Nel parlare di degrado calcestruzzo, la progettazione e la messa in opera del calcestruzzo rivestono un’importanza fondamentale nel processo che porta alla realizzazione dell’opera.
Di seguito verranno approfonditi alcuni dei principali problemi che possono sorgere a valle di una progettazione o di una posa che non rispetta i criteri dettati dalla normativa e dalla “regola dell’arte”, al fine di fornire al lettore una visione d’insieme delle cause che possono concorrere alla riduzione delle capacità di resistenza o di durabilità di un elemento o di una struttura in calcestruzzo armato nel suo complesso, con l’obiettivo di fornire le conoscenze di base per la gestione del manufatto.
Degrado calcestruzzo. Le condizioni ambientali
Seguendo l’ordine logico tipico del processo edilizio, le problematiche che si possono presentare sono diverse e possono essere dovute a fenomeni di varia natura. Innanzitutto riveste fondamentale importanza il luogo scelto per l’edificazione. Le condizioni ambientali hanno una notevole influenza sulla durabilità del calcestruzzo e la variabilità è molto ampia.
Temperatura, umidità dell’aria, presenza di sali disciolti (vicinanza al mare) e altri diversi parametri possono condizionare il comportamento, nel tempo, del materiale e la difficoltà nella sua conservazione. Se tuttavia non è ovviamente possibile scegliere il luogo di costruzione in funzione dell’aggressività dell’ambiente, è molto importante conoscere le caratteristiche e le peculiarità ambientali per poter prendere le necessarie precauzioni e scegliere le caratteristiche della miscela sulla base della situazione cui verrà esposta.
Degrado calcestruzzo. Mix design e qualità
La progettazione della struttura, nell’ottica dell’ottenimento dell’adeguata durabilità, dovrà concentrarsi soprattutto sulla scelta dell’adeguato mix design, con particolare riferimento, come detto, al rapporto acqua/cemento, e sulla scelta dell’adeguato copriferro, che rappresenta la distanza tra la barra di armatura più esposta e la superficie esterna del calcestruzzo.
Spessori per la realizzazione di adeguato copriferro ©Controllo e monitoraggio strutturale degli edifici_Maggioli Editore
La scelta della migliore proporzione tra i vari ingredienti e, in particolare, dell’idoneo rapporto acqua/cemento influisce indirettamente sulla vulnerabilità dell’elemento strutturale. Infatti le dosi con cui viene confezionata la miscela cementizia hanno forti ripercussioni sulla resistenza e sulla lavorabilità del calcestruzzo. La capacità di resistere agli agenti aggressivi è per buona parte legata alla permeabilità del materiale cementizio che, se eccessivamente alta, consente alle sostanze esterne di penetrare al suo interno andando ad intaccare i tondini di armatura.
A sua volta il grado di permeabilità raggiunto dal calcestruzzo in opera è fortemente dipendente dalle modalità di posa. Queste devono seguire una serie di regole pratiche e di step operativi che consentano di ottenere un impasto omogeneo, con gli inerti distribuiti uniformemente nel volume e senza che possano rimanere bolle d’aria intrappolate al suo interno, eventualità che comporterebbe una drastica diminuzione della resistenza, oltre che della durabilità.
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Degrado calcestruzzo. Eccessiva permeabilità
Dal momento che l’eccessiva permeabilità è il primo motivo di indebolimento del calcestruzzo e considerato che questa è, per buona parte, dipendente dalle modalità di posa in opera, è chiaro come il rapporto acqua/cemento, influente sulla lavorabilità e sulla facilità di posa in opera, influisca indirettamente anche sulla capacità finale del manufatto di resistere agli agenti ambientali aggressivi.
È quindi importante evidenziare come, oltre alle caratteristiche intrinseche della miscela, per ottenere un risultato finale con il minor numero possibile di difetti sia molto importante l’operato delle maestranze che si occupano della posa in opera del calcestruzzo. In questo senso si esaurisce il compito del progettista, che ha l’onere di porre chi di dovere nelle condizioni di poter posare adeguatamente la miscela, e si inseriscono figure come, ad esempio, quella del direttore dei lavori, che dovrà vigilare sull’operato delle imprese affinché vengano seguiti tutti i crismi necessari a garantire un prodotto finale di qualità.
Degrado calcestruzzo. Posa in opera scorretta
Le conseguenze di modalità di posa in opera non corrette sono solitamente rappresentate dalla presenza di nidi di ghiaia (zone di miscela in cui si addensano gli inerti con miscela cementizia insufficiente a garantirne l’adeguata compattezza), di vuoti d’aria all’interno della miscela (zone in cui il materiale non riesce a riempire i vuoti, spesso correlato ad un fitto reticolo di armature e di una mancante o non idonea vibratura del calcestruzzo) e di fenomeni come quello della segregazione (vera e propria separazione degli inerti dal componente legante, conseguenza spesso legata al getto del calcestruzzo da altezza considerevole o che preveda urti contro le pareti delle casseforme, Figura 3.5).
Le precauzioni che vengono solitamente adottate in questo senso prevedono innanzitutto la formazione delle maestranze impiegate circa le idonee modalità di getto. In secondo luogo, possono essere utilizzate operazioni come la vibratura, procedimento che prevede l’inserimento nel calcestruzzo ancora fresco di uno strumento metallico vibrante che smuove la miscela garantendone il riempimento di tutte le cavità rimaste.
Segregazione del calcestruzzo per errata compattazione e/o vibratura in fase di getto ©Controllo e monitoraggio strutturale degli edifici_Maggioli Editore
Infine, il mix design del conglomerato può prevedere l’aggiunta di additivi fluidificanti o addensanti, atti a rendere maggiormente lavorabile il calcestruzzo senza modificare il rapporto acqua/cemento e quindi senza influire significativamente sulle capacità meccaniche del materiale.
Il testo è di Fabio Manzone.
L’articolo è tratto dal volume:
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È stata pubblicata il 18 aprile 2019 la nuova norma UNI 11747:2019 sulle prove calcestruzzo indurito. Nel dettaglio all’interno del testo dal titolo: “Prove sul calcestruzzo indurito – Determinazione della profondità di penetrazione degli ioni cloruro”, vengono indicate le modalità per il rilievo della profondità di penetrazione degli ioni cloruro liberi in un provino di calcestruzzo.
Il metodo può essere applicato su provini prodotti in laboratorio o prelevati in situ.
Viene precisato dall’Ente che le disposizioni non possono essere applicate ai calcestruzzi trattati in superficie (per esempio con silani) e che il metodo descritto non è alternativo a quello descritto nella UNI EN 12390-11.
Prove calcestruzzo indurito. Quale supporto fornisce la UNI 11747:2019?
Il calcestruzzo è un materiale soggetto al degrado che si manifesta per effetto della carbonatazione o dell’azione dei cloruri. Con l’anidride carbonica ed i cloruri, il film protettivo presente sulle barre di armatura si distrugge completamente o localmente.
Difatti, come specificato nella premessa della UNI 11747:2019, nel calcestruzzo le armature di acciaio sono protette contro la corrosione per effetto dell’elevata alcalinità della soluzione nei pori (pH> 13); in tali condizioni si forma un sottile film di ossidi di ferro (strato di passivazione) che è in grado di inibire il processo di corrosione.
L’innesco della corrosione può tuttavia avere luogo se lo strato di passivazione è danneggiato. Ciò accade quando, a causa della carbonatazione, il pH nel calcestruzzo è ridotto oltre un valore limite, oppure quando la concentrazione di ioni cloruro supera un valore critico (Ccrit) alla superficie delle barre di armatura.
In molti casi, quali per esempio le strutture esposte in ambienti marini (per esempio strutture sommerse o zone esposte a maree) la corrosione può essere considerata come un processo sostanzialmente indotto dagli ioni cloruro. In quest’ultimo caso, la conoscenza della profondità di penetrazione degli ioni cloruro (liberi) nel copriferro può risultare utile ai fini della valutazione del rischio di innesco della corrosione delle armature.
L’azione dell’anidride carbonica, distrugge completamente il film protettivo delle barre provocando corrosione diffusa, mentre l’azione dei cloruri generalmente causa una corrosione localizzata, tuttavia le due tipologie spesso si manifestano in combinazione per via delle complesse condizioni di esposizione ambientale.
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Quali sono i riferimenti normativi riportati all’interno dell’UNI 11747:2019?
La UNI 11747:2019, sulle prove calcestruzzo indurito rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni.
Tali riferimenti sono menzionati nel testo supervisionato dalle commissioni “Cemento, malte, calcestruzzi e cemento armato” e “Metodi di prova del calcestruzzo”. Per quanta riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotto nella presente norma come aggiornamento o revisione.
Per i riferimenti non datati vale l’ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento (compresi gli aggiornamenti).
- UNI EN 206:2016 Calcestruzzo – Specificazione, prestazione, produzione e conformità;
- UNI EN 12390-2 Prove sul calcestruzzo indurito – Parte 2: Confezione e stagionatura dei provini per prove di resistenza;
- UNI EN 12390-6 Prove sul calcestruzzo indurito – Parte 6: Resistenza a trazione indiretta dei provini;
- UNI EN 12390-11 Prove sul calcestruzzo indurito – Parte 11: Determinazione della resistenza ai cloruri del calcestruzzo, diffusione unidirezionale;
- UNI EN 12504-1 Prove sul calcestruzzo nelle strutture – Parte 1: Carote – Prelievo, esame e prova di compressione.
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Si ritorna a parlare di monitoraggio opere e dello stato di conservazione e manutenzione delle infrastrutture, con la notizia della sospensione del traffico lungo il viadotto Puleto dell’E45.
La strada statale 3bis Tiberina, nella zona di Valsavignone, provincia di Arezzo, è stata chiusa in data 16 gennaio 2018, a seguito del sequestro preventivo disposto dal procuratore Roberto Rossi.
L’inchiesta è partita con il cedimento avvenuto nel febbraio del 2018, di una porzione dell’infrastruttura e a seguito di segnalazioni, sullo stato di degrado del pilone in cemento armato.
Le problematiche, fa sapere l’ANAS (Gruppo Fs Italiane) che gestisce il tratto di cui fa parte il viadotto a cinque campate per 200 metri totali, interessano: il sistema di appoggio, nei giunti e nei cordoli laterali, il degrado superficiale sulle pile e le spalle, con scopertura in alcune zone del copriferro e l’ossidazione dei ferri di armatura.
La richiesta del procuratore capo di Arezzo, è stata espressa in seguito alle valutazioni dello stato di corrosione in cui versa uno dei piloni del Puleto, dagli ingegneri Fabio Canè e Antonio Turco, facenti parte della commissione tecnica. Sono stati inoltre evidenziati dai tecnici, possibili rischi sulla tenuta correlati ad un eventuale sovraccarico di traffico pesante.
Tuttavia, ANAS rassicura che le condizioni, non pregiudicano la transitabilità del viadotto e precisa con una nota: “ tale opera era sotto monitoraggio da tempo da parte dei suoi tecnici e che le indagini e gli studi effettuati sull’opera e le ispezioni eseguite periodicamente, in relazione ai quali non sono state rilevate criticità di natura strutturale, saranno forniti alla Procura di Arezzo, al fine di valutare una possibile riapertura dell’opera, eventualmente con limitazioni al traffico.”
Degrado pilone E45, assenza di copriferro ©ANSA
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Monitoraggio opere. Sentinel dallo spazio alle infrastrutture
L’utilizzo di sistemi tecnologici per la gestione di tali problematiche, è solo agli esordi. Progetti pilota sono in atto per testare la risposta tecnologica alla domanda di monitoraggio opere in tempo reale.
SENTINEL è il nome assegnato al programma attuato dall’ESA (European Space Agency) e finalizzato al monitoraggio terrestre, atmosferico e oceanico della Terra con lo scopo di raccogliere i dati utili allo studio del pianeta e molteplici applicazioni.
SENTINEL (Sistema di pEsatura diNamica inTelligente per la gestioNE deL traffico pesante) è anche il nome assegnato al progetto sperimentale, partito nel dicembre 2018 che coinvolge ENEA, ANAS, Takius Srl e Consorzio TRAIN e finanziato dal MIUR con il PON Ricerca e Innovazione 2014-2020. L’omonìmia con il programma spaziale è un caso, tuttavia i programmi hanno in comune l’obiettivo del monitoraggio.
Per limitare i rischi legati al sovraccarico di traffico pesante, come quelli evidenziati per il viadotto dell’E45, sensori hi tech sono stati istallati sull’autostrada A2 Salerno-Reggio Calabria, per controllare l’impatto del traffico pesante sui ponti ed identificare in tempo reale l’eventuale sovraccarico, quindi raccogliere informazioni utili per la corretta esecuzione della manutenzione di ponti, viadotti, tratti stradali ed elementi strutturali.
Piero De Fazio, ricercatore del Dipartimento Tecnologie energetiche dell’ENEA, sul funzionamento del sistema, ha dichiarato: “L’aspetto più innovativo consiste nell’abbinare la ‘pesatura dinamica’ dei TIR con modelli predittivi basati su traffico e condizione di carico, ma anche su fattori quali altimetria e condizioni meteo, con strategie di sicurezza come lo smistamento su viabilità alternativa o il fermo in area/tratta di accumulo”.
ANAS, controlla periodicamente il passaggio di circa 30 mila trasporti eccezionali mediante sistema informatizzato che prevede l’uso di App con geolocalizzazione che consente il monitoraggio dei trasporti eccezionali da parte delle Sale Operative. L’individuazione dei tratti interessati dai transiti eccezionali, combinato a SENTINEL, può aiutare ulteriormente sul controllo dei mezzi pesanti.
Non solo infrastrutture. Sensori hi tech anche per il monitoraggio opere storiche
L’applicazione della tecnologia sul monitoraggio, non si limita alle infrastrutture. Difatti oltre SENTINEL, il programma ADAMO (Analisi, DiagnosticA e MOnitoraggio) prevede l’istallazione di sensori hi tech e l’utilizzo di tecnologia come la fluorescenza indotta da laser nell’ultravioletto e la spettroscopia Raman per il controllo dello stato di conservazione ed il restauro delle aree di interesse storico-culturale.
Il progetto coordinato dall’ENEA e finanziato dal Distretto Tecnologico per i beni e le attività Culturali (DTC) della Regione Lazio, coinvolge CNR, INFN, le tre università pubbliche di Roma “La Sapienza”, Tor Vergata e Roma 3 e quella della Tuscia, è attualmente eseguito su sei siti storici all’interno della città metropolitana di Roma.
La fluorescenza a raggi X, le indagini mediante radiazione nell’infrarosso e nel THz per analizzare l’opera al di sotto della sua superficie, sono solo alcune delle tecnologie, che consentono di valutare gli effetti prodotti sulla struttura a seguito di eventi come terremoti e condizioni meteoriche, quindi di ottenere informazioni sui materiali utilizzati, sullo stato di conservazione e storia dell’opera, in tempi brevi e senza rischi.
Alcuni dei presupposti normativi dell’attività di monitoraggio delle opere pubbliche risiedono nell’articolo 29, c. 4-bis del d.lgs. 50/2016 e nel d.lgs. 229/2011. In ogni caso l’applicazione delle procedure di monitoraggio è finalizzata principalmente:
– alla verifica dello stato di attuazione delle opere;
– al controllo dei tempi di utilizzo dei finanziamenti.
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È previsto per il 30 novembre 2018, a Verona, il secondo Convegno Nazionale sulla Patologia Edilizia. Un interessante incontro che consentirà di formare il professionista e di apprendere la teoria e le tecniche di intervento nella disciplina della patologia edilizia, sulle costruzioni esistenti.
La parola patologia è sempre più adottata in edilizia ed identifica una materia che si occupa di studiare ed analizzare i fattori che causano il degrado degli elementi architettonici e strutturali dei manufatti.
I fattori di disturbo, agenti di attivazione del difetto ed errori od omissioni nelle fasi di progettazione, costruzione e gestione, causano i difetti che determinano le anomalie ed il degrado degli elementi edilizi che possono essere compromessi economicamente e funzionalmente, a volte, anche in maniera irreversibile.
Il secondo Convegno Nazionale sulla Patologia Edilizia, permetterà di approfondire ed esaminare questi aspetti applicati a casi reali.
Si parlerà di cemento armato al secondo convegno nazionale sulla patologia edilizia
Tra gli interventi previsti nel corso della giornata, ci saranno quelli dedicati a: “Il Degrado delle Strutture in Calcestruzzo Armato_ Parte 1 e 2” tenuti dallo strutturista ed esperto in degrado dei materiali, Matteo Felitti del Dipartimento di strutture per l’Ingegneria e l’Architettura Università degli Studi di Napoli e dalla strutturista ed esperta in diagnostica strutturale, Lucia Rosaria Mecca, direttrice tecnica di Geomonitor Srl.
Gli interventi dei due esperti toccheranno l’ambito della Building Pathology applicata al materiale ed alle strutture in calcestruzzo armato soggetto a vari tipi di degrado. Difatti, sono molti i segnali – sintomi – riconducibili al degrado delle strutture – malattie – ed è fondamentale individuare nel corso di un sopralluogo preliminare le probabili cause di un degrado. Tale attività richiede cognizioni di tecnologia dei materiali da costruzione, di chimica applicata ai materiali e conoscenza del comportamento statico e dinamico delle strutture.
Il Degrado delle Strutture in Calcestruzzo Armato – Parte 1
La prima parte della relazione, tenuta da Matteo Felitti, sul degrado delle strutture in calcestruzzo armato illustrerà i meccanismi chimico-fisici che sono alla base del degrado della pasta cementizia e della corrosione delle barre di armatura.
In particolare, verrà discusso il processo elettrochimico che porta inevitabilmente alla corrosione delle barre di armatura, distinguendo la corrosione diffusa – per effetto dell’anidride carbonica – dalla corrosione localizzata (pitting) – per azione dei cloruri provenienti dall’acqua di mare o dai sali disgelanti.
Leggi I danni da cloruri. Degrado e corrosione delle strutture in cemento armato
Inoltre, il relatore affronterà il tema della tensocorrosione o corrosione sotto sforzo (stress corrosion cracking), che avviene in un metallo sotto l’azione combinata di sollecitazioni meccaniche in ambiente corrosivo, offrendo il commento di un caso di collasso strutturale che mostrerà come il degrado localizzato possa avere effetti dannosi sulle prestazioni statiche e dinamiche globali delle strutture.
Saranno poi trattate le principali reazioni chimiche relative all’attacco dello ione solfato sulla pasta cementizia, nonché il tema delle fessurazioni di “tipo secondario” dovute essenzialmente a problematiche tecnologiche come i fenomeni lenti tra cui il ritiro idraulico.
Conclusivamente, un cenno ai fenomeni “combinati” – sollecitazioni dinamiche, ritiro e corrosione delle armature – che determinano l’ammaloramento delle strutture, sottolineerà la necessità di eseguire una diagnosi del degrado attraverso un approccio “olistico” al problema che superi il particolarismo specialistico del singolo tecnico in favore di una visione complessiva che deve necessariamente coinvolgere gli esperti dei vari campi dell’ingegneria civile.
Il Degrado delle Strutture in Calcestruzzo Armato – Parte 2
Durante la seconda parte della relazione sul degrado del calcestruzzo armato, Lucia Rosaria Mecca, affronterà le problematiche della fessurazione. Con evidenza sulle differenze tra le fessure di “tipo secondario”, indotte da alterazioni chimico fisiche e fessure di “tipo primario”, generate esclusivamente da un meccanismo di azione.
L’appartenenza all’uno o all’altro raggruppamento, oltre ad orientare la diagnosi del dissesto strutturale, pone importanti indicazioni sulle tempistiche di ripristino e sulla gravità del fenomeno in atto. Verranno mostrate, raggruppandole per tipologia, le varie famiglie di fessure formatesi per meccanismi in “purezza” e come, attraverso le loro principali caratteristiche, è possibile distinguerle e catalogarle.
La morfologia delle fessure, il posizionamento e l’orientamento sull’elemento solido, il controllo della loro evoluzione nel tempo (grazie anche all’impiego delle più recenti tecniche di monitoraggio strutturale) consentono di risalire alla causa che le genera. Tramite l’illustrazione di due casi pratici viene mostrato come un corretto metodo di rilievo e di montaggio del quadro fessurativo faciliti la diagnosi permettendo di comprendere in che modo la struttura sia realmente entrata in funzione realizzando schemi statici che alle volte possono rilevarsi differenti da quelli ipotizzati nella fase di costruzione.
Quali saranno le tematiche del convegno?
Durante la giornata, si terranno incontri che verteranno su diverse tematiche, tuttavia legati da uno stesso filo conduttore quale la patologia edilizia. Ad essere presenti saranno esperti in materia che esporranno casistiche ed approfondimenti circa strumenti e metodi per l’analisi e il controllo delle problematiche connesse all’invecchiamento patologico.
Si parlerà anche di alterazione dei materiali, base dello studio della disciplina della patologia edilizia, che in stati avanzati causa la perdita delle prestazioni meccaniche degli stessi. Sarà oggetto di riflessione, inoltre, la ricognizione delle anomalie e dei difetti sui materiali, alla quale segue, in funzione delle tecniche di realizzazione dell’edificio e delle prestazioni strutturali attese, la redazione del piano di indagine e secondo i risultati ottenuti, l’emissione della diagnosi. Sulla base di quest’ultima si sceglieranno le più opportune tecniche di intervento per il recupero dell’opera.
Gli interventi sono organizzati in due moduli: teoria delle costruzioni esistenti degradate ed applicazione e risoluzione problemi sulle costruzioni esistenti.
MODULO 1: TEORIA DELLE COSTRUZIONI ESISTENTI DEGRADATE
Interventi di recupero strutturale su ponti a travata di forte luce_Relatore: Lucio DELLA SALA, Università della Basilicata
Il caso studio di un crollo strutturale_Relatore: Francesco MAROTTI DE SCIARRA, Università degli Studi di Napoli Federico II
Il Degrado delle Strutture in Calcestruzzo Armato – Parte 1 _Relatore: Matteo FELITTI , strutturista ed esperto in degrado dei materiali
Il Degrado delle Strutture in Calcestruzzo Armato – Parte 2_Relatore: Lucia Rosaria MECCA, direttore tecnico Geomonitor Srl
Le impermeabilizzazioni in edilizia _Relatore: Marco ARGIOLAS, tecnico esperto in danni e difetti nelle costruzioni
Diagnostica delle Infiltrazioni negli Edifici _Relatore: Francesco UCINI – tecnico specializzato in diagnostica non invasiva in edilizia
Progettazione ed Esecuzione di Dettagli e Sistemi Impermeabili in Edilizia _Relatore: Arcangelo GUASTAFIERRO, progettista di sistemi termo-Impermeabili
La Patologia Edilizia in UK _Relatore: Veronica FIORE, building control surveyor Londra
Tecniche innovative di demolizione – un caso di studio _Presentazione video a cura di Lucio DELLA SALA
MODULO 2: PRATICHE APPLICAZIONI E RISOLUZIONE PROBLEMI SULLE COSTRUZIONI ESISTENTI
Il monitoraggio dinamico di strutture civili: principali scopi ed applicazioni _Relatore: Francesco CLEMENTI, Università Politecnica delle Marche, Ancona
Le Normative relative alla Durabilità del Calcestruzzo _Relatore: Roberto CUCITORE, Italcementi Spa
Il rinforzo delle strutture in c.a esistenti _Relatore: Antonino MONTALBANO, Sika ITALIA
La protezione degli impalcati stradale con sistemi bituminosi _Relatore: Roberto GRASSO, Index Spa
La durabilità delle impermeabilizzazioni a protezione delle strutture edili _Relatore: Riccardo VILLANI, Index Spa
Il consolidamento e miglioramento sismico dei terreni e delle fondazioni: i metodi GEOSEC a supporto della progettazione _Relatore: Anna ALBERTINI, Geosec Srl
Sistema THERMISTORE per il trattamento delle murature umide di pregio _Relatore: Marco ARGIOLAS, Inventaria Srl
La partecipazione al secondo Convegno Nazionale sulla Patologia Edilizia, prevede il rilascio di 3 CFP per gli ingegneri di tutta Italia e richiede l’iscrizione on-line attraverso l’Ordine degli Ingegneri di Verona. Per gli atri partecipanti, l’iscrizione dovrà essere effettuata attraverso l’invio di una mail all’indirizzo info@patologiaedilizia.it , scrivendo nell’oggetto: Convegno.
Consulta il programma dettagliato per maggiori informazioni
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Il degrado delle murature è motivo di interventi mirati al recupero delle costruzioni esistenti. Infatti l’elevata incidenza degli edifici in muratura su tutto il territorio nazionale (circa il 57%) è evidentemente in diretto rapporto con la distribuzione in relazione all’epoca, di costruzione degli immobili. Molti dei fenomeni di degrado dei materiali edilizi sono legati al loro tempo di vita utile, dunque a normali processi di invecchiamento, aggravati dalla carenza di manutenzione.
Tutti i materiali impiegati in edilizia sono soggetti a fenomeni di deterioramento e decadimento, inteso come perdita di qualità, in maniera diversificata in relazione alle loro specifiche caratteristiche tecniche e per effetto delle interazioni dei materiali con gli agenti che caratterizzano l’ambiente esterno in cui si trovano.
Nell’ambito del panorama italiano, le tipologie di murature sono estremamente frammentate, con peculiarità locali, legate a molteplici fattori: disponibilità di materiali diversi per l’approvvigionamento, differenze nella prassi locale (le codifiche di cui si tratterà non sempre risultavano essere la regola generale), disponibilità economica del proprietario e quindi importanza dell’opera, evoluzione della costruzione ed eventuali ricostruzioni a seguito di eventi catastrofali, bellici ecc. In sostanza, il termine “murature” in Italia identifica un’ampia famiglia.
Fig.1- Catalogazione delle tipologie murarie in relazione alla tipologia di blocchi
Per un risanamento a lungo termine degli edifici storici, sarebbe opportuno adoperare materiali aventi caratteristiche il più possibile simili a quelle degli originari; da qui, l’importanza di un esame conoscitivo preventivo.
Invece, se non conseguente a vetustà, il degrado può assumere caratteristiche patologiche, ad esempio, quando nasce da situazioni generate da errori di progettazione o di esecuzione, che accelerano le normali dinamiche di degrado, mettendo in discussione la salubrità e la qualità abitativa degli edifici.
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Indagine patologica per riconoscere il degrado della muratura
Nonostante l’enorme importanza rivestita dalla patologia edilizia spesso vi è scarso interesse nell’investire in operazioni di indagine patologica o di analisi sui materiali; l’attività è, purtroppo, spesso sottovalutata. Una diagnosi errata della patologia, non solo non rimuove la causa del male, ma porta ad un peggioramento dello stato di salute dell’organismo malato.
Recuperare una struttura o un componente edilizio affetto da un fenomeno di degrado comporta, spesso, l’inserimento di nuovi materiali che ripristinano gli esistenti. Il rischio che si corre è quello di un’incompatibilità, che può essere di tipo chimico, quando le reazioni chimiche necessarie all’adesione della finitura al supporto non possono innescarsi; di tipo fisico-meccanico, quando non vengono adeguatamente considerate le caratteristiche di elasticità e porosità dei materiali. A tal proposito, sovrapponendo agli strati preesistenti, altri più rigidi, possono generarsi fessurazioni superficiali; pertanto, risulta opportuno, applicare materiali aventi moduli elastici, porosità e resistenza meccanica sempre crescenti dal supporto alla finitura esterna.
Le costruzioni in muratura, in quanto costituite da un sistema organizzato di elementi portanti interagenti tra loro, possono diventare sede di fenomeni generalmente denominati come dissesti, che si rendono evidenti ad un osservatore tramite tipiche manifestazioni segnalatrici della presenza di una o più cause perturbatrici che, alterando il regime di equilibrio originario dell’opera a livello locale o anche a livello globale, evidenziano dette situazioni con segni esteriori ricorrenti nell’ambito di tali tipologie strutturali.
Si manifestano in forma di deformazioni quando “le strutture subiscono variazioni permanenti nella loro forma geometrica, cioè quando due punti mutano la loro distanza relativa”, ovvero in presenza di moti rigidi; in quest’ultimo caso le particelle non mutano la loro distanza relativa ma l’intero corpo si atteggia in una configurazione variata rispetto a quella originaria nella quale si trova nuovamente in equilibrio; la manifestazione in forma di lesioni o fessurazioni avviene “quando le strutture subiscono soluzioni di continuità nel materiale murario”; la combinazione delle due, fessurazioni e deformazioni, e un ulteriore manifestazione del dissesto in atto, essendo presenti configurazioni geometriche variate accompagnate da soluzioni di continuità della massa muraria.
Le tipologie di fessurazioni che sono generate dai meccanismi elementari di sollecitazione con riferimento ai solidi prismatici sono rappresentate nella figura 2.
Fig.2 – Meccanismi elementari di deformazione quadro fessurativo
Prove diagnostiche
La problematica del degrado deve essere affrontata mediante opportune indagini diagnostiche, siano esse visive o strumentali, al fine di valutare lo stato di conservazione e le condizioni di funzionamento dei manufatti. La diagnostica deve accertare se un sistema si presenta, nell’insieme o nelle sue parti, soggetto a fenomeni che possano indurre:
– rischio: probabilità del verificarsi di eventi, anche rari, tali da provocare danni più o meno rilevanti;
– patologia: alterazione, inefficienza, guasto anomalo ecc.;
– degrado: decadimento normale e prevedibile di materiali, componenti e manufatti;
– disagio: insufficienti condizioni di comfort o fruibilità;
– obsolescenza: perdita di efficienza funzionale per effetto dell’insorgere di nuove esigenze.
L’esito dell’attività di diagnosi ha lo scopo di segnalare le eventuali carenze prestazionali dell’edificio. Le analisi dei materiali, in base al luogo dove vengono effettuate, possono essere:
Analisi in situ – non distruttive, parzialmente distruttive, distruttive.
Analisi in laboratorio – parzialmente distruttive, distruttive.
Tra le tipologie di indagine in situ non distruttiva possiamo elencare le indagini con tecnologia laser,indagini soniche ed ultrasoniche, termografie, indagini idrologiche, igrometriche, ecc. Tra le tipologie di indagine in laboratorio ricordiamo le indagini petrografiche, chimiche, analisi biologiche e microbiologiche, prove meccaniche ecc. La scelta della strumentazione opportuna, oltre a dipendere dallo specifico caso studio, è legata anche alle risorse disponibili, in termini di tempo e costi di realizzazione, alla qualità dei risultati di output ed alla preparazione tecnica dell’operatore.
Le immagini ed il testo sono tratti da:
Il degrado degli edifici in muratura
Chiara Carlucci - Giulia Raimondi - Nicola Mordà, 2018, Maggioli EditoreIn Italia le costruzioni in muratura incidono in modo preponderante sull’intero patrimonio costruito e una quota importante di questi ha quasi 50 anni; buona parte si trova in stato di abbandono o soffre per l’inadeguatezza di interventi manutentivi, che ne aggravano,...
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