e a livello nazionale i NAD, come la UNI ha portato alla diffusione della conoscenza e alla consapevolezza della necessità di costruire durevole. Durabilità: la struttura, nell ambiente in cui si trova, deve restare adatta all impiego cui è destinata, per tutta la sua vita utile di progetto. (definizione proposta dal Joint Commitee on Structural Safety JCSS).

4 È cresciuto notevolmente il corpo normativo, qualcuno ritiene anche troppo 25/10/2014 Convegno Alig

5 EVOLUZIONE DELL APPROCCIO ALLA DURABILITÀ 1) OGGI APPROCCIO PRESCRITTIVO Classi di esposizione - Rapporto a/c, - Rck - Dosaggio e tipo cemento Basato su regole: deemed-to-satisfy, cioè ritenute adatte al risultato voluto, ma non correlate alla vita di servizio desiderata e basate su azioni esterne (classi di esposizione) qualitative e poco dettagliate. Ho detto spesso in passato che la durabilità sta tutta in 4 numeri: 0.60, 0.55, 0.50, /10/2014 Convegno Alig

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7 Problemi aperti Fessurazione termica dovuta ad alti dosaggi di cemento

8 Difficoltà per la misura della permeabilità Le prove e i valori richiamati nelle Linee guida non esistono e la non funziona Problemi per la misura della resistenza

9 1) Approccio prescrittivo 2)La progettazione della durabilità - EN ISO 13823:2012 General Principles on the Design of structures for Durability - Model Code for Service Life Design (2006) La procedura di progettazione della vita di servizio 1. Specifica della vita di servizio di progetto 2. Analisi degli effetti dell ambiente 3. Identificazione dei modelli di durabilità per i meccanismi di degrado 4. Scelta dei meccanismi di degrado e fattori di durabilità (profondità di danneggiamento del calcestruzzo e corrosione dell armatura, copriferro, diametro delle barre) 5. Calcolo dei parametri di durabilità con il modello adottato 6. Eventuale ricalcolo delle strutture 7. Trasferimento dei parametri di durabilità nel progetto finale

10 Aspetti probabilistici del modello per la durabilità S(t): effetto dell azione ambientale R(t): Resistenza all azione ambientale 1, 2: Funzioni di densità di probabilità td: vita di progetto tsp: vita di servizio prevista Pf(t): probabilità di collasso

11 Applicazione del ModelCode for Durability-Carbonatazione

12 Applicazione del ModelCode for Durability-Cloruri

13 Vita di progetto per parti di opera

14 Carbonatazione rivestimento galleria sicurezza alla durabilità x(t), mm Imbocco curing 2d-RH var Imbocco curing 1d- RH var t, anni A seguito di una non conformità del calcestruzzo del rivestimento di galleria, oltre alla verifica strutturale si è effettuata una verifica della durabilità, distinguendo tra imbocchi e parte interna x(t), mm Tratto interno curing 2d-RH 73% Tratto interno 1d- RH 73% t, anni

15 1) Approccio prescrittivo 2) La progettazione della durabilità 3) Approccio della classe di resistenza all esposizione Classe di esposizione esempio: XS3 Classe di resistenza all esposizione deve essere: RS3

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18 Per strutture esistenti VITA RESIDUA E RIPRISTINO Definizione di stati limite Ispezione preliminare indagine (tecniche non distruttive, analisi chimiche, misura del copriferro, misure elettrochimiche) Previsione della vita residua tres Confronto con la vita richiesta: tric tres Decisioni in merito all intervento (programmare nuovi controlli, ripristino, do-nothing) 25/10/2014 Convegno Alig

19 Definizione stati limite

20 Valutazione della vita residua rispetto allo stato limite di fessurazione t0 tv ti tf td t0 =Tempo della costruzione ti =Tempo di innesco tv =Tempo di valutazione tf = Tempo di fessurazione = = ti + tempo di propagazione td = Tempo di delaminazione ad esempio in un caso di ambiente XC3 o XC4 (no cloruri): Si eseguono misure di profondità di carbonatazione sa e di copriferro Dall equazione: s = k t, si ricava k e quindi il tempo di innesco ti L armatura si riduce di diametro, ad es. 8 µm/anno =Vcor la fessurazione avviene quando il ferro si riduce ad es. di P=100 µm (penetrazione limite) Si ottiene un tempo di propagazione limite dell attacco tp= P / Vcor Il tempo di vita utile è tu = ti + tp; la vita residua stimata ètr = tu tv Si confronta la vita residua stimata trcon la vita di progetto residua (td tv)

21 Valutazione della condizione rispetto allo stato limite di depassivazione 25/10/2014 Convegno Alig

22 Abbiamo un bell arsenale di strumenti, ma Purtroppo alla fine molti problemi nascono nel cantiere

23 La distanza tra la progettazione della durabilità e la realtà operativa si sta ampliando. Occorre sviluppare un sistema di prescrizione/controllo/verifica del costruito