presentazione del laboratorio

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PRESENTAZIONE DEL LABORATORIO
L.T.M. Laboratorio Tecnologico Mantovano s.r.l.
Mantova
SETTORE PROVE ESTERNE


Indagini conoscitive sulle costruzioni esistenti
Prove di carico (in sito, prove speciali in
laboratorio)



Monitoraggi
Prove speciali su sistemi costruttivi
Prove su massetti
ALTRI SETTORI DI PROVA

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




Conglomerati cementizi induriti
Conglomerati cementizi freschi
Chimica
Cementi – Malte cementizie
Acciai Per c.a. e c.a.p.
Laminati di acciaio e simili
Blocchi per solaio in laterizio
Mattoni/Blocchi forati per murature
Bitumi
Conglomerati bituminosi
Geotecnica
Aggregati per conglomerati bituminosi
Misti cementati
Verifiche di Taratura
Fisica tecnica
Aggregati
Materiali da pavimentazione e
pavimentazione autobloccanti
ABILITAZIONE COME ORGANISMO DI PROVA CE 1995
(art. 9 del D.P.R. 21 aprile 1993, n. 246)


Pavimentazioni
Finiture di pareti interne ed esterne e di soffitti


Adesivi
Coperture, lucernai e relativi prodotti
CERTIFICAZIONI
- Concessione Ministeriale Legge 1086/71 – Circolare 7617/STC – 2010
- Concessione Ministeriale per l’esecuzione e la certificazione di prove geotecniche (terre) Circolare 7618/STC — 2010
- M.U.R.S.T. – Ministero dell’Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica :
Iscrizione all’ Albo dei Laboratori autorizzati con D.D. n°473/Ric del 23/04/08
Sede di Mantova
Sede di Milano
Via A.Pitentino, 10/12 - 46010 Levata di Curtatone (MN)
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PROVE ESTERNE
INDICE GENERALE
1. indagini conoscitive sulle costruzioni esistenti
1.1. premessa
1.2. indagini conoscitive in opera per strutture in c.a.
1.2.1. indagini sonreb, ultrasoniche e sclerometriche
1.2.2. prova di pull-out
1.2.3. carotaggi
1.2.4. prelievo di barre di armatura e ripristino integrità
strutturale
1.2.5. determinazione della profondità di
carbonatazione
1.2.6. individuazione dei ferri d'armatura mediante
indagine pacometrica
1.3. indagini conoscitive in opera per strutture in
muratura
1.3.1. indagini mediante martinetti piatti
1.3.1.1. martinetto piatti doppi
1.3.1.2. martinetto piatti singoli
1.3.2. prove a taglio
1.3.3. indagini termografiche
1.3.4. videoscopie
1.3.5. determinazione della resistenza della malta
1.4. indagini conoscitive in opera per strutture in
carpenteria metallica
1.4.1. indagine sulla durezza mediante prova vickers
1.4.2. determinazione spessori zincatura o verniciatura
1.4.3. prelievo di materiale con preparazione di
provette per laboratorio e ripristino integrità strutturale
1.4.4. prelievo di bulloni con preparazione di provette
per laboratorio e ripristino integrità strutturale
1.5. indagini conoscitive in opera per strutture in legno
1.5.1. indagini resistografiche (penetrometria lignea) e
igrometriche
1.6. indagini conoscitive in opera per strutture in pietra
naturale
1.6.1. indagini ultrasoniche
2. prove di carico
2.1. prove di carico mediante contenitori e serbatoi ad
acqua
2.2. prove di carico mediante martinetti idraulici
2.3. prove di carico su travi e solai
2.4. prove di carico su scale
2.5. prove di carico su sbalzi e balconi
2.6. prove di spinta orizzontale sulle pareti
2.7. prove di spinta orizzontale su parapetti
2.8. prove di carico su ponti
3. prove di carico su fondazioni
3.1. prove di carico su pali di fondazione
3.2. prove cross hole su pali di fondazione
4. monitoraggi
4.1. monitoraggio stati fessurativi
4.2. monitoraggio stati di deformazione e coazione
4.3. monitoraggio temperature
5. prove speciali su sistemi costruttivi
5.1. prove su strutture prefabbricate in c.a.
5.2. prove su strutture prefabbricate in legno
5.3. prove su sistemi di ancoraggio di facciate in pietra
5.4. prove a taglio e a strappo su ancoraggi
5.5. prove di conducibilità termica di strutture in opera
5.6. prove a compressione e taglio su murature
5.7. prove tenuta adesivi
6. prove dinamiche
6.1. prove dinamiche su strutture in c.a.
6.2. prove dinamiche su beni monumentali
7. prove su massetti
7.1. verifica della durezza superficiale
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1.
INDAGINI
CONOSCITIVE
SULLE
COSTRUZIONI
ESISTENTI
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1.1. PREMESSA
Nel corso della loro vita utile le costruzioni sono
costantemente sottoposte ad aggressioni da
parte dell’ambiente in cui sono inserite e, col
passare del tempo, le caratteristiche
prestazionali dei materiali impiegati per la loro
realizzazione sono soggette ad un graduale ed
inevitabile decadimento. Nel contempo,
eventuali incrementi di sollecitazione dovuti sia
a modifiche dell’impianto strutturale che
all’applicazione di carichi superiori rispetto a
quelli inizialmente previsti o semplicemente un
adeguamento alle normative vigenti in continua
evoluzione, soprattutto in materia sismica,
producono una variazione del comportamento
globale della struttura esistente. Ciò favorisce,
in taluni casi, effetti negativi per le condizioni di
esercizio dell’opera, con una conseguente
riduzione del coefficiente di sicurezza.
Tra costruzioni erette durante il boom
economico degli anni ’60, capannoni industriali,
grandi opere civili ed edifici storico-monumentali
concepiti con le limitate tecniche costruttive e
conoscenze risalenti all’epoca della loro
realizzazione unite alla mancanza di adeguati
sistemi di dissipazione sismica, il patrimonio in
continua espansione dell’esistente necessita
sempre più di interventi migliorativi e studi
puntuali.
In questo contesto si inseriscono le procedure
di indagine, monitoraggio e prove
sperimentali, indispensabili al fine di
caratterizzare le strutture oggetto di intervento.
Attraverso queste metodologie è possibile
accertare le caratteristiche dei materiali
costituenti, controllando anche gli stati
tensionali, il comportamento dinamico e le
deformazioni, eseguendo dunque una diagnosi
completa che costituisce la premessa per un
eventuale intervento di manutenzione, recupero
o consolidamento mirato. Tali verifiche vengono
altresì eseguite al fine di confermare la bontà
delle opere durante la loro realizzazione, ad
esempio come coadiuvante in fase di collaudo.
In linea generale, per una corretta valutazione
dello stato di conservazione di un’opera,
devono essere note la sintomatologia del
degrado e le cause scatenanti. In alcuni casi
tale correlazione può risultare chiara, in altri casi
si deve procedere ad un’indagine. Una
completa campagna sperimentale si basa
sull’acquisizione di informazioni storiche sulla
tipologia dell’opera. Una indagine è necessaria
al fine di conoscere la natura dello stato di fatto
del costruito, la sua geometria, le dimensioni e
la tipologia dei materiali costituenti con la
determinazione delle caratteristiche meccaniche
degli stessi.
Una questione fondamentale da tenere in
considerazione è che una errata o non perfetta
esecuzione delle prove può influenzare
significativamente i risultati della campagna di
indagine al punto da compromettere la validità
delle stime sulla sicurezza dell’opera. Inoltre, di
non secondaria importanza è sottolineare che
una cattiva esecuzione delle prove conoscitive
dei materiali e della struttura possono condurre
ad incrementi di spesa ingiustificati nella
valutazione progettuale preliminare degli
interventi.
Il progetto delle indagini è finalizzato allo
sfruttamento consapevole dei risultati delle
indagini stesse
Ciò permette di evitare costi inutili per risultati
che non saranno mai sfruttati e di formulare una
corretta diagnosi dalla quale discende, come
detto, un’oculata scelta dell’intervento.
Negli ultimi anni, anche a seguito di diversi
eventi sismici succedutisi, sono state proposte
molte tecniche di indagine per la qualificazione
dello stato di conservazione di elementi
strutturali; la tendenza è quella di utilizzare nella
maggior parte dei casi tecniche diagnostiche di
tipo non distruttivo descrittive dei parametri
interessati in termini qualitativi, poiché tale
metodologia è sicuramente poco invasiva ed
estendibile ad un numero elevato di elementi.
Esse permettono di determinare alcune
caratteristiche fondamentali dei materiali per via
indiretta attraverso la misura di parametri a
queste correlate senza arrecare sostanziali
disturbi ai materiali stessi ed alla struttura.
Tuttavia, per raggiungere un buon grado di
conoscenza anche a livello quantitativo delle
caratteristiche in gioco, soprattutto in termini di
resistenza, ed avere un quadro più ampio di
paragone, occorre affiancare a tali prove quelle
di tipo distruttivo, la cui esecuzione induce sugli
elementi indagati un certo grado di
danneggiamento a cui dovrà conseguire il
ripristino strutturale.
Le prove pacometriche consistono nella misura
del campo magnetico (attraverso uno strumento
denominato pacometro) determinato dalla
presenza di armature di acciaio in vicinanza
della superficie del calcestruzzo degli elementi
strutturali, quali travi, pilastri e pareti,
consentendo di determinare, in proiezione sulla
superficie da indagare, la posizione
dell’armatura longitudinale e trasversale e la
misura dell’interferro e del copriferro.
Attraverso le termocamere ad infrarossi è
possibile effettuare un’indagine termografica di
un’area estesa allo scopo di misurare la
temperatura superficiale e determinare le aree
calde o fredde mediante la lettura delle
radiazioni emesse nella banda dell’infrarosso
delle zone sottoposte a sollecitazione termica.
La videoscopia consente l’ispezione visiva
diretta di cavità grazie all’inserimento di una
piccola sonda endoscopica in fori di almeno
20mm di diametro, studiando la superficie del
foro per cercare di ricostruire la sezione
trasversale, la tipologia di materiale, la presenza
di vuoti e lo stato di degrado interno.
Con l’analisi resistografica lignea è possibile
valutare qualitativamente il degrado del
materiale ligneo mediante la foratura della
Tra i principali metodi non distruttivi è superficie da esaminare ad opera di un
penetrometro con una punta sottile dotata di
possibile raggruppare le seguenti tecniche:
movimento combinato di rotazione e

Indagine sclerometrica
avanzamento a velocità costante. Il principio su

Indagine sonica (elettromagnetica)
cui si basa è la proporzionalità tra la resistenza
opposta dal legno all’ago perforante e la densità

Metodo SonReb
del materiale nel punto di sondaggio. Lo

Indagine pacometrica
strumento è altresì dotato di igrometro per la

Termografia ad infrarossi
determinazione dell’umidità relativa. Tale

Videoscopia
indagine viene considerata una tecnica non

Penetrometria lignea e igrometrica
distruttiva in quanto il foro creato è paragonabile
per dimensioni a quelli realizzati dagli insetti

Prove di carico
xilofagi.
Tra i principali metodi distruttivi è possibile
Le prove di carico consentono di valutare il
raggruppare le seguenti tecniche:

Ispezione locale (scasso) e prelievo comportamento delle strutture sotto le azioni di
esercizio. Il carico simulato deve, in genere,
di barre campione d’armatura
essere tale da indurre le massime sollecitazioni

Carotaggio e determinazione della di esercizio per combinazione rara (NTC 2008).
profondità di carbonatazione
I risultati sperimentali della prova devono
permettere di accertare che ci sia

Pull-Out
proporzionalità delle deformazioni rispetto

Martinetto piatto singolo o doppio
all’incremento di carico e che non ci siano
Il metodo SonReb si basa sulla combinazione fratture, fessurazioni, deformazioni o dissesti
statistica dei valori sperimentali dei risultati inaspettati. Inoltre la deformazione elastica,
ottenuti nella stessa zona di prova attraverso misurata attraverso dei trasduttori elettronici,
prove sclerometriche ed ultrasoniche. non deve superare quella teorica calcolata.
L’indagine sclerometrica avviene utilizzando
uno strumento chiamato sclerometro (o Tipiche delle prove distruttive per la
Martello di Schimdt) ed è finalizzata alla determinazione delle caratteristiche reali dei
determinazione
della
resistenza
del materiali sono le estrazioni di campioni cilindrici
calcestruzzo tramite la misura della durezza (carote) mediante carotaggio con una
superficiale, mediante valutazione di un indice successiva fase di rottura per compressione dei
del rimbalzo di una sfera metallica contenuta in provini in laboratorio. La fase di estrazione,
manipolazione e preparazione del provino
un apposito cilindro cavo.
devono minimizzare il disturbo dello stesso,
Le prove ultrasoniche, invece, basano la loro evitando di renderlo non rappresentativo del
capacità di stima della resistenza del materiale da cui viene estratto. Mediante una
calcestruzzo sulla velocità di propagazione delle reazione chimica indotta, poi, è possibile
onde elettromagnetiche nel calcestruzzo determinare il grado di carbonatazione del
stesso, essendo tale velocità strettamente calcestruzzo, causa di corrosione dell’armatura.
correlata con il modulo elastico, a sua volta
legato alla resistenza a compressione. Si La prova di estrazione, o pull-out, consente
determina quindi il tempo di propagazione di un una valutazione della resistenza media a
impulso di vibrazione fra una o più coppie di compressione del calcestruzzo attraverso
l’inserimento e la successiva estrazione di
rilevatori.
tasselli metallici ad espansione standardizzati
mediante un martinetto idraulico.
Sede di Mantova
Sede di Milano
La prova con martinetto piatto permette di
stimare lo stato di tensione locale presente in
un determinato materiale. Viene utilizzato
soprattutto per strutture murarie, ma fornisce
buoni risultati anche su calcestruzzo e roccia.
La tecnica si basa sulla variazione dello stato
tensionale in un punto della struttura provocato
da un taglio piano eseguito con sega idraulica
in direzione normale alla superficie. Il rilascio
delle tensioni che si manifesta provoca una
parziale chiusura del taglio che viene rilevata
tramite misure di distanza relativa fra coppie di
punti posti in posizione simmetrica rispetto al
taglio stesso. Si inserisce quindi il martinetto
piatto all’interno del taglio che, mandato
gradualmente in pressione, riporta lo stato
tensionale a livello iniziale, annullando la
deformazione misurata.
LIVELLI DI CONOSCENZA
Le indagini si propongono anche nel campo della
geotecnica e delle opere interagenti con il terreno,
quali fondazioni, opere di sostegno, manufatti in
terra e gallerie.
Di grande importanza risulta il monitoraggio delle
strutture, inteso come misura degli spostamenti
con traduttori elettrici ad intervalli di tempo
determinati, utile per determinare la progressione
ad esempio di un dissesto, al fine di valutare un
intervento di consolidamento idoneo.
A seguito delle indagini svolte, della quantità di
informazioni ottenute per la conoscenza della
struttura analizzata e del grado di sicurezza che si
vuole ottenere, il processo di progettazione di un
intervento deve essere valutato in funzione del
livello di conoscenza delle caratteristiche della
struttura stessa. Infatti, il nuovo Testo Unico sulle
Costruzioni (CAP.8 NTC2008 "Norme tecniche per
le Costruzioni" D.M. 14 Gennaio 2008) stabilisce:
EDIFICIO IN CALCESTRUZZO ARMATO
NO
Si dispone di disegni
strutturali?
nella definizione dei modelli strutturali, si
dovrà, inoltre, tenere conto che:
- la geometria e i dettagli costruttivi sono
definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla
documentazione disponibile e dal livello di
approfondimento
delle
indagini
conoscitive;
- la conoscenza delle proprietà meccaniche
dei materiali non risente delle incertezze
legate alla produzione e posa in opera ma
solo della omogeneità dei materiali stessi
all’interno della costruzione, del livello di
approfondimento delle indagini conoscitive
e dell’affidabilità delle stesse;
- i carichi permanenti sono definiti e la loro
conoscenza dipende dal livello di
approfondimento
delle
indagini
conoscitive.
Si dovrà prevedere l’impiego di metodi di
analisi e di verifica dipendenti dalla
completezza
e
dall’affidabilità
dell’informazione disponibile e l’uso, nelle
verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di
confidenza”, che modificano i parametri di
capacità in funzione del livello di conoscenza
relativo a geometria, dettagli costruttivi e
materiali.
RILIEVO VISIVO COMPLETO
DELLA GEOMETRIA
GEOMETRIA
SI
RILIEVO VISIVO A CAMPIONE
GEOMETRIA
INCOMPLETI
COMPLETI
LC2
LC2
LC3
VERIFICHE
LIMITATE
RILIEVO VISIVO
LC3
LC1
Progetto Simulato e
VERIFICHE LIMITATE
LC2
ESTESE
VERIFICHE
LC3
ESAUSTIVE
VERIFICHE
ESTESE
VERIFICHE
DETTAGLI STRUTTURALI
DETTAGLI STRUTTURALI
SI
CERTIFICATI DI PROVA
LC3
PROVE NON
DISTRUTTIVE
Esistono specifiche originali di
progetto e/o certificati di prova
NO
SOLO SPECIFICHE DI PROGETTO
LC2
LC1
LC3
VERIFICHE LIMITATE
IN SITU
VALORI TIPICI E LIMITATE PROVE IN
SITO
LC2
LC3
ESTESE
VERIFICHE
PROPRIETA’ DEI MATERIALI
DEFINIZIONE DEL LIVELLO DI CONOSCENZA DELLA STRUTTURA (LC1, LC2, LC3) ED I CORRISPONDENTI FATTORI DI CONFIDENZA
(coefficienti di sicurezza applicati alle resistente dei materiali)
FC1 = 1.35 FC2 = 1.20 FC3 = 1.00
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Sede di Milano
ESAUSTIVE
VERIFICHE
PROCESSO DI INDAGINE
Sede di Mantova
Sede di Milano
Sede di Mantova
Sede di Milano
1.2. INDAGINI CONOSCITIVE IN OPERA PER STRUTTURE IN C.A.
1.2.1. INDAGINI SONREB, ULTRASONICHE E SCLEROMETRICHE
METODOLOGIA INDAGINI SONREB
STRUMENTAZIONE AD ULTRASUONI
L’indagine viene eseguita utilizzando una
strumentazione PROCEQ mod.
TICO.
L’apparecchiatura ultrasonica è costituita da una
centralina di acquisizione dati e da una serie di
sensori: soniche e trasduttori piezoelettrici con
trasmettitori (>1.0 Kv) per l’esecuzione di prove.
Strumentazione ad ultrasuoni
La potenza di trasmissione degli impulsi e
l’elevata sensibilità dei ricevitori piezoelettrici,
con frequenza propria di 54 KHz, consentono di
effettuare misure sia in laboratorio, su provini,
sia presso cantieri per indagini in situ. La
centralina di acquisizione ha, al suo interno,
oltre ai circuiti elettronici per la generazione
degli impulsi del trasmettitore e il
condizionamento del segnale proveniente dal
ricevitore, una scheda permette di digitalizzare i
segnali acquisiti.
STRUMENTAZIONE MISURA DELL’INDICE
DI RIMBALZO
L’indagine viene eseguita con uno sclerometro
di Schmidt Tipo NR (PROCEQ – Zurigo –
Svizzera) e relativa incudine di taratura.
DATI TECNICI:
Gamma di misurazione: Resistenza alla
compressione da 10 a 70 N/mm2.
Sclerometro di Schmidt tipo NR
CONTROLLO ULTRASONICO (UNI EN
12504-4: 2005)
Le indagini ultrasoniche consentono la
determinazione delle caratteristiche elastodinamiche dei materiali, attraverso l’analisi
delle modalità di propagazione delle onde
elastiche al loro interno.
Attraverso lo studio della propagazione degli
impulsi ultrasonici nel materiale e la misura
del tempo di transito delle onde longitudinali
(onde P) è possibile determinare la velocità
dell'impulso ultrasonoro nel materiale (nota la
distanza tra le sonde) ed il modulo di Young
(note la distanza tra le sonde e la densità del
materiale). La velocità di propagazione in un
mezzo dipende dall’elasticità e dalla
resistenza del mezzo stesso: maggiore è la
velocità, maggiore sarà il modulo elastico e
quindi la resistenza essendo, infatti, ogni
interruzione od eterogeneità del materiale,
causa di un ritardo del segnale. La misura può
essere eseguita seguendo tre schemi di
acquisizione:
trasmissione
diretta
trasparenza- applicando le due sonde sulle
facce opposte dell’elemento da saggiare;
trasmissione
semidiretta
-diagonaleapplicando i trasduttori in punti appartenenti a
due facce adiacenti, in genere ortogonali
trasmissione indiretta –omeosuperficiale posizionando le sonde sulla stessa faccia a
distanza nota.
Le misure più precise e significative sono
quelle eseguite in trasparenza interessando
l’intera sezione della struttura da sottoporre a
controllo. E’ così possibile misurare il tempo di
propagazione dell’onda (e nel contempo
verificare frequenze ed attenuazioni del
segnale), calcolare la velocità conoscendo la
distanza reciproca tra la sonda trasmittente e
la sonda ricevente, e risalire quindi al modulo
elastico dinamico.
MISURA DELL’INDICE DI RIMBALZO (UNI
EN 12504-2: 2001)
Al fine di verificare la perfetta funzionalità dello
sclerometro, la fase di misura deve essere
sempre preceduta dalla calibrazione dello
strumento su apposito incudine di taratura. Le
misure vanno acquisite su superfici lisce,
trattate con una mola o con pietra abrasiva
dedicata e mantenendo lo sclerometro
posizionato sempre ortogonalmente alla
superficie di prova. Ogni superficie di prova
deve essere sottoposta a n°10 battute ed i
singoli punti di impatto devono essere distanti,
tra loro, almeno 25mm. Il valore di rimbalzo R è
visualizzato sulla scala del dispositivo dopo
ogni impatto.
METODO
MICROSISMICO
(ULTRASUONI
+
DUREZZA
SUPERFICIALE) - SONREB
Sulle strutture campione in CLS si sono
effettuate delle serie di misure del tempo di
volo degli ultrasuoni (si vedano le relative
tabelle di dati). Le indagini sono state condotte
secondo la normativa UNI 12504-4:
effettuando in ogni zona interessata almeno 3
misurazioni del tempo di volo dell’impulso
ultrasonico. Il valore di calcolo della velocità è
stato ottenuto come media aritmetica delle
letture svolte.
Successivamente, in corrispondenza ai
precedenti punti di misura, si è eseguita una
serie di battute sclerometriche per la
valutazione dell'indice di rimbalzo col martello
"Schmidt - Tipo NR" (si vedano le relative
tabelle di dati).
Le misure sono state eseguite secondo le
prescrizioni della norma UNI12504-2
effettuando in ogni zona interessata 10
battute. Il valore di calcolo dell’indice di
rimbalzo è stato ottenuto come media
aritmetica
delle
letture
svolte.
Successivamente, in corrispondenza ai
precedenti punti di misura, si è eseguita una
serie di battute sclerometriche per la
valutazione dell'indice di rimbalzo col martello
"Schmidt - Tipo NR" (si vedano le relative
tabelle di dati). Le misure sono state eseguite
secondo le prescrizioni della norma UNI
12504-2 effettuando in ogni zona interessata
10 battute. Il valore di calcolo dell’indice di
rimbalzo è stato ottenuto come media
aritmetica delle letture svolte. Nelle tabelle a
seguire si è valutato il valore del modulo
elastico dinamico e statico mediante la misura
sperimentale della velocità dell'impulso
ultrasonico. I parametri misurati con queste
indagini, velocità di propagazione ed indice
di rimbalzo, possono essere messi in
correlazione con la resistenza a compressione
del calcestruzzo, derivata da semplici prove di
compressione monoassiale, attraverso una
legge ottenuta sperimentalmente; una delle
relazioni più diffuse per l'applicazione del
metodo combinato e la determinazione del
modulo elastico dinamico Ed è la seguente:
Ed = Vl2 * ps /g * (1+ vd) * [1-(2* vd)]/(1- vd)
dove:
Vl velocità di propagazione dell'impulso
ultrasonico ricavata sperimentalmente
ps peso specifico apparente del cls
g accelerazione di gravità (9.81 m/s2)
vd costante di Poisson dinamica
Il campo di variabilità della costante di Poisson
per
calcestruzzi
con
caratteristiche
meccaniche variabili fra 20 e 40 KN/cm2 è pari
a:
0,23 < vd < 0,25
Si è quindi assunto il valore pari a:
vd = 0,23
La relazione che lega il modulo elastico
dinamico a quello statico vale:
Est = a * Ed
Si assume il valore della costante pari a: a =
0,87. Per la determinazione della resistenza
meccanica
mediante
la
metodologia
combinata bisogna apportare una correzione
al valore di resistenza valutato mediante la
determinazione della velocità di transizione
degli ultrasuoni e dell'indice di rimbalzo
sclerometrico.
La resistenza residua del calcestruzzo
viene rilevata sperimentalmente utilizzando
la seguente formula (Di Leo, Pascale)
ritenuta più rappresentativa (nei confronti
del valor medio) per i calcestruzzi realizzati
in quell’epoca, in base agli studi delle
Università di Firenze e Reggio Calabria:
R
s
 1,2  10 9  R1.058  V 2.446
dove:
V è velocità di propagazione dell'impulso
ultrasonico ricavata sperimentalmente
R è l’indice di rimbalzo
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1.2.2. PROVA DI PULL-OUT
La valutazione della resistenza media residua
del calcestruzzo si ottiene correlando il valore
della forza necessaria all’estrazione di un
tassello con il valore della resistenza cubica
determinata con il metodo tradizionale.
La prova, parzialmente distruttiva, deve essere
preceduta da una scansione pacometrica in
modo da individuare eventuali ferri di armatura
presenti nella zona di indagine.
Il metodo della prova di estrazione pull-out è
basato sulla misura della forza necessaria ad
estrarre dal calcestruzzo l’inserto metallico
standardizzato. Ciò che si ottiene è un vero e
proprio cono di calcestruzzo. La rottura della
parte sottoposta a tensione avviene per
compressione-taglio tra la parte allargata del
tassello e la base del martinetto. La forza di
estrazione ricavabile dalla pressione misurata al
martinetto è correlabile alla resistenza del
calcestruzzo Rc.
Ogni prova deve essere effettuata indagando
una porzione di superficie che permetta di
estrarre almeno 3 tasselli, in modo da poter
eseguire una media dei valori di resistenza
all’estrazione ottenuti e caratterizzare con meno
indeterminatezza il calcestruzzo.
Tassello estratto dopo una prova
STRUMENTAZIONE PULL OUT
Tasselli Fischer ZyKon M10
Martinetto ENERPAC
Pompa idraulica
Schema di applicazione del martinetto
La prova di pull-out consente una valutazione
della resistenza media residua del calcestruzzo
mediante l’inserimento e la successiva
estrazione di tasselli metallici calibrati. Essi
vengono inseriti in fori predisposti nel
calcestruzzo indurito attraverso battitura della
testa. Un’apposita punta munita di svasatore
produce l’allargamento della parte radiale
interna per una perfetta adesione alle pareti.
Possono anche essere inseriti direttamente nel
calcestruzzo fresco. La forza di tiraggio viene
applicata mediante un martinetto idraulico
collegato al tassello ed un anello di reazione
che contrasta con la superficie del calcestruzzo.
Grafico di correlazione tra la pressione in bar e la resistenza
media cubica
Sistema Pull Out
1.2.3. CAROTAGGI
L’esecuzione della prova è regolata dalla norma
UNI 12504-1 per quanto riguarda i carotaggi e dalla
12390-1a4 per la parte relativa alla compressione in
laboratorio.
Per quanto già anticipato in premessa, lo
svolgimento di indagini di tipo distruttive (come
anche non distruttive) necessitano di particolare
cura affinché si pervenga ad una stima il più
possibile reale delle caratteristiche dei materiali. Sia
in fase di estrazione che di preparazione del provino
occorre minimizzare il più possibile il disturbo ad
esso arrecato, al fine di evitare di non rendere
rappresentativa la carota del calcestruzzo da cui è
stata prelevata.
3.
1. Caroratura entro pilastro in c.a.
Ripristino con malta a ritiro compensato
2. Carota prelevata
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1.2.4. PRELIEVO DI BARRE DI ARMATURA E RIPRISTINO INTEGRITÀ STRUTTURALE
1. Prelievo di barra d’armatura su parete in c.a. con cartongesso
annesso
3. Ripristino completo dell’integrità strutturale mediante idonea
resina
2. Ripristino integrità strutturale mediante saldatura di uno
spezzone di uguale diametro
1.2.5. DETERMINAZIONE DELLA PROFONDITÀ DI CARBONATAZIONE
METODOLOGIA INDAGINI PROFONDITA’
DI CARBONATAZIONE
INCOLORE
CARBONATATO
NON CARBONATATO
METODO COLORIMETRICO
(CARBONATAZIONE)
La carbonatazione è un processo chimico per
il quale l’anidride carbonica presente nell’aria
viene assorbita dal cls, trasformando
l’idrossido di calcio (fortemente basico), in
carbonato di calcio secondo la reazione:
Ca(OH )  CO  CaCO  H O
La
velocità
di
penetrazione
della
carbonatazione verso l’interno della massa in
cls diminuisce all’aumentare del tempo,
secondo una legge del tipo:
Tale reazione determina un abbassamento
del pH del cls da valori prossimi a 12 a valori
inferiori a 9, con la conseguente eliminazione
della naturale barriera alcalina, infatti, un
conglomerato cementizio correttamente
proporzionato presenta un ambiente
fortemente alcalino (pH 12-13) che inibisce le
reazioni di ossidazione delle armature.
dove:
S
è lo spessore dello strato
carbonatato
t
è il tempo
K
è una costante dipendente dalle
caratteristiche
del
cls
(permeabilità,
composizione, ecc.) e dalle condizioni
ambientali (umidità, concentrazione di anidride
carbonica nell’aria, ecc.).
2
2
3
SK t
2
2.Prova di carbonatazione
Nel momento in cui la carbonatazione
raggiunge l’armatura, avviene dunque in
quest’ultima il pericoloso fenomeno della
corrosione, con tutte le dannose conseguenze
ad esso associate.
La prova può essere effettuata direttamente
sull’elemento strutturale (in corrispondenza di
una prova di pull out), asportando il copriferro
di uno spigolo, all’interno di un foro o su un
provino cilindrico estratto mediante carotaggio
dall’elemento stesso.
La misura della profondità di carbonatazione è
stata determinata con il metodo del viraggio
chimico, spruzzando sulla superficie del
conglomerato cementizio una soluzione di
fenolftaleina all’1% in alcole etilico.
La fenolftaleina vira al viola al contatto con
materiale il cui pH sia maggiore di circa 9.2 e
rimane incolore per valori di pH minori.
La misura della profondità di carbonatazione
deve essere rilevata con precisione di 1 mm.
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1.2.6. INDIVIDUAZIONE DEI FERRI D'ARMATURA MEDIANTE INDAGINE PACOMETRICA
METODOLOGIA INDAGINI
PACOMETRICHE
METODO ELETTROMAGNETICO
(Pachometro)
L’indagine viene eseguita con un Pachometro
Multifunzione PROCEQ Profometer5.
Il pachometro è uno strumento utilizzato per
localizzare in modo rapido ed accurato la
presenza e l’orientamento delle barre nel
calcestruzzo armato e misurare con buona
precisione lo spessore di copri ferro.
Il rilievo dei ferri d’armatura con il metodo
elettromagnetico risulta l’indispensabile fase
preliminare per qualunque tipologia di
controllo su strutture in C.A.
Il rilievo dei ferri d’armatura nelle strutture in
C.A. (barre e staffe) viene utilizzato sia per
l’individuazione di zone libere utili all’esecuzione
delle prove non invasive (metodo microsismico)
e semidistruttive (pull out, microcarotaggi), sia
per verificare la corrispondenza tra gli elementi
metallici rilevati e quelli dichiarati dal costruttore.
Lo strumento sfrutta il principio delle correnti
passive: un conduttore massiccio, come può
essere un armatura, sottoposto ad un campo
d'induzione magnetica dissipa una certa
quantità di potenza in funzione della sua
resistività e geometria.
La posizione dei ferri è determinata muovendo
la sonda sulla superficie in esame, fino ad
individuare la direzione di massimo
assorbimento
elettromagnetico
che
corrisponde all'andamento longitudinale della
barra. Un sistema d’informazione direzionale
indica se la sonda si avvicina o si allontana
dalla barra permettendo di raggiungere
precisioni molto elevate, dell’ordine del
millimetro. La posizione delle barre viene
sempre individuata con estrema precisione e
rapidità grazie alla presenza di dispositivi ottici
e spie audio a frequenza variabile.
.
1.3. INDAGINI CONOSCITIVE IN OPERA PER STRUTTURE IN MURATURA
1.3.1. INDAGINI MEDIANTE MARTINETTI PIATTI
PIATTI SU MURATURE
MARTINETTI


Deformometro digitale di precisione
Mitutoyo Absolute mod. ID-C112B.
Barra di taratura INVAR Mitutoyo.

pompa oleodinamica

Moto troncatrice con lama
diamantata HUSQVARNA K950
Ring.
STRUMENTAZIONE
La prova viene effettuata attraverso un sistema a
martinetti piatti, in grado di valutare il carico di
esercizio della muratura, la resistenza a
compressione e verificare il modulo elastico
delle strutture sottoposte a prova. Le prove
mediante martinetti piatti doppi e singolo sono
previste effettuate nella medesima posizione.
Il sistema utilizzato per l’applicazione dei carichi
e la misura degli spostamenti è il seguente:
 Martinetti piatti semiovali Boviar.
.
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1.3.1.1. MARTINETTI PIATTI DOPPI
La prova con due martinetti piatti ha lo scopo di
definire le caratteristiche di deformabilità della
muratura, determinandone il Modulo Elastico. Il
controllo in opera si propone di isolare un prisma
di muratura sufficientemente grande per
sottoporlo, grazie all’ausilio di due martinetti, ad
un carico di compressione noto. In questo modo
si instaura un complesso di deformazioni normali
e tangenziali alla forza applicata facilmente
misurabili. La verifica dello stato tensionale e
l’esame dei risultati durante l’esecuzione della
prova, consente di osservare eventuali perdite di
elasticità e rilevare la tensione di collasso ultima
della struttura. Di seguito sono descritti i dettagli
dell’esecuzione della prova. Dopo aver
accuratamente preparato la superficie della
muratura, togliendo malte e intonaci, vengono
fissate delle dime circolari ad una distanza
prefissata, solitamente dell’ordine di 25–30 cm,
così da formare tre coppie di punti di riferimento.
Vengono realizzati due tagli orizzontali
perpendicolari alla superficie della muratura (se
possibile in corrispondenza di giunti di malta),
circa a 50-60 cm di distanza tra loro. I martinetti
vengono immediatamente inseriti nelle fessure e
collegati in parallelo alla medesima pompa.
Dopo aver eliminato l’aria residua nel circuito si
inizia la prova, aumentando gradualmente la
pressione interna dell’olio nel martinetto.
Mediante un comparatore millesimale si
eseguono le letture di zero tra i punti disposti,
corrispondenti ad una pressione nulla nel
sistema
oleodinamico.
Aumentando
successivamente la pressione si provoca la
compressione del concio con la conseguente
diminuzione della distanza tra i riferimenti. Le
letture delle distanze relative alle tre coppie di
dime, avvengono, una volta raggiunto un dato
step di carico, a stabilizzazione avvenuta delle
deformazioni. I valori letti vengono così
graficizzati su PC ottenendo delle curve
sforzi/deformazioni.
Ricapitolando:
= p × Km × Ka.
l / L.
l
spostamento dei riferimenti dalla
base di misura.
L
lunghezza della base di misura.
Km
costante
di
rigidezza
del
martinetto.
Ka
rapporto
Am/At
(superficie
martinetto / superficie di taglio)
Schema di acquisizione – martinetto doppio.
La perdita della linearità di tali diagrammi,
rappresenta la tensione di rottura, oltre la quale
le deformazioni escono dal campo elastico per
assumere una componente prevalentemente
plastica. Il campione risulta sottoposto ad uno
stato di sollecitazione molto prossimo a quello di
una prova di compressione mono-assiale di
laboratorio, nonostante il confinamento laterale
della muratura, dovuto al parziale collegamento
tra il campione e la muratura circostante. Il
Modulo Elastico E è facilmente ricavabile
mediante la formula:
E = 
dove rappresenta la deformazione verticale
misurata in prossimità dell'asse di mezzeria
dell'elemento, ed è determinata dal rapporto tra
la variazione di distanza tra le basi di misura
durante gli step di carico (l) e la distanza L
iniziale.Durante la prova è possibile visualizzare
l’andamento della retta sforzo/deformazione ed
osservare la linearità del modulo elastico E. Nel
momento in cui le deformazioni passano dal
campo elastico a quello plastico la retta perde la
sua linearità.
Varie tipologie di muratura oggetto di prova
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1.3.1.2. MARTINETTO PIATTO SINGOLO
La determinazione dello stato di sollecitazione
di una muratura si basa sul rilascio tensionale
successivo all’esecuzione di un taglio in
direzione normale alla superficie di verifica e al
carico agente. Per questo bisogna tener conto
della relazione che intercorre tra le tensioni e le
deformazioni in una muratura continua e la
successiva modifica causata dal taglio
orizzontale che determina un nuovo stato
tensionale della struttura.
Schema di acquisizione – martinetto singolo.
La prova a martinetto singolo utilizza un
approccio teorico, simile a quello utilizzato
nelle prove edometriche sui terreni: eseguendo
un taglio normale alla superficie si genera il
rilascio istantaneo delle tensioni esistenti nella
muratura. Questo deve essere annullato
ponendo, nella fessura creata, un martinetto
piatto che, opportunamente riempito con olio in
pressione, consente di ripristinare lo stato di
tensione iniziale e di definire i parametri
meccanici della struttura. Di seguito sono
descritti i dettagli dell’esecuzione della prova:
Dopo aver accuratamente preparato la
superficie della muratura, togliendo se
necessario malte e intonaci, vengono fissate
delle basi circolari ad una distanza prefissata,
solitamente dell’ordine di 25–30 cm, così da
formare tre coppie di punti di riferimento a
distanza Ln0. Mediante un comparatore
millesimale, si eseguono le letture di zero tra i
punti disposti.
Viene realizzato un taglio perpendicolare alla
superficie della muratura (se possibile in
corrispondenza di un giunto di malta), circa a
metà distanza tra le coppie di riferimento scelte.
L’apertura
creata
provoca
localmente
l’azzeramento delle tensioni sulla superficie di
taglio e la sua parziale chiusura. Questo
avviene a causa del cedimento micrometrico
che si instaura negli elementi in laterizio o
muratura sovrastanti l’apertura, dovuti sia ai
carichi esistenti sulla superficie derivati dalle
zone superiori, sia alla nascita di un possibile
effetto “arco”, dovuto alla ridistribuzione delle
tensioni lateralmente, che permettono alla
struttura di instaurare un nuovo equilibrio e di
stabilizzarsi. Questa deformazione determina
un avvicinamento delle basi estensimetriche,
con la conseguente riduzione della distanza tra
le coppie di punti. Otterrò una misura Ln1 < Ln0.
Viene inserito nel taglio il martinetto piatto,
collegato ad una centralina di controllo
mediante circuito oleodinamico originale. Dopo
aver eliminato l’aria residua nel circuito si inizia
la prova, aumentando gradualmente la
pressione interna dell’olio nel martinetto fino a
raggiungere una configurazione geometrica
uguale a quella iniziale, misurata all’origine
della prova.
All’aumentare della pressione nel circuito
idraulico il martinetto tende a ripristinare la
tensione di esercizio, riportando le coppie di
punti di riferimento alla distanza La tensione del
martinetto che annulla la convergenza delle
superfici murarie, provocata dal taglio, è uguale
alla tensione verticale media preesistente nella
muratura, salvo fattori di correzione dovuti al
rapporto tra il martinetto e la superficie di taglio.
Il fattore di correzione deve considerare il
rapporto tra l’area del martinetto e l’area di taglio
(Ka è il rapporto tra area del martinetto e area di
taglio) e di Km, la costante di rigidezza intrinseca
del singolo martinetto, determinata con test di
taratura in laboratorio e legata al fattore di forma
(contiene informazioni legate al materiale
utilizzato, alla rigidità, alla dimensione e al tipo
di bordo). In questo modo la tensione media di
esercizio e nella zona di prova, risulta legata
alla pressione di ripristino determinata dal
martinetto dalla relazione:
e = p × Km × Ka
Ricapitolando:
e
tensione di esercizio.
p
pressione di ripristino del martinetto.
Km
costante di rigidezza del martinetto.
Ka
rapporto Am/At (superficie martinetto
/ superficie di taglio).
1.3.2. PROVE A TAGLIO
METODOLOGIA PROVE A TAGLIO SU
MURATURA “SHOVE TEST”
In parallelo alla prova con martinetti piatti,
utilizzando un apposito pistone cilindrico si
determina la resistenza allo scorrimento della
muratura (taglio ) in presenza di carichi
verticali. La prova consiste nel verificare la
forza
occorrente
per
far
scorrere
orizzontalmente un mattone della muratura nel
piano dei giunti di malta in presenza del carico
verticale precedentemente misurato. La
resistenza a taglio della muratura si può
determinare dalla formula:
fv = F / 2°
Nelle zone sismiche questa metodologia di
prova è ampiamente utilizzata quando si
interviene su murature esistenti, al fine di
misurare i reali comportamenti in presenza di
forze di taglio.
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1.3.3. INDAGINI TERMOGRAFICHE
TERMOGRAFICHE AD INFRAROSSI
STRUMENTAZIONE
L’indagine consiste nella ripresa ad infrarossi
di superfici, allo scopo di mettere in risalto
discontinuità di materiali (orditure, tessiture
murarie) e/o disomogeneità costruttive.
Termocamera NEC TH7716
Specifiche tecniche:
Ampiezza Spettro rilevabile: 8 - 14μm
Thermal Image Pixels 160 (H) x 120 (V) pixels
Messa a fuoco: 30cm - infinito
Laser Pointer Class 2 (1mW/650nm red)
Risoluzione: 0.1°C (Range 1 at 30°C) 0.7°C
(Range 2 at 30°C)
Accuratezza: ±2°C o ±2% lettura
MODALITA’ ESECUTIVA
Le indagini termografiche vengono eseguite al
fine di identificare, senza operazioni
distruttive, tipologie strutturali presenti e
relativi ammaloramenti, presenza di cavedicunicoli strutturali, fenomeni di distacco
dell’intonaco.
L’assenza di invasività rende tale tipologia di
indagine essenziale per rilievi all’interno di
edifici di pregio storico e monumentale. Lo
svolgimento della prova avviene mediante
l’esecuzione di fotografie con apposita
termocamera, successivamente riprodotte
unitamente alla visione reale dell’immagine.
Esempio di ImmagineTermografica ed immagine reale
corrispondente
1.3.4. VIDEOSCOPIE
METODOLOGIA
VIDEOENDOSCOPICHE
INDAGINI
Le indagini endoscopiche vengono svolte per
identificare, senza ricorrere a procedure
invasive, le stratigrafie relative ad un
componente edilizio (murature, solai) o
all’investigazione di cavità inaccessibili.
.
La strumentazione adottata è costituita da un
videoendoscopio “Lafayette Borescope” in
grado di realizzare video o foto delle cavità
esplorate attraverso una sonda, di lunghezza
1.0m illuminata mediante luce led. L’indagine
viene svolta mediante realizzazione di un foro
per mezzo di un trapano funzionante a
semplice rotazione senza azione di
martellamento.
All’interno del foro viene inserita la sonda
unitamente ad un metro semirigido e, a
second delle esigenze, si procede alla
realizzazione di video o fotografie
referenziate.
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1.3.5. DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA DELLA MALTA
METODOLOGIA
RESISTENZA
COMPRESSIONE MALTA MURATURE
A
Il carotaggio meccanico della muratura si
effettua in corrispondenza dei giunti di malta al
fine di poterne effettuare la caratterizzazione
mediante prova a compressione effettuata in
laboratorio.
.
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1.4. INDAGINI CONOSCITIVE IN OPERA PER STRUTTURE IN CARPENTERIA METALLICA
1.4.1. INDAGINE SULLA DUREZZA MEDIANTE PROVA VICKERS
MISURA DELLA DUREZZA
L’indagine viene eseguita con un Durometro
portatile Hardness Tester HLJ 2100.
Preliminarmente le operazioni di indagine
viene svolta una taratura mediante apposita
incudine di durezza definita.
Specifiche tecniche:
Dispositivo di impatto: dispositivo integrato di
tipo D
Precisione: 1%
Temperatura di esercizio: 0-45 ° C
Misurazione nelle scale HL, HRC, HRB, HV,
HS
Misura effettuabile in tutte le direzioni.
1.4.2. DETERMINAZIONE SPESSORI ZINCATURA O VERNICIATURA
Vista campioni per prove su vernice applicata – Verifica PullOff e spessore
Determinazione spessore verniciatura
Determinazione spessore zincatura
Prova Pull-Off campione in ferro verniciato bianco
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1.4.3. PRELIEVO DI MATERIALE CON PREPARAZIONE DI PROVETTE PER LABORATORIO E
RIPRISTINO INTEGRITÀ STRUTTURALE
1. Prelievo provino su anima di trave da ponte
2. Ripristino integrità strutturale su lamiera anima
3. Prelievo provino da nervatura di rinforzo di una trave da ponte
4. Ripristino strutturale rinforzo
1.4.4. PRELIEVO DI BULLONI CON PREPARAZIONE DI PROVETTE PER LABORATORIO E RIPRISTINO
INTEGRITÀ STRUTTURALE
1. Preparazione per prova a trazione su bullone
2.. Trazione mediante pressa universale
3. Bullone dopo la prova di trazione in lavoratorio
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1.5. INDAGINI CONOSCITIVE IN OPERA PER STRUTTURE IN LEGNO
1.5.1. INDAGINI RESISTOGRAFICHE (PENETROMETRIA LIGNEA) ED IGROMETRICHE
METODOLOGIA INDAGINE
RESISTOGRAFICA
Il Resistograph è un trapano strumentato che
permette di ottenere informazioni sullo stato di
conservazione di elementi lignei nelle parti
laddove gli stessi non sono accessibili oppure
nei casi in cui l’indagine visiva non restituisca
informazioni significative. Attraverso la
determinazione della densità del legno, infatti,
nelle sezioni indagate si possono trarre
importanti valutazioni sulla qualità e sullo stato
di conservazione dell’elemento.
La densità viene valutata attraverso la
resistenza alla perforazione che il legno
oppone all’ingresso di una punta di 3 mm di
diametro, dotata di un movimento combinato
che le permette una rotazione e un
avanzamento a velocità costante.
La resistenza è concentrata sulla punta
dell’ago, dal momento che questa ha uno
spessore doppio rispetto allo stelo, ed è
possibile ricavare una resistenza alla
penetrazione in funzione della profondità della
struttura. La velocità di introduzione dello
strumento è regolabile in funzione delle
caratteristiche specifiche del legno esaminato:
basse velocità di penetrazione per legni ad
alta densità, velocità maggiori per legni più
teneri.
Lo strumento consente di valutare così le
variazioni di densità nelle diverse sezioni
dell’elemento, permettendo di trarre importanti
indicazioni sulle caratteristiche del legno e sul
suo stato di conservazione (la presenza di
difetti, anomalie ed alterazioni).
La presenza di difetti o anomalie si basa su
considerazioni derivanti dalla massa volumica
del legno, infatti il legno anomalo e
decomposto ha una massa e una resistenza
alla perforazione nettamente inferiori a quelle
del legno sano.
Bisogna ricordare comunque che la
valutazione dei risultati ottenuti dal
Resistograph è solamente di tipo comparativo.
Lo strumento non restituisce il valore assoluto
di un parametro dimensionale ma
l’interpretazione può essere ottenuta
confrontando tra loro profili che presentano lo
stesso indice di resistenza in funzione della
sezione
interna
dell’elemento
ligneo
stabilendo così una statistica comune. Il
confronto può derivare da profili inerenti alla
stessa campagna di acquisizione (preferibile
di gran lunga) oppure da una case history già
determinata.
La resistenza alla penetrazione del materiale
può essere correlata con il valore di densità
locale, con le caratteristiche di resistenza ed
elasticità mediante leggi empiriche.
Il profilo acquisito viene visualizzato dal
registratore a carta dello strumento e
simultaneamente memorizzato per la
successiva analisi con PC.
Il programma “F-TOOLS” consente l’analisi dei
profili di densità e l’elaborazione dei dati che
possono essere presentati sotto forma di
grafici, tabelle e schede; inoltre i dati possono
essere esportati in formato ASCII, EMF o
MST.
Con la tecnica utilizzata dal RESI F è possibile
non soltanto localizzare e quantificare i danni
di natura biotica, ma anche valutare le
dimensioni delle sezioni laddove non vi siano
altre possibilità di accertamento.
Principali vantaggi derivati dall’uso del
Resistograph:
Strumento leggero, utilizzabile senza cavo,
veloce, accurato ed affidabile.
Consente di determinare il decadimento del
legno, stati di putrefazione, cavità ed aree
fessurate, nascoste all’occhio umano.
Analizza le strutture interne e attraverso lo
studio degli anelli di crescita permette di
determinare lo stato di avanzamento annuale.
Non è uno strumento invasivo, è utilizzato in
lavori di restauro e in strutture antiche perché
grazie al suo ridotto spessore non lascia
alcuna traccia nel legno esaminato.
Consente
di
perforare
anche
in
corrispondenza delle teste delle travi nelle
murature grazie all’inclinazione dello
strumento a 45° mediante apposita testa di
perforazione.
Strumentazione
Resistograph IML Resi F 400
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1.6. INDAGINI CONOSCITIVE IN OPERA PER STRUTTURE IN PIETRA NATURALE
1.6.1. INDAGINI ULTRASONICHE
CONTROLLO ULTRASONICO (UNI
EN 12504-4: 2005)
Le indagini ultrasoniche consentono la
determinazione delle caratteristiche elastomeccaniche di un materiale, attraverso
l’analisi delle modalità di propagazione delle
onde elastiche al suo interno.
Attraverso lo studio della propagazione degli
impulsi ultrasonici nel materiale e la misura del
tempo di transito delle onde longitudinali (onde
P), è possibile determinare la velocità
dell'impulso ultrasonoro nel materiale (nota la
distanza tra le sonde) ed il modulo di Young
(note la distanza tra le sonde e la densità del
materiale).
La velocità di propagazione in un mezzo
dipende dall’elasticità e dalla resistenza del
mezzo stesso: maggiore è la velocità,
maggiore sarà il modulo elastico e quindi la
resistenza essendo, infatti, ogni interruzione
od eterogeneità del materiale, causa di un
ritardo del segnale.
La misura può essere eseguita seguendo tre
schemi di acquisizione:
-Trasmissione diretta (o in trasparenza)
applicando le due sonde in asse sulle facce
opposte dell’elemento da saggiare;
-Trasmissione semidiretta (o diagonale)
applicando i trasduttori in punti appartenenti a
due facce adiacenti, in genere ortogonali.
-Trasmissione indiretta (o omeosuperficiale)
posizionando le sonde sulla stessa faccia a
una distanza nota. Le misure più precise e
significative sono quelle eseguite in
trasparenza interessando l’intera sezione della
struttura da sottoporre a controllo. E’ così
possibile misurare il tempo di propagazione
dell’onda (e nel contempo verificare frequenze
ed attenuazioni del segnale), calcolarne la
velocità conoscendo la distanza reciproca tra
la sonda trasmittente e la sonda ricevente, e
risalire quindi al modulo elastico dinamico del
mezzo indagato. Nell’utilizzo pratico la sonda
trasmittente, posta a contatto con la superficie
del manufatto e ad essa accoppiata grazie a
speciali conduttori acustici, genera impulsi
ultrasonici che si propagano nel mezzo
secondo fronti d’onda approssimativamente
sferici date le sue caratteristiche dimensionali
e di frequenza di vibrazione. La propagazione
dell’impulso ultrasonoro è comunque, regolata
da quelle che sono le comuni leggi fisiche che
soddisfano i fenomeni relativi alla
propagazione delle onde elastiche in un
qualsiasi mezzo. Durante le misure eseguite in
campo il segnale ultrasonico è visualizzato
sullo schermo della strumentazione dove
l’operatore controlla che il pacchetto d’onda
sia caratterizzato da uno spettro significativo e
che il primo arrivo (first peak) sia individuabile
con precisione. La forma d’onda viene quindi
registrata ed elaborata con apposito software
dedicato.
Strumentazione
Il rilievo della velocità delle onde ultrasoniche
nel cls è stato eseguito utilizzando una
strumentazione ULTRASONIC SYSTEM CMS
della BOVIAR.
L’apparecchiatura ultrasonica BOVIAR CMS è
costituita da una centralina di acquisizione dati
e da una serie di sensori piezoelettrici con
trasmettitore ad alta potenza (>1,6 Kv) o con
martello strumentato, per poter effettuare
misure del tempo di propagazione delle onde
compressionali (onde P) in molti tipi di
materiali, anche con scarse caratteristiche di
propagazione e velocità. La potenza di
trasmissione degli impulsi, regolabile via
software tramite cursore, e la elevata
sensibilità dei ricevitori piezoelettrici di tipo
attivo, con frequenza propria 55 KHz
(opzionale 20KHz), consentono di effettuare
misure sia in laboratorio, su provini anche di
grandi dimensioni, in materiali quali
calcestruzzo, rocce, materiali plastici,legno
vetroresina, ecc…, sia presso cantieri, per
indagini in sito su pilastri e travi in
calcestruzzo o materiali lapidei, edifici civili o
monumentali. La centralina di acquisizione
permette di digitalizzare i segnali acquisiti
(forma d’onda completa) e visualizzarli come
su un oscilloscopio con scala tempi-ampiezza.
I segnali vengono visualizzati, elaborati e
memorizzati direttamente da un Computer
Palmare HP IPAQ 2210 dotato di interfaccia
bluetooth, integrato nella centralina, sul quale
è caricato il software SonicPocket-WCE
v.3.3.0 che gestisce la visualizzazione,
memorizzazione ed elaborazione dei segnali.
Strumentazione ad ultrasuoni CMS
RISULTATI DELLE INDAGINI
L’elemento oggetto di indagine ultrasonica
presenta caratteristiche geometriche tali da
non poter essere effettuata una valutazione
per trasparenza, difatti vi sono due travi
affiancate con intercapedine inaccessibile alle
sonde.
L’indagine è stata svolta mediante
l’applicazione delle sonde ultrasoniche poste
simmetricamente alla lesione, al fine di
individuarne la profondità sulla base del
percorso minimo di propagazione delle onde.
Preliminarmente sono state svolte indagini su
porzioni non lesionate allo scopo di
determinare la velocità di propagazione degli
impulsi ultrasonici nel materiale.
n°
misura
13
14
15
tempo
23.40
56.60
98.40
distanza
(cm)
10.00
20.00
30.00
velocità
(m/s)
4273.5
3533.6
3048.8
velocità
media
(m/s)
3618.6
Le indagini hanno messo in risalto una
variabilità della stima di profondità fessure
circa omotetica tra le varie sezioni con valori
superiori allo spessore della trabeazione
stessa (circa 35cm) che potrebbe quindi
indicare la presenza di lesione passante. Il
rilevamento
degli
impulsi
ultrasonori
riscontrato, verosimilmente è dovuto ad una
trasmissione attraverso il capitello di appoggio
della trave stessa.
Sede di Mantova
Sede di Milano
Misura 13 – Porzione non lesionata dist=10cm
Sezione e prospetto architrave in pietra
Misura 9 – Sezione 03 dist=30cm – Porzione lesionata
Sede di Mantova
Sede di Milano
2.
PROVE
DI
CARICO
Sede di Mantova
Sede di Milano
Le prove di carico sono prove che vengono
effettuate su elementi strutturali allo scopo di
verificarne
sperimentalmente
il
loro
comportamento sotto le azioni di esercizio.
Queste devono essere, in generale, tali da
indurre le sollecitazioni massime di esercizio
per combinazioni caratteristiche rare. Le prove
di carico devono identificare la corrispondenza
tra il comportamento teorico e quello
sperimentale. In relazione al tipo di struttura ed
alla natura dei carichi le stesse possono essere
convenientemente protratte nel tempo, ovvero
ripetute su più cicli.
Le prove possono essere di collaudo (verifica),
da effettuare prima di mettere le strutture in
esercizio, o prove di analisi, allo scopo di
verificare il comportamento di un elemento
strutturale già in opera. Le prove di verifica
sono
necessarie
per
accertare
la
corrispondenza dei risultati sperimentali con
quelli derivanti dal calcolo teorico e si eseguono
sulle strutture di nuova costruzione o su quelle
di cui si conoscono gli elementi costituenti (ad
esempio il tipo di solaio, la dimensione delle
travi e dei travetti,..) ed i parametri caratteristici
della forma (momento d’inerzia), del materiale
(modulo di elasticità) e delle condizioni di
vincolo. Le prove di analisi si eseguono su
strutture di cui non si conoscono con certezza i
parametri geometrici e meccanici, si è in
assenza dei documenti progettuali o le
caratteristiche di progetto non sono garantite
(fessurazioni, materiali non rispondenti, danni
da incendio o urti, vetustà).
L’esito della prova deve essere valutato sulla
base di alcuni aspetti fondamentali:
-
le deformazioni devono crescere
all’incirca in maniera proporzionale
ai carichi;
-
nel corso della prova non devono
prodursi fratture, fessurazioni,
deformazioni o dissesti che
compromettano la sicurezza o la
conservazione dell’opera;
-
la deformazione residua dopo la
prima applicazione del carico
massimo non superi una quota parte
di quella tela caso in cui tale limite
venga superato, prove di carico
successive devono indicare che la
struttura
tenda
ad
un
comportamento elastico;
-
la deformazione elastica risulti non
maggiore di quella calcolata;
Le prove di carico, in relazione all’importanza
dell’opera e al grado di conoscenza che si vuole
ottenere, possono essere integrate da prove
dinamiche e prove a rottura.
In una struttura a comportamento perfettamente
elastico, la curva carico-spostamento ha forma
di una retta: nelle strutture reali nelle quali si
presentano inevitabilmente delle deformazioni
permanenti, dovute ad assestamenti anelastici
degli elementi strutturali e delle componenti di
finitura, la curva ha forma di spezzata. In tale
curva pertanto si possono individuare dei tratti a
deformazione massima, tratti a deformazione
plastica e tratti a deformazione viscosa. A
partire da queste tre deformazioni sarà pertanto
possibile ricavare il valore della freccia elastica
depurando la deformazione massima dalle
deformazioni plastica e viscosa.
Le norme tecniche per le costruzioni
stabiliscono che il giudizio sull’esito della prova
di carico è di esclusiva competenza nonché
responsabilità del Collaudatore statico. Ciò
tuttavia non esclude che il Direttore dei Lavori
possa in autonomia far eseguire delle prove di
carico, al fine di verificare la corrispondenza
della struttura alle previsioni di progetto. In tal
caso il Collaudatore può accettare le prove fatte
eseguire dal Direttore dei Lavori, conservando
comunque la facoltà di ripetere quelle già
eseguite o di farne eseguire di nuove.
Durante la fase di progettazione di una prova,
bisogna interpretare tutti i possibili schemi statici
reali e di progetto, facendo in modo che
entrambi siano tra loro legati. I travetti di solaio
sono generalmente calcolati come appoggiati
agli estremi, assegnando ai vincoli un certo
grado d’incastro e supponendo che ogni
elemento sia indipendente da quello vicino.
Nella realtà, invece, i solai si comportano come
piastre vincolate su quattro lati e perciò anche i
travetti distanti dalla zona caricata forniscono un
contributo collaborando con quello più
sollecitato. Quando non è possibile caricare
l’intera estensione del solaio compresa tra
quattro pilastri, allo scopo di sollecitare la zona
caricata così come previsto in progetto, è
necessario
determinare
con
buona
approssimazione la zona di solaio collaborante
e valutare di conseguenza l’entità di zavorra
necessaria per la prova. La zavorra potrà
essere materializzata, a seconda dell’esigenza
della prova, da serbatoi o vasche da riempire
con acqua, bidoni, martinetti idraulici. Se il
carico viene generato con vasche o serbatoi
riempiti d’acqua, questa si dispone in maniera
uniforme e graduale, potendo quantificare con
esattezza il carico misurando l’altezza d’acqua
o utilizzando un contatore in entrata e in uscita.
Anche l’utilizzo di martinetti idraulici per le
indagini ad esempio su singoli elementi
strutturali fornisce una buona approssimazione
dell’andamento del carico attraverso la misura
della pressione esercitata. Se si utilizzano
elementi discreti, quali sacchi o bidoni, è
opportuno procedere alla distribuzione del
carico in maniera simmetrica, alternandolo per
evitare la formazione di archi di scarico diversi
da quelli che si avrebbero in esercizio.
Per la determinazione del carico di prova si
considera l’entità del carico accidentale previsto
in progetto, aggiungendo eventualmente il
carico delle finiture non ancora in opera sulla
struttura. In relazione, poi, alla tipologia di
zavorra a disposizione ed alle configurazioni
geometriche possibili, in funzione della
geometria
dell’elemento
strutturale
e
dell’ingombro del carico equivalente, sia passa
alla valutazione teorica e/o sperimentale
dell’entità del carico.
Come già anticipato, nel caso ad esempio di
solai gettati in opera, quando non è possibile
caricare interamente l’estensione del solaio, è
possibile ricorrere a strisce di carico aventi una
larghezza inferiore alla larghezza del campo di
solaio, facendo tuttavia le dovute correzioni di
carico per tener conto della collaborazione delle
fasce laterali non direttamente caricate ma
influenti.
Nella pratica si valuta teoricamente e/o
sperimentalmente la larghezza della fascia
collaborante e si incrementa il carico sino a far
lavorare i travetti direttamente caricati come se
fosse tutto il solaio ad esser caricato.
Aspetto particolarmente importante delle prove
di carico è la misurazione degli effetti che il
carico produce sugli elementi strutturali indagati,
e cioè la misura degli spostamenti. Particolare
attenzione
occorre
prestare
nell’implementazione ed installazione della
catena di misura. Per avere una misura precisa
delle deformazioni è indispensabile l’utilizzo di
trasduttori potenziometrici o induttivi, i quali
correlano la variazione della resistenza elettrica
o del campo magnetico alla variazione della
grandezza fisica. Tali dispositivi vengono
collegati ad apposite centraline che
acquisiscono ed elaborano il segnale in remoto
grazie a cavi o via wireles, consentendo allo
sperimentatore di operare in tutta sicurezza
anche a notevole distanza dalle aree caricate,
al contrario di quanto avveniva in passato con
l’utilizzo dei comparatori analogici che
costringevano l’operatore a letture dirette dello
strumento al di sotto dell’area di carico.
Occorre sempre valutare e tenere sotto
controllo ogni interferenza di tipo ambientale o
antropica che possa influire sulle misurazioni,
quali variazione di temperatura, vibrazioni,
deformazioni, in modo da poter depurare le
misurazioni effettuate da tali interferenze e
fornire un dato realistico delle deformazioni
della struttura sottoposta a prova.
Un’altra modalità di applicazione del carico
nell’esecuzione di una prova è il ricorso ai
cosiddetti carichi concentrati equivalenti. In
base alla tipologia di carico si distinguono in
prova a spinta e prova a tiro. Il principio consiste
nel sostituire il carico distribuito, ove possibile,
con un carico concentrato equivalente che
produca la medesima inflessione ed eguale
sollecitazione di momento che avrebbe prodotto
il carico distribuito. La prova a spinta viene
eseguita mediante l’applicazione di un carico
concentrato applicato a mezzo di un sistema a
spinta costituito da traverse nervate e da un
martinetto idraulico, oltre ad un sistema di
prolunghe ad innesti rapidi. Attraverso tale
tipologia di prova sul solaio da caricare viene
applicato un carico concentrato grazie al
contrasto esercitato dal solaio superiore. E’
possibile utilizzare questa tipologia di carico
sino a quando il solaio superiore, per effetto
della spinta dal basso del martinetto, viene
semplicemente scaricato dal momento positivo
dovuto al peso proprio. In caso contrario,
quando possibile, si può zavorrare o contrastare
il solaio superiore, ovvero valutare la possibilità
di ricorrere al metodo a tiro, quando cioè non è
possibile contrastare il sistema di spinta. In
questo caso il carico viene generato dal tiro
della strutura provocato dall’accorciamento di
uno o più martinetti ancorati alla struttura
inferiore o a normali pesi.
Le modalità esecutive di una prova partono con
il concordare con la Direzione Lavori e
Collaudatore le fasi e i tempi di carico e scarico
conformi agli schemi statici previsti. Si scelgono
gli elementi strutturali su cui eseguire la prova
esaminando con accuratezza la presenza di
altri elementi non strutturali (quali ad esempio
tramezzi per i solai) che ne possano modificare
lo schema teorico. Si applicano i comparatori
per la lettura degli spostamenti e
successivamente si applica il carico per fasi,
incrementandolo in maniera costante fino a
raggiungere il massimo valore di progetto. Si
attende
dunque
l’assestamento
degli
spostamenti e si procede analogamente allo
scarico controllando le deformazioni residue.
Sede di Mantova
Sede di Milano
2.1 PROVE DI CARICO MEDIANTE CONTENITORI E SERBATOI AD ACQUA
PROVA REALIZZATA MEDIANTE
MATERASSO AD ACQUA
Le prove di carico hanno come obiettivo il
confronto tra le frecce teoriche e quelle
sperimentali e sono utili per valutare l’aspetto
deformativo degli elementi strutturali, come
previsto dalla normativa.
I risultati delle prove ed il comportamento
elastico delle strutture vengono rappresentati
da curve di isteresi. In una struttura
perfettamente elastica la curva risulta una
retta; in realtà essendo presenti nella struttura
deformazioni permanenti dovute al peso
proprio e ad eventuali carichi permanenti che
incrementano l’entità delle frecce, la curva
assume la forma di una spezzata.
La sequenza operativa di prova è la seguente:
- Posizionamento del serbatoio flessibile sulla
superficie interessata da collaudo e
collegamento dello stesso alla presa di carico
idrico.
- Posizionamento degli strumenti di misura
(trasduttori di spostamento o comparatori
centesimali) e collegamento degli stessi alle
centraline di acquisizione dati.
- Applicazione graduale del carico in base a
valori stabiliti dalla Direzione Lavori o dal
tecnico responsabile.
- Eventuale ciclo di ricarico
- Scarico graduale con verifica finale del
residuo al termine delle prove.
Serbatoio ad acqua
Comparatore centesimale
Centralina di acquisizione dati Boviar
Comparatore centesimale monitoraggio spostamenti
Trasduttori di spostamento
2.2. PROVE DI CARICO MEDIANTE MARTINETTI IDRAULICI
PROVA REALIZZATA MEDIANTE
MARTINETTO A SPINTA O TRAZIONE
Il carico equivalente di collaudo sarà calcolato
eguagliando la sollecitazione massima
flettente di progetto e di prova, sfruttando
l'eguaglianza dei momenti fra carico
uniformemente distribuito con quello di
struttura di pari dimensione caricata con
carichi concentrati ai terzi della luce. Si
propone di procedere all’esecuzione delle
prove con due carichi concentrati a 1/3 e 2/3
della luce del solaio, poiché tale schema di
carico determina contemporaneamente sia i
momenti di vincolo che il momento di
mezzeria uguali a quelli generati dal carico
uniformemente distribuito ed il valore dei
carichi di prova risulta, a tutti gli effetti,
indipendente dal grado di vincolo delle
strutture.
Verifica della Collaborazione Laterale del
solaio.
Il solaio sottoposto ad un carico applicato
subisce una deformazione dipendente
dall’entità, dalla tipologia e dalla distribuzione
delle azioni gravanti, nonché dallo spessore
del solaio e dallo schema statico. Quando si
opera una prova di carico si è soliti simulare
l’azione complessiva dei carichi agendo su
un’unica striscia isolata. Al momento
dell’applicazione del carico sulla striscia di
solaio considerata si instaura un effetto
collaborante sulle strisce di solaio adiacenti,
che unite alla caricata generano la deformata
dell’impalcato.
Questo perché il solaio ha un comportamento
bidimensionale che è più o meno accentuato a
seconda del tipo di armatura inserita. La
presenza di rete elettrosaldata all’estradosso e
di nervature trasversali di irrigidimento induce
un comportamento quasi a
lastra
dell’impalcato;
di
conseguenza
la
collaborazione laterale delle strisce di solaio
tende a diminuire la deformazione misurata
rispetto a quella teorica prevista. A questo,
punto in fase di collaudo, si è soliti
incrementare i carichi applicati del valore di
collaborazione riscontrato attraverso la
valutazione dell’abbassamento del solaio.
Così facendo si è in grado di ottenere
l’equivalente delle sollecitazioni di progetto. La
collaborazione
“K”
viene
calcolata
sperimentalmente mediante il teorema di Betti
che permette di determinare il valore del
coefficiente amplificativo da applicare al
massimo carico. Questo valore è solito variare
tra le 2 e le 4 unità nei solai con orditura
monodirezionale, tra le 3 e le 5 unità nei solai
di portata bidirezionale.
Sistema a spinta posizionato per la prova
Sede di Mantova
Sede di Milano
Trasduttori di spostamento posizionati per il rilievo della deformata
Schema prova di carico a spinta
Particolare di un trasduttore di spostamento
Schema tipo prova di carico a trazione
Putrelle di applicazione del carico
2.3. PROVE DI SU TRAVI E SOLAI
Sede di Mantova
Sede di Milano
2.4. PROVE DI CARICO SU SCALE
Carico mediante sacchi di cemento
Carico mediante contenitori d’acqua in polietilene
Rilevamento spostamento
con estensimetri digitali
2.5. PROVE DI CARICO SU SBALZI E BALCONI
Carico effettuato mediante sacchi di cemento
Rilevamento spostamenti mediante estensimetri digitali montati su aste telescopiche
2.6. PROVE DI SPINTA ORIZZONTALE SULLE PARETI
Spinta su parete mediante martinetto idraulico
Trazione su parete mediante martinetto idraulico
Sede di Mantova
Sede di Milano
2.7. PROVE DI SPINTA ORIZZONTALE SU PARAPETTI
Sede di Mantova
Sede di Milano
2.8. PROVE DI CARICO SU PONTI
Carico effettuato tramite autocarro su ponte fluviale
Stazione di rilevamento
Posizionamento automezzi su cavalcavia ferroviario
Sede di Mantova
Sede di Milano
Sede di Mantova
Sede di Milano
3.
PROVE
DI
CARICO
SU
FONDAZIONI
Sede di Mantova
Sede di Milano
La fase di progettazione di un’opera di
fondazione implica la valutazione di una serie di
parametri legati alle esigenze di carico della
struttura sovrastante ed alle condizioni del
terreno.
Le fondazioni per loro natura sono inserite nel
terreno e pertanto non possono essere testate
e verificate come le strutture che supportano.
Valutare una fondazione richiede quindi
l’interpretazione di informazioni derivanti da
controlli diretti ed indiretti, ottenibili sia in fase di
realizzazione (registrazioni in fase di getto per
pali gettati in opera) che in fase di controllo.
Difetti ed anomalie riscontrati successivamente
alla fase di realizzazione comportano azioni di
recupero e ripristino laboriose e dispersive in
termini di tempo e con aggravio di costi
dell’intera opera. Le tecniche di indagine non
distruttive sono una soluzione ottimale per
fornire informazioni necessarie a comprendere
la qualità del sistema fondazione.
Le tecniche di indagine oggi disponibili per la
verifica delle fondazioni sono classificate in
metodi diretti e metodi indiretti:
Metodi diretti, che consistono in un’analisi
visiva o attraverso la misura di parametri
meccanici:
- metodi visivi
- prove di carico
- sondaggi e perforazioni
Metodi
indiretti,
che
consistono
nell’acquisizione di grandezze non direttamente
legate alle caratteristiche meccaniche dei
materiali, come proprietà acustiche, elettriche le
quali, adeguatamente interpretate, forniscono
informazioni
sullo
stato
qualitativo
dell’elemento. Possono essere classificate in:
-
interni
-
esterni
-
remoti
Fra questi la variabilità dei terreni in base alle
dimensione dell’opera in progetto ed il verificarsi
di difetti, o in ogni caso di variazioni, nella
fondazione per effetto di difformità esecutive. La
risposta di una fondazione è fortemente
influenzata
dalle
modalità
esecutive,
difficilmente controllabili.
La capacità portante di una fondazione deve
essere basata su osservazioni sperimentali
relative alle specifiche condizioni in esame.
I metodi indiretti vengono spesso usati per
controlli di routine, controlli qualitativi o come
indagini preliminari qualora sorgano dubbi legati
alla fase di realizzazione. Le tecniche dirette
forniscono
indicazioni
circa
l’abilità
dell’elemento di sostenere il carico di progetto,
mentre le prove indirette forniscono indicazioni
significative sulle caratteristiche strutturali come
integrità e qualità del materiale.
In ogni caso, il comportamento di una
fondazione è influenzato in maniera
determinante dalla tecnologia esecutiva (nel
caso dei pali, ad esempio, se sono del tipo
battuti prefabbricati, gettati in opera, trivellati,
etc..) in relazione alla natura ed alle
caratteristiche dei terreni attraversati. Le
caratteristiche sono anche fortemente
influenzate dalla qualità del materiale impiegato
e da eventuali riprese di getto. Una serie di
fattori, poi, in gran parte casuali assumono un
enorme rilievo.
Nel caso di palificate, un primo tipo di prova è la
prova pilota, di norma spinta a rottura o a carico
massimo di prova pari ad almeno tre volte il
carico di esercizio. La prova pilota (o di
progetto) è quindi una prova distruttiva e deve
essere eseguita su un palo campione
appositamente realizzato, non appartenente
alla palificata in progetto la cui utilità è quella di
verificare il comportamento della fondazione in
quel determinato tipo di terreno. La finalità è
quella di determinare il carico limite e di studiarn
la curva carico-cedimento. Se il palo viene
opportunamente strumentato, si avrà la
possibilità di studiare separatamente la
resistenza laterale e la resistenza alla punta.
Nel caso di prova di collaudo, invece, vengono
scelti a caso nell’ambito della palificata durante
o dopo la sua costruzione almeno due pali su
cui effettuare le prove. Esse non possono,
ovviamente, essere distruttive, quindi il carico
viene limitato ad 1,5 volte il carico di esercizio.
La sua finalità risulta essenzialmente quella di
controllare la corretta esecuzione del palo e di
verificare che non ci sia disomogeneità di
comportamento tra i vari pali della palificata.
3.1. PROVE DI CARICO SU PALI DI FONDAZIONE
Prova di carico verticale
Martinetto per spinta assiale idraulico
Estensimetri elettrici per rilevamento spostamenti
Prova di carico con spinta orizzontale
Prova di carico con spinta orizzontale
Sede di Mantova
Sede di Milano
Sede di Mantova
Sede di Milano
3.2. PROVE CROSS HOLE SU PALI DI FONDAZIONE
CROSS - HOLE
Tale metodologia permette il rilievo
dell’integrità di getti in calcestruzzo intesa
come la valutazione dell’omogeneità del
materiale, assenza di difetti costruttivi,
dilavamenti, restrizioni o intrusioni di materiale
spurio nei pali di fondazione. Le indagini
ultrasoniche consentono la determinazione
delle caratteristiche elasto-dinamiche dei
materiali. Poiché la densità e le proprietà
elastiche di un materiale influenzano la
velocità di propagazione di impulsi ultrasonici
attraverso di esso, con questa metodologia è
possibile valutare il grado di omogeneità e la
presenza di eventuali fatturazioni o cavità. Il
controllo CROSS HOLE si basa sullo studio
della propagazione, nel materiale in esame,
d’impulsi di vibrazione meccanica lungo una
serie di traiettorie all’interno della struttura da
esaminare, ed in particolare sulla misura del
tempo di transito delle onde longitudinali (onde
P) nel passare attraverso il materiale. Tale
metodologia si basa sul principio che nel
calcestruzzo di buone caratteristiche
meccaniche, integro, omogeneo e compatto si
hanno velocità di propagazione degli impulsi di
vibrazione ben definiti e di valore elevato
(3000-4500 m/s). L’ emissione e la ricezione
degli impulsi di vibrazione avviene per mezzo
di due sonde, una emittente e l’altra ricevente,
che si muovono, su comando manuale
dell’operatore, all’interno delle strutture in
esame, utilizzando tubi di diametro standard
(10 cm) opportunamente previsti allo scopo e
quindi inseriti ed inglobati nel calcestruzzo in
fase di getto, cercando di mantenersi paralleli
ed equidistanti dall’asse del palo per tutta la
lunghezza degli elementi. Il materiale indagato
è quello compreso tra la sonda emittente e
quella ricevente, in quanto la prima,
muovendosi all’interno della tubazione emette
continuamente impulsi che, una volta captati
dal ricettore, vengono introdotti nell’apposita
unità di elaborazione che visualizza in
funzione della profondità di ispezione, il tempo
di transito dell’impulso nella struttura. L’analisi
grafica e numerica delle velocità dell’impulso
ultrasonico è realizzata tramite PC e software
dedicato. Il risultato è solitamente visualizzato
in una diagrafia che permette di rilevare gli
eventuali difetti presenti nel palo in esame.
Durante le operazioni di misura in campo è
necessario che l’operatore controlli sul monitor
che: Il pacchetto d’onda sia caratterizzato da
uno spettro significativo e che il primo arrivo
(first peak) sia individuabile con precisione.
Per far questo si può intervenire
preventivamente ampliando con appositi
guadagni e filtri il segnale. Il tempo di
propagazione nel mezzo rimanga pressoché
costante durante tutta la prova. Questo tipo di
indagine ultrasonica permette:
a. La determinazione della lunghezza dei pali
di fondazione.
b. L’individuazione di discontinuità, vuoti, linee
di frattura e disassamenti.
c. L’individuazione dell’esatta posizione del
difetto, e la possibilità di effettuare
rapidamente ulteriori analisi soniche.
I vantaggi della tecnica sono molteplici:
a. Si tratta di una tecnica Non Invasiva.
b. I valori di prova vengono determinati
immediatamente.
c. È possibili effettuare una verifica anche su
pali di diametri elevati.
Strumentazione di prova
Diagrafia soniche
Particolare testa palo attrezzata per il controllo
Sede di Mantova
Sede di Milano
4.
MONITORAGGI
Sede di Mantova
Sede di Milano
4.1. MONITORAGGIO STATI FESSURATIVI
Immagini varie di monitoraggi mediante fessuri metri graduati e stazioni di rilevamento con estensimetri per il rilevamento evolutivo dello stato fessurativo.
4.2. MONITORAGGIO STATI DI DEFORMAZIONE E COAZIONE
1. Montaggio di estensimetri a corda vibrante su barre d’armatura
2. Posa dei cavodotti per il cablaggio dei sensori
3. Posa dell’armatura durante il montaggio dei sensori
4. Diagramma di evoluzione dello stato deformativo
Sede di Mantova
Sede di Milano
4.3. MONITORAGGIO TEMPERATURE
Centralina di acquisizione
Estensimetri a corda vibrante con sensore di temperatura
Stesura dei cavidotti sull’armatura della platea da monitorare
Posa della sonda di temperatura
Sonda temperatura ambiente
Andamento delle temperature interne della platea durante i primi 28 giorni della fase di getto
Sede di Mantova
Sede di Milano
Sede di Mantova
Sede di Milano
5.
PROVE
SPECIALI
SU
SISTEMI
COSTRUTTIVI
Sede di Mantova
Sede di Milano
5.1. PROVE SU STRUTTURE PREFABBRICATE IN C.A.
1. Prova di carico in stabilimento su elemento prefabbricato in c.a.
2. Prova di carico in laboratorio mediante martinetto idraulico su pannello
Sede di Mantova
Sede di Milano
2. Prova di carico in laboratorio mediante martinetto idraulico su pannello
3. Prova di carico in stabilimento su tegole in c.a.p.
5.2. PROVE SU STRUTTURE PREFABBRICATE IN LEGNO
1. Prova in laboratorio di pannello in legno sottoposto a carico verticale e spinta orizzontale mediante martinetti idraulici
Sede di Mantova
Sede di Milano
2. Prova in Laboratorio mediante martinetti idraulici fino a rottura su travi in legno fibrorinforzate
5.3. PROVE SU SISTEMI DI ANCORAGGIO DI FACCIATE IN PIETRA
Prova per la determinazione del carico di rottura in corrispondenza dei fori di fissaggio secondo la UNI EN 13364
Sede di Mantova
Sede di Milano
5.4. PROVE A TAGLIO E A STRAPPO SU ANCORAGGI
1. Martinetto idraulico cavo
2. Fase di estrazione
3. Ancoraggio fissato con resine epossidiche da
Sottoporre a prove
5.5. PROVE DI CONDUCIBILITÀ TERMICA DI STRUTTURE IN OPERA
Rilevazione in opera della trasmittanza
termica mediante l’uso di termo flussimetri
La misurazione della riduzioni relative alle
dispersioni termiche ottenute con le pareti
realizzate è normalmente influenzata dalla
metodologia di posa e pertanto risulta
necessario nelle certificazioni energetiche
misurare l’effettivo isolamento raggiunto. Lo
studio dispone di un laboratorio mobile in
grado di misurare le effettive dispersioni che si
manifestano sulle pareti esistenti. La
rilevazione in opera della trasmittanza termica
di un elemento di involucro edilizio (sia
orizzontale che verticale) con il metodo dei
termoflussimetri è riferibile alla norma UNI EN
1934-2000 e alla norma ISO 9869:1994.
La prova viene effettuata attraverso l’utilizzo
dei seguenti strumenti:
Termoflussimetro
Si tratta di una termopila che viene
posizionata sulla faccia della parete dove la
fluttuazione termica è minore e dove non c’è
irraggiamento solare diretto, in genere la
superficie interna dell’elemento da investigare.
Per garantire una perfetta aderenza tra
superficie del termo flussimetro e superficie
dell’elemento viene steso uno strato di pasta
conduttiva fra i due in maniera omogenea. Le
termopile, inserita nel flusso termico,
determina una tensione proporzionale alla
differenza di temperatura che ci crea tra le due
facce a causa della resistenza termica della
piastra e fornisce in uscita una tensione
proporzionale al flusso di calore trasmesso,
assumendo il flusso di calore costante nell’
unità di tempo, la conducibilità termica del
corpo costante e il sensore con influenza
termica trascurabile sul flusso di calore.
Sensori di temperatura superficiale
Un sensore di temperatura superficiale di
parete va posizionato nella stessa parte del
termo flussimetro nelle sue immediate
vicinanze, mentre un sensore va posizionato
allo stesso livello però sulla superficie opposta
dell’elemento. Il sensore generalmente è
costituito da una piccola termocoppia montata
su una placca di metallo buon conduttore e
Strumentazione di prova in ambiente interno
collegata alla superficie del provino tramite
una posa adesivia conduttiva ben stesa in
modo tale da evitare sacche di aria fra
sensore ed elemento.
Per minimizzare l’influenza della temperatura
dell’aria sulla misura di temperatura
superficiale, il sensore può essere isolato
verso l’esterno per mezzo di piccoli elementi di
materiale isolante. L’influenza del sensore e
dell’elemento isolante sulla differenza tra
l’effettiva temperatura superficiale e quella
misura è trascurabile.
Sensori di temperatura dell’aria
Per misurare la temperatura dell’aria ambiente
alle due facce opposte dell’elemento, si
utilizzano i sensori di temperatura
opportunatamente schermati da radiazione
diretta ma dove venga comunque garantita la
circolazione turbolenta dell’aria per misurare la
temperatura della massa d’aria. I sensori
vengono posizionati alla stessa altezza e nei
pressi degli altri sensori di misura prima
descritti, ad almeno 1,50 m dal pavimento.
Sensore di temperatura aria e temperatura superficiale di parete all’esterno
Sede di Mantova
Sede di Milano
5.7. PROVE A COMPRESSIONE E TAGLIO SU MURATURE
1. Prova a taglio su muratura
2. Prova a compressione su murature
3. Campione a collasso dopo la prova
5.8. PROVE TENUTA ADESIVI
Immagini relative ad una prova di trazione alla temperatura ambiente di 60°C di un adesivo vetro/acciaio
Sede di Mantova
Sede di Milano
6.
PROVE
DINAMICHE
Sede di Mantova
Sede di Milano
6.1. PROVE DINAMICHE SU STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
Sede di Mantova
Sede di Milano
6.2.2. PROVE DINAMICHE SU BENI MONUMENTALI
Sede di Mantova
Sede di Milano
Sede di Mantova
Sede di Milano
7.
PROVE
SU
MASSETTI
Sede di Mantova
Sede di Milano
7.2. VERIFICA DELLA DUREZZA SUPERFICIALE
Verifica della durezza superficiale dei massetti secondo norma UNI EN 13892-6 mediante misura dell’impronta residua a seguito dell’applicazione di carico in modo statico.
Sede di Mantova
Sede di Milano

presentazione del laboratorio

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