Il degrado e la corrosione negli elementi in c.a. e c.a.p.

La maggior parte delle strutture in c.a. e c.a.p. costituenti il costruito residenziale e la rete stradale italiana, come quella della maggior parte dei Paesi Europei, sono state costruite con limitate conoscenze nei confronti del concetto di durabilità, facendo i conti con un panorama tecnologico in via di evoluzione e con sistemi costruttivi ancora sperimentali. Una delle più dirette conseguenze, oggi riscontrabili, riguarda fenomeni di degrado legato alla corrosione delle armature metalliche di tali strutture. A tal proposito, si evidenzia come le strutture costruite tra la fine degli anni ‘50 e i primi anni ‘60 siano quelle maggiormente coinvolte da queste criticità a causa di una tecnologia sul c.a.p. ancora non del tutto consolidata e un’incontrollata cementificazione derivante dal boom edilizio di quegli anni. Risulta quindi di fondamentale importanza un’accurata previsione del fenomeno corrosivo delle armature metalliche che, senza dubbio, richiede una buona conoscenza del concetto di durabilità, delle proprietà di trasporto del calcestruzzo e la conoscenza della loro variabilità nel tempo.

Il testo si apre con una disamina sul degrado del cls, analizzando i processi chimici che si trovano alla base dei fenomeni corrosivi e passando in rassegna le caratteristiche delle strutture in c.a. e c.a.p. sottolineandone differenze e criticità. Ampio spazio è dedicato rispettivamente alle tipologie e modalità di indagini sui materiali degradati e alle strategie di protezione e prevenzione applicabili fin dalla fase progettuale.

La pubblicazione è un utile strumento di lavoro nella valutazione delle problematiche legate al degrado corrosivo, analisi ed interventi su strutture esistenti e per addentrarsi nel mondo del risanamento strutturale.

La WebApp inclusa riporta le seguenti utilità:

Foglio di calcolo per valutare la riduzione della sezione resistente delle armature, sia per strutture in cemento armato che in cemento armato precompresso, seguendo rispettivamente il modello di corrosione dell’armatura ordinaria che sfrutta la legge di Faraday e quello relativo all’armatura da precompressione con corrosione localizzata per pit.

Banca dati normativa e giurisprudenza consultabile attraverso un motore di ricerca, con aggiornamenti automatici per 365 giorni dall’attivazione della WebApp.

REQUISITI HARDWARE E SOFTWARE

Qualsiasi dispositivo con MS Windows, Mac OS X, Linux, iOS o Android; accesso ad internet e browser web con Javascript attivo; software per la gestione di documenti Office e PDF.

AUTORE

Giovanni Ferrarella, Ingegnere, laureato nel 2016 in Ingegneria dei Sistemi Edilizi, presso l’Università degli Studi di Palermo. Dal 2018 svolge attività di volontariato presso APECI (Associazione di Protezione ed Emergenze Civili Ingegneri Palermo). È appassionato di degrado delle strutture, vulnerabilità sismica e controlli distruttivi e non distruttivi nelle strutture.

INDICE

PREFAZIONE del Prof. Giovanni Minafò

INTRODUZIONE

1. DEGRADO DEL CALCESTRUZZO 
1.1. Composizione generale del calcestruzzo 
1.2. Il degrado del calcestruzzo 
1.2.1. Corrosione delle barre di armatura 
1.2.1.1. La fase di innesco 
1.2.1.2. Corrosione da carbonatazione 
1.2.1.3. Velocità di propagazione 
1.2.2. Corrosione da cloruri 
1.2.3. Attacco solfatico 
1.2.4. Reazione alcali-aggregati 
1.2.4.1. ASR 
1.2.5. Degrado da gelo e disgelo

2. CENNI SUL CEMENTO ARMATO 
2.1. Introduzione al cemento armato e cenni storici 
2.2. Caratteristiche generali del materiale 
2.2.1. Aderenza calcestruzzo – acciaio 
2.2.2. Stati tensionali e comportamento meccanico 
2.3. Comportamento a compressione e prove sul calcestruzzo 
2.4. Comportamento a trazione del calcestruzzo 
2.5. Controlli di accettazione 
2.5.1. Prelievo e prova dei campioni 
2.5.2. Controlli di accettazione 
2.5.2.1. Controllo di tipo A (§ 11.2.5.1, NTC 2018) 
2.5.2.2. Controllo di tipo B (§ 11.2.5.2, NTC 2018) 
2.5.3. Prescrizioni per i controlli di tipo A e di tipo B 
2.5.4. Controllo della resistenza del cls in opera e prove complementari 
2.5.5. Prescrizioni relative al calcestruzzo confezionato con processo industrializzato 
2.6. Cenni sugli acciai 
2.6.1. Controlli di produzione e qualificazione degli acciai

3. CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO 
3.1. Introduzione al cemento armato precompresso 
3.2. Acciai ad alta resistenza per c.a.p. 
3.3. Sistemi di precompressione 
3.4. Pre-tensione 
3.5. Post-tensione 
3.5.1. Precompressione esterna 
3.6. Fasi di realizzazione 
3.6.1. Sistema a fili aderenti – Armatura pre-tesa 
3.6.2. Sistema a cavi scorrevoli – Armatura post-tesa 
3.7. Progetto della precompressione 
3.7.1. La scelta del tracciato dei cavi 
3.8. Trasferimento della precompressione 
3.8.1. Trasferimento della precompressione tramite post-tensione 
3.8.2. Trasferimento della precompressione tramite pre-tensione 
3.9. Effetti della precompressione 
3.9.1. Valutazione tramite carichi equivalenti 
3.10. Perdite e cadute di tensione 
3.11. Stati limite di esercizio 
3.11.1. Stati limite di controllo del livello tensionale 
3.11.2. Stato limite di fessurazione 
3.12. Stati limite ultimi 
3.12.1. Stato limite ultimo per sollecitazioni normali 
3.12.2. Stato limite ultimo per taglio (Eurocodice 2 – Progettazione delle strutture di calcestruzzo) 
3.13. Modalità di rottura fragile 
3.14. Effetti della corrosione sugli acciai da precompressione

4. DIAGNOSI 
4.1. Introduzione 
4.2. Durabilità 
4.3. Diagnosi delle strutture 
4.4. Prove distruttive e non distruttive 
4.4.1. Indagini non distruttive su c.a. e c.a.p. 
4.4.1.1. Impact Echo per la valutazione dello stato di degrado di strutture in c.a.p. 
4.4.1.2. Valutazione del degrado di strutture in c.a.p. a cavi post tesi mediante Georadar 
4.4.2. Indagini distruttive su c.a. e c.a.p. 
4.4.3. Caratterizzazione del livello di degrado e qualità dei materiali 
4.5. Problemi legati alla corrosione nelle armature da precompressione 
4.5.1. Difetti di progettazione di elementi in c.a.p. 
4.5.2. Difetti di costruzione di elementi in c.a.p. 
4.5.3. Difetti di manutenzione di elementi in c.a.p.

5. PREVENZIONE ED INTERVENTI 
5.1. Introduzione 
5.2. Requisiti per il copriferro 
5.3. Interventi 
5.3.1. Rallentamento della fase di innesco 
5.3.2. Influenza del fumo di silice 
5.3.3. Influenza delle ceneri volanti 
5.4. Sistemi di protezione 
5.5. Aspetti e disposizioni generali di progettazione 
5.5.1. Disposizioni per strutture in c.a. 
5.5.2. Disposizioni per strutture in c.a.p. 
5.6. Cemento armato precompresso – sistemi a cavi post-tesi 
5.7. Inibitori di corrosione 
5.8. Trattamenti superficiali 
5.9. Rivestimenti epossidici per acciai da c.a. e c.a.p. 
5.10. Armatura resistente alla corrosione 
5.11. Considerazioni finali

6. INTRODUZIONE AL FOGLIO DI CALCOLO 
6.1. Valutazione della corrosione negli elementi in c.a. e c.a.p. 
6.2. Modello di degrado per l’armatura ordinaria 
6.3. Modello di degrado per l’armatura da precompressione 
6.4. Foglio di calcolo

7. CONTENUTI E ATTIVAZIONE DELLA WEBAPP 
7.1. Contenuti della WebApp 
7.2. Requisiti hardware e software 
7.3. Attivazione della WebApp 
7.4. Assistenza tecnica sui prodotti Grafill (TicketSystem)

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA