DURABILITÀ DELLE STRUTTURE - IL COPRIFERRO -

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO FACOLTA DI INGEGNERIA DURABILITÀ DELLE STRUTTURE - IL COPRIFERRO - Prof. Ing. Luigi Coppola

2 EUROCODICE 2 SEZIONE 4 DURABILITÁ E COPRIFERRO COPRIFERRO DISTANZA TRA LA SUPERFICIE ESTERNA DELL ARMATURA (INCLUSI STAFFE, COLLEGAMENTI E RINFORZI SUPERFICIALI, SE PRESENTI) PIÙ PROSSIMA ALLA SUPERFICIE DEL CALCESTRUZZO E LA SUPERFICIE STESSA DEL CALCESTRUZZO. (RICOPRIMENTO)

3 DISEGNO TECNICO COPRIFERRO

4 ERRORE Confondere la distanza del baricentro dell armatura principale dalla superficie esterna dell elemento con il copriferro conduce ad un sottodimensionamento del copriferro effettivo che può riflettersi in: limitato sviluppo delle tensioni di aderenza acciaiocalcestruzzo; precoce corrosione delle barre soprattutto negli elementi esposti all esterno (in particolar modo quelli esposti all azione dell acqua di mare, ai sali disgelanti a base di cloruro o all azione dell anidride carbonica atmosferica); elevato rischio di collasso delle barre in occasione di eventi accidentali quali l incendio.

5 COPRIFERRO NOMINALE DA SPECIFICARE SUI DISEGNI E DA UTILIZZARE NEI CALCOLI c NOM = c MIN + c DEV COPRIFERRO MINIMO MARGINE DI PROGETTO PER GLI SCOSTAMENTI

6 COPRIFERRO NOMINALE c NOM = c MIN + c DEV TRASMISSIONE SFORZI ARMATURA/CALCESTRUZZO DURABILITÁ RESISTENZA AL FUOCO

7 COPRIFERRO MINIMO IL MASSIMO VALORE DI c min CHE SODDISFI SIA I REQUISITI RELATIVI ALL ADERENZA, SIA QUELLI RELATIVI ALLE CONDIZIONI AMBIENTALI. c min = max (c min,b ; c min,dur + c dur,γ - c dur,st - c dur,add ; 10mm)

8 c min,b COPRIFERRO MINIMO DOVUTO AL REQUISITO DI ADERENZA PER FAR SÌ CHE LE FORZE DI ADERENZA SIANO TRASMESSE ADEGUATAMENTE, E CHE IL CALCESTRUZZO SIA SUFFICIENTEMENTE COMPATTO, SI RACCOMANDA CHE IL COPRIFERRO MINIMO NON SIA INFERIORE AI VALORI DI c min,b

9 COPRIFERRO c min,b ARMATURE ORDINARIE BARRE SINGOLE => Diametro della barra BARRE RAGGRUPPATE => Diametro equivalente D max >32mm => valore precedente + 5mm ARMATURE PRECOMPRESSIONE POST-TESE GUAINE A SEZIONE CIRCOLARE => Diametro GUAINE A SEZIONE RETTANGOLARE => dimensione più piccola o la metà della dimensione più grande se questa è superiore; ARMATURE PRECOMPRESSIONE PRE-TESE TREFOLI O FILI LISCI NEI SOLAI=> 1,5 * Diametro TREFOLI O FILI LISCI => 2 * Diametro FILI INDENTATI => 3 * Diametro

10 COPRIFERRO MINIMO c min,b TRASMISSIONE SFORZI ARMATURA/CALCESTRUZZO ARMATURA ORDINARIA BARRE SINGOLE d D max CLS 32mm D max CLS > 32mm c min,b d d+5mm BARRE RAGGRUPPATE D max CLS 32mm c min,b D D D max CLS > 32mm D+5mm

11 c min,dur COPRIFERRO MINIMO DOVUTO ALLE CONDIZIONI AMBIENTALI COPRIFERRO MINIMO DELLE ARMATURE, IN ACCORDO CON LA EN PER UN CALCESTRUZZO DI PESO NORMALE CHE TIENE CONTO DELLE CLASSI DI ESPOSIZIONE E DELLE CLASSI STRUTTURALI

12 c min,dur COPRIFERRO DURABILITÀ Il copriferro riveste un ruolo di primaria importanza in quei contesti in cui il degrado prevalente è rappresentato dalla corrosione dei ferri di armatura ed in particolar modo quando la STRUTTURA RICADE NELLE CLASSI DI ESPOSIZIONE: XC CARBONATAZIONE; XD CLORURI (esclusi quelli di provenienza marina) XS CLORURI MARINI

13 VITA NOMINALE In accordo alle N.T.C. (D.M. 14/01/2008, 2.4), il progettista deve dichiarare nei documenti progettuali la VITA NOMINALE da assegnare alla struttura in funzione della sua importanza e della d uso;

14 VITA NOMINALE La VITA NOMINALE di un opera strutturale V n è intesa come il NUMERO DI ANNI NEL QUALE LA STRUTTURA, PURCHÉ SOGGETTA ALLA MANUTENZIONE ORDINARIA, DEVE POTERE ESSERE USATA PER LO SCOPO AL QUALE È DESTINATA. La vita nominale dei diversi tipi di opere è quella riportata nella Tabella e deve essere precisata nei documenti di progetto.

15 VITA NOMINALE VITA NOMINALE V N (anni) TIPI DI COSTRUZIONI Opere provvisorie Opere provvisionali - Strutture in fase costruttiva OPERE ORDINARIE ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale GRANDI OPERE ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica

16 CLASSIFICAZIONE STRUTTURALE CLASSE STRUTTURALE VITA NOMINALE ESEMPI S1 10 Strutture temporanee S S Elementi strutturali sostituibili Strutture agricole o simili S4 50 Opere ordinarie S5 100 Opere straordinarie

17 COPRIFERRO c min,dur CLASSE STRUTTURALE X0 XC1 CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XC2 XC3 XC4 XD1 XS1 XD2 XS2 XD3 XS3 S1 10 (10) 10(15) 10(20) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40) S2 10 (10) 10(15) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45) S3 10 (10) 10(20) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50) S4 10 (10) 15(25) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55) S5 15 (15) 20(30) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60) S6 20 (20) 25(35) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60) 55(65)

18 COPRIFERRO MINIMO c min,dur DURABILITÁ (50 anni) c min,dur ANIDRIDE CARBONICA CO 2 XC1 Interno di edifici, strutture in climi asciutti (U.R.< 70%) XC2 Fondazioni, strutture interrate o completamente immerse XC3 Strutture esterne, ma non soggette all acqua XC4 Strutture esterne esposte all acqua, strutture soggette asciutto/bagnato CLORURI Cl - SALI DISGELANTI MARE XD1 Strutture esposte a schizzi di acqua contenente cloruri XD2 XD3 XS1 Strutture completamente immerse in acqua ricca di cloruri Strutture esposte in acqua ricca di cloruri a cicli di asciutto/bagnato Strutture esposte all aereosol marino (fino a 2Km) XS2 Strutture completamente immerse in acqua di mare XS3 Strutture esposte alle maree, asciutto/bagnato

19 VARIAZIONI c min,dur I valori minimi del copriferro c min,dur devono essere opportunamente modificati se: si prevede un INCREMENTO DELLA VITA NOMINALE di progetto; si utilizza CALCESTRUZZO CON UNA CLASSE DI RESISTENZA SUPERIORE rispetto a quella minima imposta dai prospetti della durabilità riportati nella UNI 11104; ELEMENTO da realizzare ha una FORMA particolare; si esercitano CONTROLLI DI QUALITÀ SPECIALI sulle forniture di calcestruzzo.

20 CRITERIO X0 CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XS1 XD2 XS2 XD3 XS3 VITA UTILE DI PROGETTO DI 100 ANNI Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi CLASSE DI RESISTENZA C30/37 C30/37 di 1 C35/45 di 1 C40/50 di 1 C40/50 di 1 C40/50 di 1 C45/55 di 1 ELEMENTO DI FORMA SIMILE AD UNA SOLETTA (posizione delle armature non influenzata dal processo costruttivo) ASSICURATO UN CONTROLLO DI QUALITA SPECIALE DELLA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO

21 ESEMPIO ELEMENTI INTERNI S4 - (50 anni) XC1 R ck,dur 30 N/mm 2 C min,dur = 15mm R ck,st = 40 N/mm 2

22 PROPRIETÀ DEL CALCESTRUZZO UNI PREVISTA C 25/30 OK

23 CRITERIO VITA UTILE DI PROGETTO DI 100 ANNI CLASSE DI RESISTENZA ELEMENTO DI FORMA SIMILE AD UNA SOLETTA (posizione delle armature non influenzata dal processo costruttivo) ASSICURATO UN CONTROLLO DI QUALITA SPECIALE DELLA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO X0 Aumentare di 2 classi C30/37 CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XC1 Aumentare di 2 classi C30/37 di 1 XC2 XC3 Aumentare di 2 classi C35/45 di 1 R ck,st = 40 N/mm 2 XC4 Aumentare di 2 classi C40/50 di 1 XD1 XS1 Aumentare di 2 classi C40/50 di 1 XD2 XS2 Aumentare di 2 classi C40/50 di 1 XD3 XS3 Aumentare di 2 classi C45/55 di 1

25 ESEMPIO ELEMENTI INTERNI S4 - (50 anni) XC1 R ck,dur 30 N/mm 2 C min,dur = 15mm R ck,st = 40 N/mm 2 sarà possibile ridurre gli elementi che si stanno dimensionando di una strutturale, che verranno classificati S4 S3 C min,dur = 15 mm 10 mm

26 c dur,γ MARGINE DI SICUREZZA DA APPENDICE NAZIONALE c dur,γ = 0

27 c dur,st RIDUZIONE DEL COPRIFERRO MINIMO QUANDO SI UTILIZZA ACCIAIO INOSSIDABILE DA APPENDICE NAZIONALE c dur,st = 0

28 c dur,add RIDUZIONE DEL COPRIFERRO MINIMO QUANDO SI RICORRE A PROTEZIONE AGGIUNTIVA DA APPENDICE NAZIONALE c dur,add = 0

29 CASI PARTICOLARI 1. GETTO SU UN PRECEDENTE GETTO DI CALCESTRUZZO; 2. SUPERFICIE ESTERNA DEL CALCESTRUZZO SIA IRREGOLARE 3. CALCESTRUZZO SOGGETTO A FENOMENI ABRASIVI; 4. GETTI CONTRO-TERRA

30 GETTO SU UN PRECEDENTE GETTO DI CALCESTRUZZO; COPRIFERRO ALL INTERFACCIA FRA I DUE CALCESTRUZZI = c min,b - del calcestruzzo C25/30 - tempo di esposizione della superficie di calcestruzzo all ambiente esterno sia breve (t < 28 gg) - interfaccia sia resa rugosa.

31 GETTO SU UN PRECEDENTE GETTO DI CALCESTRUZZO; COPRIFERRO ALL INTERFACCIA FRA I DUE CALCESTRUZZI = c min,b c min,b

32 SUPERFICIE ESTERNA DEL CALCESTRUZZO SIA IRREGOLARE COPRIFERRO MINIMO PER GARANTIRE L ADERENZA DEVE ESSERE INCREMENTATO DI 5mm c min,b + 5mm

33 GETTI CONTROTERRA GETTI SU TERRENI TRATTATI O SPIANATI C min 40mm OPERE DI FONDAZIONE (PLINTI, TRAVI, ECC.) GETTATE SU MAGRONI DI PULIZIA PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI SU MASSICCIATA RULLATA GETTI DIRETTAMENTE CONTRO TERRENI IRREGOLARI/GREZZI C min 75mm MURI CONTRO TERRA, MURI DI SOSTEGNO, MURI D ALA, DIAFRAMMI, PALI TRIVELLATI, ECC.

34 TOLLERANZA c dev CONTROLLO DEI COPRIFERRI IN CANTIERE c dev = 5 10 mm CONTROLLO DI QUALITA ESTREMAMENTE EFFICIENTE c dev = 0 10 mm

35 c dev SCOSTAMENTI DA COPRIFERRO MINIMO A COPRIFERRO NOMINALE DA APPENDICE NAZIONALE c dev = 10mm

36 COPRIFERRO NOMINALE PROGETTO MESSA IN OPERA COPRIFERRO NOMINALE DISTANZIATORE

37 ESEMPIO SI CALCOLI IL COPRIFERRO DI UNA FONDAZIONE A TRAVE ROVESCIA A CONTATTO CON TERRENI CONTENENTI SOLFATI (4000 mg/kg) ARMATA CON ACCIAIO B450C (Φ 20)

38 CLASSIFICAZIONE STRUTTURALE CLASSE STRUTTURALE VITA NOMINALE ESEMPI S1 10 Strutture temporanee S S Elementi strutturali sostituibili Strutture agricole o simili S4 50 Opere ordinarie S5 100 Opere straordinarie

39 COPRIFERRO MINIMO IL MASSIMO VALORE DI c min CHE SODDISFI SIA I REQUISITI RELATIVI ALL ADERENZA, SIA QUELLI RELATIVI ALLE CONDIZIONI AMBIENTALI. c min = max (c min,b ; c min,dur + c dur,γ - c dur,st - c dur,add ; 10mm)

40 COPRIFERRO MINIMO c min,b TRASMISSIONE SFORZI ARMATURA/CALCESTRUZZO ARMATURA ORDINARIA BARRE SINGOLE c min,b d D max CLS 32mm Φ=20mm c min,b = 20mm

41 CLASSE XC DEGRADO DA CARBONATAZIONE CLASSE DI ESPOSIZIONE DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E DELL AMBIENTE (a/c) max C(x/y) min c min (Kg/m 3 ) XC1 XC2 XC3 XC4 Strutture in ambienti interni asciutti con U.R.< 70% 0.60 C25/ Strutture idrauliche o di fondazione permanentemente bagnate 0.60 C25/ Strutture esterne protette dalla pioggia 0.55 C28/ Strutture esterne esposte alla pioggia o che alternano periodi di immersione e di emersione 0.50 C32/40 340

42 Classi di esposizione ambientale, concentrazione di solfato nelle acque e nei terreni e prescrizioni di capitolato per calcestruzzi durevoli all aggressione solfatica Classe di Esposizio ne Concentrazione SO 4 2- nelle acque (mg/l) Concentrazione nel terreno (mg/kg) SO 4 2- a/c max C(x/y) min Tipo di cemento UNI 9156 c (Kg/m 3 ) XA C28/35 [C30/37] MRS 320 [300] XA C32/40 [C30/37] ARS 340 [320] XA C35/45 [C35/45] AARS 360 [360]

43 CRITERIO X0 CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XS1 XD2 XS2 XD3 XS3 VITA UTILE DI PROGETTO DI 100 ANNI Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi Aumentare di 2 classi CLASSE DI RESISTENZA C30/37 C30/37 di 1 C35/45 di 1 C40/50 di 1 C40/50 di 1 C40/50 di 1 C45/55 di 1 ELEMENTO DI FORMA SIMILE AD UNA SOLETTA (posizione delle armature non influenzata dal processo costruttivo) R ck = 40 N/mm 2 ASSICURATO UN CONTROLLO DI QUALITA SPECIALE DELLA PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO

44 CLASSE STRUTTURALE X0 XC1 CLASSE DI ESPOSIZIONE AMBIENTALE XC2 XC3 XC4 XD1 XS1 XD2 XS2 XD3 XS3 S1 10 (10) 10(15) 10(20) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40) S2 10 (10) 10(15) 15(25) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45) S3 10 (10) 10(20) 20(30) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50) S4 10 (10) 15(25) 25(35) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55) S5 15 (15) 20(30) 30(40) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60) S6 20 (20) 25(35) 35(45) 40(50) 45(55) 50(60) 55(65) c min,dur = 25 mm

45 COEFFICIENTI CORRETTIVI c dur,γ = 0 c dur,st = 0 c dur,add = 0

46 COPRIFERRO MINIMO c min = max (20; ; 10mm) c min,dur = 25 mm

47 GETTI CONTROTERRA GETTI SU TERRENI TRATTATI O SPIANATI C min 40mm OPERE DI FONDAZIONE (PLINTI, TRAVI, ECC.) GETTATE SU MAGRONI DI PULIZIA PAVIMENTAZIONI INDUSTRIALI SU MASSICCIATA RULLATA

48 TOLLERANZA c dev CONTROLLO DEI COPRIFERRI IN CANTIERE c dev = 5 10 mm CONTROLLO DI QUALITA ESTREMAMENTE EFFICIENTE c dev = 0 10 mm c dev = 10mm

49 COPRIFERRO NOMINALE c NOM = c MIN + c DEV c NOM = = 55 mm

50 VITA NOMINALE / COPRIFERRO c min,b c dur,g c dur,st c dur,add VITA NOMINALE c dev c min,dur

51 VITA NOMINALE / c min,dur 50 ANNI 100 ANNI TABELLE EC2 1. TABELLE EC2; 2. LEGGE DIFFUSIONE: 1. CO 2 ; 2. CLORURI LEGGE DIFFUSIONE: CO 2 ; CLORURI

52 COPRIFERRO MINIMO c min,dur DURABILITÁ (100 anni) LEGGI DI DIFFUSIONE EUROCODICE 2 (Tabelle 5 6) ANIDRIDE CARBONICA CO 2 CLORURI Cl - c min,dur

53 ESEMPIO CALCOLO DEL COPRIFERRO MINIMO PER DURABILITÁ DI SOLETTA DI COPERTURA IN CALCESTRUZZO ARMATO DI UNA PENSILINA SITUATA IN UNA CITTA DAL CLIMA CONTINENTALE TEMPERATO (BERGAMO). VITA NOMINALE 100 ANNI

54 CLASSE XC DEGRADO DA CARBONATAZIONE CLASSE DI ESPOSIZIONE DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E DELL AMBIENTE (a/c) max C(x/y) min c min (Kg/m 3 ) XC1 Strutture in ambienti interni asciutti con U.R.< 70% 0.60 C25/ XC2 Strutture idrauliche o di fondazione permanentemente bagnate 0.60 C25/ XC3 XC4 Strutture esterne protette dalla pioggia 0.55 C28/ Strutture esterne esposte alla pioggia o che alternano periodi di immersione e di emersione 0.50 C32/40 340

57 ESEMPIO ELEMENTO ESTERNO S6 - (100 anni) XC4 R ck,dur 40 N/mm ANNI S4 S6 C min,dur = 30 mm 40 mm

58 LEGGE DI DIFFUSIONE ANIDRIDE CARBONICA Con l ingresso della CO 2 nel calcestruzzo diminuisce il ph della soluzione acquosa presente nei pori capillari della matrice cementizia; nelle strutture reali per questo abbassamento di ph crea le premesse per la corrosione delle barre di armatura purché in prossimità dell interfaccia acciaio-calcestruzzo ci sia sufficiente ossigeno e acqua per alimentare il processo.

59 STRUTTURA IDRAULICA PERMANENTEMENTE IMMERSA O INTERRATA STRUTTURA AEREA PROTETTA DALL AZIONE DELL ACQUA PIOVANA E/O SI TROVA IN UN AMBIENTE CON U.R.<70% NESSUNA CORROSIONE ELEMENTI STRUTTURALI INTERESSATI DAL RUSCELLAMENTO DI ACQUA ELEMENTI STRUTTURALI DIRETTAMENTE ESPOSTI ALL AZIONE DELL ACQUA PIOVANA INNESCO CORROSIONE

60 COPRIFERRO c min,dur-co2 L espressione che correla lo spessore del copriferro c min,dur-co2 di strutture esposte al rischio di corrosione per effetto dell anidride carbonica con la vita nominale t* è data da:

61 COPRIFERRO c min,dur-co2 c min,dur-co2 (mm) = copriferro minimo per la durabilità di strutture esposte all anidride carbonica; t* (anni) = vita nominale della struttura; K corrco2 (mm/anni 1/2 )= costante di diffusione della CO 2 corretta in base al rischio di corrosione;

62 K corrco2 Costante K corrco2 Velocità di ingresso della CO 2 nel calcestruzzo Rischio di corrosione delle barre connesso con la presenza di acqua e di ossigeno

63 VELOCITÁ DIFFUSIONE ANIDRIDE CARBONICA Velocità di ingresso della CO 2 nel calcestruzzo STRUTTURE ALL INTERNO STRUTTURE ALL ESTERNO

64 RISCHIO DI CORROSIONE Rischio di corrosione delle barre connesso con la presenza di acqua e di ossigeno NULLO STRUTTURE ALL INTERNO ELEVATISSIMO STRUTTURE ALL ESTERNO elevata resistività derivante dal copriferro asciutto

65 K corrco2 Costante K corrco2 STRUTTURE ALL INTERNO O STRUTTURE ALL ESTERNO

66 K corrco2 / K CO2 K corrco2 K CO2 Costante di diffusione della CO 2 corretta in base al rischio di corrosione Costante di diffusione della CO 2 Velocità di ingresso della CO 2 nel calcestruzzo Velocità di ingresso della CO 2 nel calcestruzzo Rischio di corrosione delle barre connesso con la presenza di acqua e di ossigeno

67 K corrco2 L introduzione di questo coefficiente K corrco2, in luogo della semplice costante di diffusione della CO 2 si rende necessaria per evitare: SOVRASTIMA DEL COPRIFERRO elementi interni poco esposti al rischio di corrosione (ma fortemente carbonatati); SOTTOSTIMA DEL COPRIFERRO strutture esterne fortemente esposte al rischio di corrosione, ma poco carbonatate.

68 Valori della costante K corrco2 per calcestruzzi (maturati a umido per 7 gg) con diverse resistenze meccaniche a compressione esposti in ambienti interni ed esterni R ck (N/mm 2 ) Kcorr CO2 (mm/anni 1/2 ) Esterne protette o meno dalla pioggia XC3-XC4 Kcorr CO2 (mm/anni 1/2 ) Interne o interrate o permanentemente immerse XC1-XC

69 VELOCITÀ AVANZAMENTO CO 2 Velocità di ingresso della CO 2 nel calcestruzzo Tempo di maturazione umida del getto Resistenza caratteristica del calcestruzzo

70 Coefficienti di correzione della costante K corrco2 in funzione della R ck e della durata della stagionatura umida dell impasto. Maturazione umida 1 g 3gg 7gg 28 gg R ck

71 CALCOLO DI cmin,durco2 NOTA LA VITA NOMINALE ASSEGNATA ALLA STRUTTURA (t* - anni) È POSSIBILE CALCOLARE IL VALORE DI c min,dur-co2 NECESSARIO A PRESERVARE LA STRUTTURA DALL ATTACCO DELL ANIDRIDE CARBONICA E, QUINDI, DALLA CORROSIONE DEI FERRI DI ARMATURA.

72 ESEMPIO CALCOLO DEL COPRIFERRO MINIMO PER DURABILITÁ DI SOLETTA DI COPERTURA IN CALCESTRUZZO ARMATO DI UNA PENSILINA SITUATA IN UNA CITTA DAL CLIMA CONTINENTALE TEMPERATO (BERGAMO). VITA NOMINALE 100 ANNI MATURAZIONE A UMIDO PER 1gg

74 COPRIFERRO c min,dur-co2 c min,dur-co2 (mm) = copriferro minimo per la durabilità di strutture esposte all anidride carbonica; t* (anni) = 100; K corrco2 (mm/anni 1/2 )= costante di diffusione della CO 2 corretta in base al rischio di corrosione;

75 Valori della costante K corrco2 per calcestruzzi (maturati a umido per 7 gg) con diverse resistenze meccaniche a compressione esposti in ambienti interni ed esterni R ck (N/mm 2 ) Kcorr CO2 (mm/anni 1/2 ) Esterne protette o meno dalla pioggia XC3-XC4 Kcorr CO2 (mm/anni 1/2 ) Interne o interrate o permanentemente immerse XC1-XC

76 Coefficienti di correzione della costante K corrco2 in funzione della R ck e della durata della stagionatura umida dell impasto. Maturazione umida 1 g 3gg 7gg 28 gg R ck

77 t* (anni) = 100; COPRIFERRO c min,dur-co2 K corrco2 (mm/anni 1/2 )=

79 VALORE OTTENUTO DA TABELLE EC2 ELEMENTO ESTERNO S6 - (100 anni) XC4 R ck,dur 40 N/mm ANNI S4 S6 C min,dur = 30 mm 40 mm

80 COPRIFERRO MINIMO c min,dur DURABILITÁ (100 anni) EUROCODICE 2 (Tabelle 5 6) LEGGI DI DIFFUSIONE ANIDRIDE CARBONICA CO 2 C min,dur = 40 mm c min,dur = 40 mm

81 LEGGE DI DIFFUSIONE CLORURO La corrosione promossa dal cloruro rappresenta una delle principali e più diffuse cause di dissesto delle strutture in calcestruzzo armato, come è testimoniato dalle numerose segnalazioni di cui abbonda la letteratura tecnica e scientifica mondiale.

82 Contenuto massimo di cloruri nel calcestruzzo aggiunti tramite gli ingredienti. Calcestruzzo per : Classe di contenuto in cloruri Percentuale max di cloruri rispetto alla massa del cemento e delle aggiunte di tipo II Strutture non armate Cl % Strutture in c.a. Cl % Strutture in c.a. Cl % Strutture in c.a.p. Cl % Strutture in c.a.p. Cl %

83 LEGGE DI DIFFUSIONE CLORURO L espressione che correla lo spessore del copriferro di strutture esposte al rischio di corrosione da cloruri c min,dur-cl con la vita nominale t* è data da:

84 LEGGE DI DIFFUSIONE CLORURO c min,dur-cl (mm) = copriferro minimo per la durabilità di strutture esposte all azione dei cloruri; t* (anni) = vita nominale della struttura; D app (m 2 /s)= coefficiente di diffusione apparente del cloruro nel calcestruzzo; dx (mm) = strato di convenzione.

85 D app Coefficiente di diffusione apparente D app Resistenza caratteristica del calcestruzzo Tipo di cemento

86 Coefficiente di diffusione apparente del cloruro in calcestruzzi confezionati con cemento Portland di tipo I C(x/y) D app (m 2 /s) C16/ C20/ C25/ C28/35 C30/ C32/ C35/ C40/

87 Coefficiente di correzione di D app per calcestruzzi confezionati con cementi diversi dal tipo I Tipi di Cemento I II -L II- V II- S II- T IV/ A III/ A III/ B V/ A V/ B I- ARS Coeffic. correttivo

88 STRATO DI CONVENZIONE dx Resistenza caratteristica del calcestruzzo

89 Spessore dello strato di convezione in funzione della resistenza caratteristica del conglomerato misurata su provini cubici R ck dx (mm)

90 CALCOLO DI cmin,durco2 NOTA LA VITA NOMINALE ASSEGNATA ALLA STRUTTURA (t* - anni) È POSSIBILE CALCOLARE IL VALORE DI c min,dur-cl NECESSARIO A PRESERVARE LA STRUTTURA DALL ATTACCO DEI CLORURI E QUINDI DALLA CORROSIONE DEI FERRI DI ARMATURA.

91 ESEMPIO CALCOLO DEL COPRIFERRO MINIMO PER DURABILITÁ DI SOLETTA DI COPERTURA IN CALCESTRUZZO ARMATO DI UNA PENSILINA SITUATA IN UNA CITTA MARINA DAL CLIMA CONTINENTALE TEMPERATO (GENOVA). VITA NOMINALE 100 ANNI MATURAZIONE A UMIDO PER 1gg CEM III-B 42.5R

93 CLASSE XS DEGRADO DA CLORURI MARINI CLASSE DI ESPOSIZIONE DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E DELL AMBIENTE (a/c) max C(x/y) min (Kg/m 3 ) c min XS1 XS2 Strutture esposte alla salsedine marina ma non in contatto con l acqua di mare Strutture totalmente immerse 0.50 C32/ C35/ XS3 Strutture esposte agli spruzzi, alle maree e alle onde C35/45 360

94 COPRIFERRO MINIMO c min,dur DURABILITÁ (100 anni) LEGGI DI DIFFUSIONE EUROCODICE 2 (Tabelle 5 6) ANIDRIDE CARBONICA CO 2 CLORURI Cl - c min,dur

97 ESEMPIO ELEMENTO ESTERNO IN AMBIENTE MARINO S6 - (100 anni) XC4 XS1 R ck,dur 40 N/mm ANNI S4 S6 C min,dur(xc4) = 30 mm 40 mm C min,dur(xs1) = 35 mm 45 mm C min,dur = 45 mm

98 t* (anni) = 100; COPRIFERRO c min,dur-co2 K corrco2 (mm/anni 1/2 )=

99 LEGGE DI DIFFUSIONE CLORURO c min,dur-cl (mm) = copriferro minimo per la durabilità di strutture esposte all azione dei cloruri; t* (anni) = 100; D app (m 2 /s)= coefficiente di diffusione apparente del cloruro nel calcestruzzo; dx (mm) = strato di convenzione.

100 Coefficiente di diffusione apparente del cloruro in calcestruzzi confezionati con cemento Portland di tipo I C(x/y) D app (m 2 /s) C16/ C20/ C25/ C28/35 C30/ C32/ C35/ C40/

101 Coefficiente di correzione di D app per calcestruzzi confezionati con cementi diversi dal tipo I Tipi di Cemento I II -L II- V II- S II- T IV/ A III/ A III/ B V/ A V/ B I- ARS Coeffic. correttivo

102 Spessore dello strato di convezione in funzione della resistenza caratteristica del conglomerato misurata su provini cubici R ck dx (mm)

103 COPRIFERRO c min,dur-cl t* (anni) = 100; D app (m 2 /s)= dx (mm) = 5

104 COPRIFERRO MINIMO c min,dur DURABILITÁ (100 anni) EUROCODICE 2 (Tabelle 5 6) C min,dur = 40 mm ANIDRIDE CARBONICA CO 2 CLORURI Cl - c min,dur = 45 mm

105 COPRIFERRO NOMINALE c NOM = c MIN + c DEV c NOM = = 55 mm