Il laboratorio di prova: le ispezioni e le indagini nella verifica delle strutture in calcestruzzo.

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1 NTC 2018: nuovi adempimenti del laboratorio di prove nei controlli per la sicurezza delle costruzioni Il laboratorio di prova: le ispezioni e le indagini nella verifica delle strutture in calcestruzzo. dott. ing. Vincenzo D. VENTURI ALIG Associazione Laboratori di Ingegneria e Geotecnica milano, 28 marzo 2019

2 La vetustà del patrimonio edilizio

16 Le NTC al CAP. 8 - COSTRUZIONI ESISTENTI Il presente capitolo stabilisce i criteri generali per la valutazione della sicurezza e per la progettazione, l esecuzione ed il collaudo degli interventi sulle costruzioni esistenti. ma poi nulla dicono sulla gestione, manutenzione e stima della sicurezza del costruito, dell esistente in esercizio.

17 Ancora le NTC 2018: Si definisce Costruzione esistente quella che ha, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto d intervento, la struttura completamente realizzata. Ponte sulla Magliana Viadotto Favazzina In realtà le Costruzioni esistenti rappresentano un ambito molto più ampio che comprende tanto i beni monumentali che le costruzioni più recenti dove ciascuna opera può essere caratterizzata da peculiarità diverse ed è, a priori, unica per modalità costruttive e condizioni di esercizio

18 Se per un verso non si può standardizzare l approccio che deve essere calibrato di volta in volta sull opera, non si possono giustificare le deficienze cui spesso si assiste nella gestione delle Costruzioni esistenti. Beni monumentali Strutture in c.a. Strutture in acciaio Fabbricati in muratura

19 SOLO LA GESTIONE ATTENTA DELLE OPERE E LA CORRETTA DIAGNOSI STRUTTURALE DELLE INFRASTRUTTURE CRITERI GENERALI: personale formato, distribuito in maniera adeguata sul territorio, attribuzione di specifiche competenze e responsabilità, professionalità e rigore deontologico, protocolli preventivi di monitoraggio e manutenzione. Ponti Viadotti Gallerie PUO CAUTELARCI DA EVENTI IMPROVVISI E TRAUMATICI

20 Le maggiori associazioni di categoria hanno richiesto un intervento istituzionale che regolamentasse il settore dei controlli non distruttivi in campo civile. Associazione Italiana Prove non Distruttive Monitoraggio Diagnostica Associazione Laboratori Geotecnici Italiani Associazione Laboratori di Ingegneria e Geotecnica Associazione Laboratori e Organismi di Certificazione e Ispezione Associazione per il Controllo la Diagnostica e la Sicurezza delle Strutture Infrastrutture ed i Beni Culturali IL LABORATORIO Associazione Materials and Structures, Testing and Research struttura già prevista istituzionalmente (art. 59 del DPR 380/01) Società di servizi : più corretto

21 Alla base del progetto sono stati posti i seguenti requisiti: - Operare in regime di Sistema Qualità Aziendale Certificato UNI EN ISO 9001 specificatamente per le attività che si intende svolgere - Garantire alle parti interessate dai controlli: IMPARZIALITA, INDIPENDENZA E TERZIETÀ - Operare con le stesse procedure di: GESTIONE DEI DATI, ARCHIVIAZIONE E CERTIFICAZIONE - Prevedere per il personale la stessa: FORMAZIONE, QUALIFICAZIONE SPECIFICA E COMPETENZA - Prevedere per le attrezzature le stesse procedure di: GESTIONE, TARATURA E MANUTENZIONE

22 IL RUOLO DEL LABORATORIO La regolamentazione del settore dei CND prevede, per il personale, come formazione propedeutica il metodo ESAME VISIVO. IIS Istituto Italiano della saldatura ALIG SERVICE INSPECTOR programma di formazione e certificazione del personale finalizzato, con diverse responsabilità, alla ispezione delle infrastrutture in acciaio, c.a., c.a.p. Associazione Laboratori Ingegneria e Geotecnica

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24 Programma SERVICE INSPECTOR Livello BASIC (B): capacità di registrare correttamente i parametri significativi per l effettuazione dell ispezione e capacità di compilare la scheda di ispezione con riferimento a documenti specifici, prodotti dall Ente come il catalogo dei difetti, la scala di danneggiamento, le tavole sinottiche delle tipologie di ponti e delle caratteristiche dei materiali.

25 Catalogo Difetti Il presente catalogo raccoglie in maniera sistematica le tipologie di difetti e di degrado riscontrati durante l ispezione del Viadotto Federico II nel Comune di Augusta (SR). Il catalogo è stato redatto al fine di avere una chiara identificazione dei difetti utilizzati nella redazione dello schedario tecnico. Il codice dei difetti indicato in ciascuna scheda si riferisce alla numerazione utilizzata nella compilazione delle schede difetti degli elementi strutturali. Alla nomenclatura segue una breve descrizione del difetto con le indicazioni delle principali cause che lo possono determinare.

26 Indice 1 Macchie di umidità pag. 4 2 Dilavamento pag. 5 3 Crazing pag. 6 4 Vespai pag. 7 5 Armatura longitudinale scoperta e/o spezzata pag. 8 6 staffe scoperte e/o lesionate pag. 9 7 Delaminazione pag lesioni pag Riduzione sez. armatura precompressa pag peeling pag percolazioni pag essudazioni pag efflorescenze pag stalattiti pag scaling pag. 18

27 SCALA DI DANNEGGIAMENTO La presente scala di danneggiamento permette di attribuire a ciascun elemento strutturale indagato un livello di degrado. Si compone di due diversi parametri di controllo: La gravosità del difetto definita con scala crescente da 1 a 5; L estensione del difetto all interno dell elemento indagato definita con A B - C LA SCALA DI GRAVOSITÀ E CRESCENTE DA 1 A 5. 1/5: LIVELLO DI GRAVOSITÀ MINIMA; 2/5: LIVELLO DI GRAVOSITÀ LIMITATA; 3/5: LIVELLO DI GRAVOSITÀ MEDIA; 4/5: LIVELLO DI GRAVOSITÀ SIGNIFICATIVA; 5/5: LIVELLO DI GRAVOSITÀ MASSIMA. L Estensione del difetto crescente A-B-C A: ESTENSIONE MINIMA O PUNTUALE; B: ESTENSIONE SU UNA SUPERFICIE SIGNIFICATIVA < 50%; C: ESTENSIONE SU UNA SUPERFICIE CONSISTENTE >50%.

28 CODICE DIFETTO NOME DIFETTO DESCRIZIO NE 1 Macchie di umidità Presenza di umidità penetrata attraverso il cls, tipica degli elementi orizzontali (ad es. solette) anche se talvolta è presente sulle pareti verticali per particolari percorsi trovati dall acqua. Oltre alla porosità del materiale sono concause la mancanza od imperfetta impermeabilizzazione, le irregolarità dello smaltimento delle acque, la imperfetta tenuta dei giunti. Coefficiente di gravosità: 2/5

29 CODICE DIFETTO NOME DIFETTO DESCRIZIO NE 2 Dilavamento Perdita dello strato superficiale di malta dovuto al frequente passaggio dell acqua. Tale fenomeno è generato o esaltato dalla presenza di un ambiente umido e la sua entità è inversamente proporzionale alla buona progettazione od esecuzione del cls. Coefficiente di gravosità: 2/5

30 Coefficiente di gravosità: 4/5 CODICE DIFETTO NOME DIFETTO 5 Armatura lenta scoperta e/o spezzata DESCRIZIONE L armatura a vista, scoperta, indica l assenza o l espulsione del calcestruzzo di ricoprimento, o copriferro, e per questa ragione viene annoverata fra i difetti del calcestruzzo. La mancanza di ricoprimento può derivare da errori di esecuzione (vespai o assenza di copriferro) oppure può essere causata dal degrado del calcestruzzo (distacco o dilavamento). Il caso di calcestruzzi, non durabili, in ambienti aggressivi,soggetti a carbonatazione, a penetrazione di cloruri,..è la corrosione dell armatura, ed il relativo aumento di volume, in generale la principale causa di degrado. Il fenomeno si manifesta prima con la comparsa di lesioni millimetriche e procede fino al distacco del copriferro.

31 CODICE 6 DIFETTO NOME DIFETTO Staffe scoperte e/o lesionate DESCRIZIONE Il difetto si riferisce a lesioni generalmente ripetute ad intervalli regolari dovute alla scopertura e/o ossidazione superficiale delle staffe in conseguenza di un copriferro ridotto e/o assente Coefficiente di gravosità: 4/5

32 Coefficiente di gravosità: 3/5 CODICE 7 DIFETTO NOME Delaminazione DIFETTO DESCRIZIONE Come per lo spalling la corrosione dell armatura sottostante determina l insorgenza di stati di sollecitazione di trazione sul calcestruzzo sovrastante, ciò provoca la formazione di fessurazione estesa che può portare alla formazione di lamine di cls anche di grosse dimensione parzialmente o completamente d i s t a c c a t e d a l l a s t r u t t u r a. L individuazione può essere agevolata dal riconoscimento del suono (sordo) emesso dalla superficie interessata quando questa e colpita con un martello.

33 Coefficiente di gravosità: 5/5 CODICE 8 DIFETTO NOME Lesioni DIFETTO DESCRIZIONE Difetto conseguente alla s e p a r a z i o n e c o m p l e t a o incompleta del calcestruzzo in due o più parti prodotta propagazione di fratture. Nelle travi in cap possono estendersi longitudinalmente lungo gli alloggiamenti dei cavi. In questo caso il difetto può essere causato dalla presenza di acqua all interno delle guaine, per mancata o incompleta iniezione, che ossida le guaine, deteriora il cls e provoca quindi la formazione delle fessure.

34 Coefficiente di gravosità: 5/5 CODICE DIFETTO NOME DIFETTO 9 Riduzione sez. armatura precompressa DESCRIZIONE Il fenomeno interessa principalmente i cavi di precompressione degli impalcati da ponte e dipende soprattutto da difettoso riempimento delle guaine protettive dei cavi in fase di i n i e z i o n e d e l l a m a l t a o dall espulsione di copriferro. In tal modo i trefoli sono esposti agli agenti aggressivi e sono interessati da corrosione. La corrosione dei cavi da precompressione è particolarmente pericolosa in quanto la velocità di corrosione risulta incrementata in presenza dello stato di tensione di trazione nell acciaio armonico.

35 SCHEDE DI RILEVAMENTO QUADRO FESSURATIVO

36 Programma SERVICE INSPECTOR Livello STANDARD (S) BASIC + capacità di comprendere se i parametri registrati nella scheda siano accettabili o no con riferimento ad una eventuale soglia di allarme, elaborata in precedenza o valutando qualitativamente l evoluzione del fenomeno.

37 Programma SERVICE INSPECTOR Livello COMPREHENSIVE(C): STANDARD + INTERPRETAZIONE delle registrazioni da implementare in relazione di ispezione PROGRAMMAZIONE degli eventuali interventi integrativi di indagine PROGETTAZIONE del programma di indagine (piano di ispezione e controllo e tipologia dei controlli da realizzare) APPLICAZIONE di azioni a tutela della sicurezza di uso e della pubblica incolumità.

38 IL RUOLO DEL LABORATORIO Il PROGRAMMA o PROGETTO di INDAGINE deve rispondere a specifici quesiti derivanti dalla attenta e competente valutazione delle schede di rilevamento per cui: DIFETTO RILEVATO: ESPULSIONE DI COPRIFERRO E RIDUZIONE DI SEZIONE RESISTENTE Proposta di intervento: Prelievo di carote di calcestruzzo per la determinazione delle caratteristiche meccaniche e del profilo di penetrazione ioni cl -; e della carbonatazione (ph). Mappatura del potenziale e della velocità di corrosione. Prelievo di barre d armatura con verifica della sezione resistente.

39 STRUTTURE SOGGETTE AD ESPULSIONE DI COPRIFERRO E RIDUZIONE DI SEZIONE RESISTENTE Prelievo dei campioni di calcestruzzo

40 STRUTTURE SOGGETTE AD ESPULSIONE DI COPRIFERRO E RIDUZIONE DI SEZIONE RESISTENTE Misura della profondità di carbonatazione Prelievo di armatura

41 STRUTTURE SOGGETTE AD ESPULSIONE DI COPRIFERRO E RIDUZIONE DI SEZIONE RESISTENTE Diffrattometro XRD Microscopio Elettronico a Scansione Spettro XRD

42 STRUTTURE SOGGETTE AD ESPULSIONE DI COPRIFERRO E RIDUZIONE DI SEZIONE RESISTENTE Misura della velocità di corrosione Mappatura di potenziale

43 Il PROGRAMMA o PROGETTO di INDAGINE deve rispondere a specifici quesiti derivanti dalla attenta e competente valutazione delle schede di rilevamento per cui: DIFETTO RILEVATO: ESPANSIONE DELL AGGREGATO CON ESPULSIONE LOCALIZZATA Proposta di intervento: contenuto di silice ; contenuto di solfati; diffrattometrie XRD; sezioni sottili e microscopio polarizzatore, SEM.

44 STRUTTURE SOGGETTE A DEGRADO DA REATTIVITA ALCALI-AGGREGATI Diffrattometro XRD Spettro XRD Sezione sottile

45 Il PROGRAMMA o PROGETTO di INDAGINE deve rispondere a specifici quesiti derivanti dalla attenta e competente valutazione delle schede di rilevamento per cui: DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURALI Proposta di intervento:. Indagini geognostiche; piezometriche monitoraggio quadro fessurativo; monitoraggio inclinometrico (rotazioni); prelievo di carote di cls; prove di carico (statiche e dinamiche). -

46 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL Misure clinometriche

47 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL Monitoraggio quadro fessurativo

48 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL Prelievo di campioni di calcestruzzo

49 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL Prove di carico statica su solaio

50 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL ch m ch3(vert) 1.30 m ch1(vert) ch2(orizz) ch4(orizz) ch5(oriz) 2,70 m Verifica dinamica

51 DIFETTO RILEVATO: LESIONI E/O CEDIMENTI STRUTTURAL Valori di acquisizione Disposizione degli accelerometri Valori di accelerazione

52 Il PROGRAMMA o PROGETTO di INDAGINE deve rispondere a specifici quesiti derivanti dalla attenta e competente valutazione delle schede di rilevamento per cui: DIFETTO RILEVATO: Rottura armatura di precompressione Proposta di intervento:. Prelievo di carote di cls; Saggi visivi; Analisi chimiche (carbonatazione-cloruri e solfati): Prova di detensionamento di fili e trefoli e rilascio del calcestruzzo; Potenziale e velocità di corrosione

53 DIFETTO RILEVATO: Rottura armatura di precompressione Prove di verifica stato tensionale

54 DIFETTO RILEVATO: Rottura armatura di precompressione Prove di detensionamento dei trefoli

55 DIFETTO RILEVATO: Rottura armatura di precompressione Mappatura di potenziale Determinazione Velocità di corrosione

56 Programma SERVICE INSPECTOR Concludendo, se è vero che nulla troviamo nelle NTC 2018 di quanto fin qui illustrato con riferimento ai metodi, ed ai criteri, da seguire ciò non può. rappresentare una giustificazione, per i concessionari o per i proprietari di Costruzioni esistenti, della minore attenzione e dei ritardi nella gestione, nella manutenzione e, se necessario, nel recupero conservativo, o nella demolizione, delle opere esistenti, solo la disponibilità di personale formato, distribuito in maniera adeguata sul territorio, con specifiche competenze e responsabilità unito al massimo rigore, deontologico e professionale, nel porre in essere protocolli preventivi di monitoraggio e manutenzione del patrimonio edilizio può cautelare la collettività da eventi imprevisti e luttuosi.

57 GRAZIE PER L ATTENZIONE