1.4.2 - Prove ca - Tullini

Operazione "Impariamo a ricostruire"
rif. PA 2012-2511/RER
GLI INTERVENTI POST-SISMA
STRUTTURE IN C.A.
LIVELLI DI CONOSCENZA E TECNICHE SPERIMENTALI
II. Indagini sui materiali
Prof. Ing. Nerio TULLINI
Dipartimento di Ingegneria – Università di Ferrara
Indagini sui materiali
Gli scopi di una indagine diagnostica sono principalmente finalizzati a:
- caratterizzare il materiale in termini di specie, provenienza,
caratteristiche di resistenza,
- diagnosticare lo stato di conservazione in termini di degrado,
corrosione, umidità, ecc.,
- scegliere i materiali da utilizzare per l’intervento di recupero.
Campionatura del materiale
Al fine di caratterizzare il materiale, la campionatura deve essere effettuata nelle parti:
- sane, non interessate da fenomeni di degrado,
- alterate, con eventuale definizione degli agenti di degrado.
- il prelievo dei campioni deve essere eseguito in funzione di ciò che si
vuole evidenziare,
- i prelievi devono essere eseguiti nel rispetto dell’edificio esistente,
- la quantità di materiale deve essere adeguata al fine delle analisi,
- la numerosità dei campioni deve essere sufficientemente elevata.
Metodi di indagine sui materiali
Tipi di prove:
- distruttive
- non distruttive
Tipi di analisi:
- meccaniche
- chimico-fisiche
- mineralogiche/petrografiche
Indagini sulle strutture
- Prove di carico statiche per saggiare il comportamento ai carichi
verticali: prove di carico su solai, scale, balconi, ecc
- Prove dinamiche per saggiare il comportamento d'insieme,
prevalentemente alle sollecitazioni orizzontali
- Prove per la determinazione dello stato tensionale: tiro nelle catene,
martinetti piatti per le murature
- Monitoraggio dell'evoluzione del degrado e del quadro fessurativo
Caratterizzazione statistica delle proprietà del materiale - 1
La misura di una grandezza eseguita su numerosi campioni di
materiale consente di costruire:
- istogramma delle frequenze relative in cui si riporta il rapporto
rN(e) = ne / N
tra il numero di campioni ne appartenenti ad una classe e, rispetto al
numero totale di campioni N
- istogramma delle frequenze cumulative in cui si riporta la somma
∑
E
r (e)
e =1 N
delle frequenze relative rN(e) che precedono una determinata classe E
Caratterizzazione statistica delle proprietà del materiale - 2
1.0
frequenza relativa
0.16
CDF
0.12
0.8
0.6
0.08
0.4
PDF
0.04
0.2
0
0.0
frequenza cumulativa
Le proprietà dei materiali sono variabili aleatorie
20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
valori di resistenza
Gli istogrammi delle frequenze relative e cumulative diventano delle
funzioni denotate rispettivamente funzione di densità di probabilità
(PDF) e funzione di distribuzione cumulativa (CDF).
(CDF)
Valore medio e scarto quadratico medio
Valore medio
1
Rm =
n
PDF
n
∑ Ri
i =1
sn1
Scarto quadratico medio
sn1 < sn2
sn2
1 n
(Ri − Rm )2
sn =
∑
n − 1 i =1
Coefficiente di variazione (COV):
Rm
Cv =
sn
100
Rm
Resistenza caratteristica di un materiale
Rm
frequenza relativa
0.16
0.16
0.12
0.12
0.08
0.08
0.04
Rk
0
0.04
0.00
20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
valori di resistenza
Rk = resistenza al di sotto della quale si può attendere di trovare il 5%
della popolazione di tutte le misure di resistenza (frattile inferiore 5%)
Classificazione del calcestruzzo
Il calcestruzzo è classificato in funzione di:
- fck resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cilindri di
altezza 300 mm e diametro 150 mm oppure
- Rck resistenza caratteristica a compressione a 28 giorni di cubi di 150
mm di lato
dove la resistenza caratteristica, denotata con il pedice k, è il valore
della resistenza al di sotto del quale si attende di trovare il 5% di
tutte le misure possibili di resistenza sul volume di cls considerato.
Ai sensi della L. 1086/71 e decreti attuativi, il D.L. ha l'obbligo di
effettuare prelievi del cls (1 prelievo = 2 provini) e di far eseguire prove
di compressione in Laboratorio.
1 MPa (1 mega Pascal) = 106 N/m2 = 1 N/mm2 = 10 kg/cm2
Classificazione del calcestruzzo secondo il DM08
Per strutture non armate o
a bassa percentuale di armatura
Per strutture semplicemente armate
Per strutture precompresse
Sperimentazione preventiva e
controllo di qualità
Autorizzazione del Servizio Tecnico
Centrale su parere del CSLLPP
C25/30: fck = 25 MPa, Rck = 30 MPa
Compressione monoassiale
Modalità di prova
UNI EN 12390-1. Prova sul calcestruzzo indurito.
Forma, dimensioni ed altri requisiti per provini e per casseforme
Provini cubici
Dimensione massima fino a
dell’aggregato [mm]
16
Lato del provino
[mm]
100
oltre
16
fino a
31,5
oltre
31,5
fino a
63
oltre
63
fino a
125
oltre
125
150
200
250
300
Provini cilindrici:
diametro d come per i provini cubici ed altezza pari a 2d.
Compressione monoassiale
Influenza della forma del provino
Le tensioni tangenziali che si sviluppano, per attrito, tra le superfici del
provino e quelle della pressa influenzano maggiormente la resistenza a
compressione dei provini tozzi.
fck ≅ 0.80 Rck
Compressione monoassiale
Influenza della forma del provino
La resistenza diminuisce
all’aumentare delle
dimensioni del provino per
effetto scala (size effect).
La resistenza diminuisce
all’aumentare della
snellezza del provino
Compressione monoassiale
Modalità di prova
UNI EN 12390-2. Prova sul calcestruzzo indurito.
Confezione e stagionatura dei provini per prove di resistenza
• compattazione del cls effettuata preferibilmente con tavola vibrante;
• provini nello stampo per almeno 16h, ma non più di 72h, a 20 ± 5°C;
• provini in camera a 20 ± 2 °C e RH > 95% fino a prima della prova;
Compressione monoassiale
Modalità di prova
UNI EN 12390-3. Prova sul calcestruzzo indurito.
Resistenza alla compressione dei provini
• errore di planarità < 0.05 mm;
• angoli fra due facce continue > 90°±30';
• prove a 24h, 72h; 7d, 14d, 28d, 90d, 180d, 365d;
• provini per almeno 48h in camera a 20 ± 2 °C e RH > 90% fino a 2h
prima;
• dσ/dt = 0.5 ± 0.2 MPa/s.
Compressione monoassiale
Modalità di prova
Compressione monoassiale
Modalità di rottura
regolari
irregolari
Controllo statistico continuativo del cls
(Ferrara e Toniolo, CTE 2000)
n = numero di risultati di prelievo
fck = fcm - ks
con k = 1.48, s = scarto quadratico
Andamento quadrimestrale delle resistenze
Andamento quadrimestrale delle resistenze
- Le mutazioni stagionali inducono sensibili variazioni di fcm
C55/67: da 59.3 a 68.9 MPa con ∆fm = 9.6 MPa,
C30/37: da 32.0 a 40.2 MPa con ∆fm = 8.2 MPa,
- Su base annua si hanno i seguenti valori:
C55/67: fm = 62.6 MPa, s = 2.77 MPa, COV = 4.4%, fck = 58.5 MPa
C30/37: fm = 35.0 MPa, s = 2.33 MPa, COV = 6.7%, fck = 31.6 MPa
Compressione monoassiale
Diagramma tensioni - deformazioni in funzione della classe di cls
- Per i cls ad alta resistenza si è osservato che la deformazione ec1 in
corrispondenza di fc cresce all’aumentare della classe del cls e non è
costante
- La deformazione ultima cala all’aumentare della classe
(comportamento fragile del cls ad alta resistenza).
Compressione monoassiale
Diagramma tensioni - deformazioni in funzione della classe di cls
- Il ramo di softening dipende dalla dimensione del provino (size effect)
- In cls ad alta resistenza il tratto iniziale, con andamento prossimo al
lineare, è più esteso.
- Il modulo elastico iniziale aumenta all’aumentare della classe del cls.
Compressione monoassiale
Modulo elastico
Prova di trazione indiretta (prova brasiliana)
UNI EN 12390-6:2002 – Prova sul cls indurito. Resistenza a trazione
indiretta dei provini.
Rilevamento delle zone omogenee di cls
La maggior parte dei metodi di indagine utilizzati per valutare la classe
di resistenza di un calcestruzzo presuppone l’esecuzione delle prove su
aree omogenee. Un parametro adeguato per la misura dell’omogeneità di
una zona di cls è il coefficiente di variazione correlato alla grandezza caratterizzante il metodo di indagine adottato.
Indicato con gi il parametro valutato in n punti, il coefficiente di
variazione è fornito dalla relazione:
Cv =
sn
100
gn
1
dove g n =
n
n
∑ gi
i =1
è la media degli n valori trovati gi,
1 n
(gi − g n )2 è lo scarto quadratico medio.
sn =
∑
n − 1 i =1
Una zona viene definita omogenea se per essa risulta Cv < 10%.
fopera,m ≥ 85% fcm
Prove sul cls in opera
prove dirette di resistenza su campioni prelevati dagli elementi strutturali
sono considerate prove distruttive
- carotaggi
- microcarotaggi
prove indirette in cui si misurano certe caratteristiche fisiche o chimiche
da cui si ricava una stima della resistenza attraverso correlazioni, in
genere di tipo empirico
- non distruttive: sclerometro, velocità di propagazione degli ultrasuoni
metodi combinati (SonReb)
- moderatamente distruttive: prove di estrazione (pull-out test, con inserti
pre-inseriti, con inserti post-inseriti)
- prova di penetrazione: Windsor Probe Test, pull-off, break-off
Carotaggio
Riferimenti normativi: UNI EN 12504-1:2002 - Prove sul calcestruzzo
nelle strutture. Carote. Prelievo, esame e prova di compressione.
Principio di funzionamento: il carotaggio prevede l’estrazione di provini
cilindrici mediante sonda a corona diamantata (carotatrice), sui quali è
poi possibile eseguire prove di compressione e di determinazione del
modulo elastico.
Zone in cui effettuare il carotaggio
Le zone in cui effettuare i carotaggi devono essere scelte in modo da non
alterare la capacità portante dell'elemento strutturale. Viceversa occorre
puntellare la struttura.
Particolare attenzione in prossimità dei nodi strutturali.
Negli elementi compressi (pilastri) occorre assolutamente evitare di
effettuare fori in posizione eccentrica. Eseguire il foro a metà altezza.
Nelle travi, sono preferibili le zone ai quarti della luce e all'altezza
dell'asse neutro.
Non ci si deve comunque attendere che la riduzione di capacità portante
delle strutture soggette a compressione possa essere completamente
compensata dal riempimento del foro mediante malte additivate.
Carotaggio
Campionamento delle carote
- Prove non distruttive possono essere utilizzate per identificare le aree
aventi caratteristiche meccaniche modeste. Le carote prelevate da tali
aree forniscono un limite inferiore della resistenza a compressione del cls
della struttura.
- I risultati delle prove a compressione sulle carote possono essere utilizzati per calibrare metodi non distruttivi che possono essere poi utilizzati
per valutare una più estesa area della struttura.
Carotaggio
Prelevamento delle carote
Il diametro della carota non deve essere inferiore a 3 volte il diametro
massimo dell’aggregato e si deve annotare la direzione di prelievo,
poiché la resistenza a compressione è dipendente dalla direzione in cui è
avvenuto il getto.
Usualmente le carote hanno diametro d = 100 mm o 150 mm e
preferibilmente altezza h = 2d, in ogni caso h ≥ d.
Carotaggio
Resistenza a compressione del calcestruzzo
Secondo la British Standard 1881 - P120/83 la resistenza cubica Rc
dedotta da quella fcarota misurata sulla carota vale:
f carota
Rc = w
(1.5 + d h )
dove w = 2.5 per perforazioni verticali, w = 2.3 per perforazioni
orizzontali. Nel primo caso e per h = d si ottiene fcarota = Rc;
mentre per h = 2d si ha fcarota = 0.8 Rc.
fcarota,m ≥ 85% fcm = 0.85 (fck + 8) = 0.85 (0.83 Rck + 8) [in MPa]
⇒ Rck ≤ (1.42 fcarota,m – 9.6) [in MPa]
Microcarotaggio
Riferimenti normativi: UNI 10766 (1999) - Prove di compressione su
provini ricavati da microcarote per la stima delle resistenze cubiche
locali del calcestruzzo in situ.
Principio di funzionamento: il microcarotaggio consiste nell’estrazione,
mediante carotaggio ad umido, di microcarote aventi diametro nominale
28 mm e dalle quali si possano ricavare almeno 3 provini di altezza pari
al diametro. Le microcarote devono essere estratte da manufatti di cls
con aggregati di diametro non maggiore di 31.5 mm. Il metodo è ritenuto
non distruttivo in quanto il danno provocato alla struttura è limitato
rispetto a quello delle usuali carote del diametro di 100 mm o 150 mm.
Microcarotaggio
Campionamento e prelevamento delle carote
- Per una stima affidabile di una zona di cls, preliminarmente definita
omogenea con mezzi idonei, è necessario disporre di un numero di
microcarote non inferiore a 3 e di provini non inferiore a 12. L'elevata
dispersione dei dati che il metodo comporta viene così bilanciata dalla
richiesta di un numero elevato di provini.
d
100 mm < d < 150 mm
d
Esempio di
localizzazione
delle microcarote
Resistenza a compressione del calcestruzzo
Allo scopo di ottenere risultati affidabili le norme UNI richiedono che
almeno ogni 3 anni si controllino le apparecchiature e la procedura di
misurazione, ossia l’operatore deve certificare di essere in grado di
ottenere, in un cls omogeneo, eguali resistenze a compressione da
microprovini e da cubi standard, con un errore al più del 10 %.
Sclerometro
Riferimenti normativi: UNI EN 12504-2:2001 - Prove sul calcestruzzo
nelle strutture. Prove non distruttive. Determinazione dell'indice
sclerometrico.
Principio di funzionamento: il rimbalzo di una massa elastica dipende
dalla durezza della superficie su cui urta. La risposta dello strumento
deve essere controllata periodicamente sull'incudine di riferimento
L'energia di impatto, costante
caratteristica dello strumento, viene in
parte assorbita dal calcestruzzo sotto
forma di deformazioni anelastiche
permanenti ed in parte restituita alla
massa mobile che rimbalza: quindi quanto
maggiore è la resistenza del materiale,
tanto minori sono le deformazioni
permanenti e quindi tanto maggiore risulta
l'altezza di rimbalzo.
Sclerometro
Limiti del metodo: la valutazione è basata
sulla resistenza di uno strato di piccolo
spessore (da 1 a 3 cm circa) della superficie
dell'elemento strutturale, strato che peraltro
risulta poco rappresentativo a causa delle
alterazioni che subisce per fattori ambientali.
Sclerometro
Superficie di prova.
a) le parti di cls da sottoporre a prova devono avere spessore > 150 mm
b) devono essere evitate le zone che presentano nidi di ghiaia,
scalfitture, tessitura grossolana, porosità elevate, zone con presenza di
ferro o intonaco
c) adeguatamente preparata e pulita per eliminare le asperità superficiali
d) devono essere effettuate almeno 9 misure per ogni superficie di
prova, le battute non devono risultare sovrapposte e devono distare
almeno 25 mm dai bordi
+
+
+
d
+
+
+
25 mm < d < 50 mm
d
+
+
Esempio di localizzazione
delle battute sclerometriche
+
L’indice di rimbalzo sclerometrico della superficie di prova è
determinato dalla media di tutte le misure effettuate.
Sclerometro
Verbale della prova sclerometrica.
Nel resoconto di prova si deve riportare, per quanto possibile:
- il riferimento alla norma UNI EN 12504-2:2001;
- l’individuazione dell’opera e le sue caratteristiche;
- la localizzazione della superficie di prova;
- la descrizione della superficie di prova (per esempio spianata, asciutta
pulita con pietra abrasiva);
- la descrizione del cls (composizione, classe di resistenza, età,
condizio-ni di maturazione, tipo di casseforme utilizzate);
- tipo e numero di serie dello sclerometro utilizzato;
- la direzione di battuta (angolo α);
- l’indice di rimbalzo per ogni superficie di prova;
- la curva di taratura, se determinata;
- la data di prova;
Sclerometro
Verbale della prova sclerometrica.
I risultati delle prove possono essere raccolti in una tabella come la
seguente:
N
.
Data
Posizione
Tipo cls
α
in opera
Battute
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
--
Pilastro 1
--
0
2
--
Trave 23
--
0
Media
Stima
R
Sclerometro
Il metodo sclerometrico misura la durezza superficiale e non è da
intendersi alternativo per la determinazione di Rck.
In assenza di una calibrazione diretta, la resistenza a compressione può
essere stimata pari a:
Rc = 0.059 I1.75 [N/mm2]
con un errore stimabile maggiori 20%.
Propagazione di impulsi ultrasonici
Riferimenti normativi: UNI EN 12504-4:2005 - Prove sul calcestruzzo
nelle strutture. Parte 4: Determinazione della velocità di propagazione
degli impulsi ultrasonici.
Principio di funzionamento: si misura il tempo che un impulso di
vibrazione impiega per percorrere la distanza (nota) tra la sonda
emittente T e quella ricevente R. La velocità apparente è definita dal
rapporto fra distanza geometrica tra i punti di rilievo e tempo di transito
rilevato.
Propagazione di impulsi ultrasonici
La frequenza di lavoro delle sonde può variare da 40 a 100 kHz.
Onde a bassa frequenza sono debolmente attenuate dal materiale e perciò
penetrano ad elevate profondità, con esse è possibile operare su materiali
a grana grossa e su superfici ruvide ma non sono in grado di risolvere
piccole discontinuità.
Onde a frequenze più alte consentono maggiore risoluzione, ma hanno
minore profondità di penetrazione.
La superficie di calcestruzzo dell’elemento in prova, nei punti di
applicazione delle sonde, deve essere pulita e sufficientemente piana, tale
da permettere un contatto uniforme con le sonde ed evitare la presenza
d’aria interposta che provoca un’attenuazione del segnale.
Propagazione di impulsi ultrasonici - Posizionamento delle sonde
T
T
R
T
R
Trasmissione diretta
R
semi diretta
indiretta
1) Trasmissione diretta (per trasparenza): consiste nell’applicare i
trasduttori su due facce opposte dell’oggetto indagato. La maggiore parte
dell’energia emessa dalla sonda emittente è diretta a quella ricevente.
2) Trasmissione semi diretta (diagonale): consiste nell’applicare i
trasduttori in punti appartenenti a due facce adiacenti, in genere
ortogonali. È necessario misurare con la massima accuratezza la distanza
tra i centri delle facce dei trasduttori.
3) Trasmissione indiretta (superficiale): consiste nell’applicare i
trasduttori in punti diversi di una stessa faccia dell’elemento da provare.
Solo una minima parte dell’energia emessa dalla sonda emittente è
diretta a quella ricevente. La velocità di propagazione è influenzata dallo
strato superficiale del materiale.
Propagazione di impulsi ultrasonici - Posizionamento delle sonde
traiettorie 1 e 6: le misure forniscono di valori di velocità e di
attenuazione relativi al calcestruzzo di base
traiettoria 2a: fessura priva di zone di contatto fra i lembi: velocità più
bassa
traiettoria 2b: fessura con zone di contatto fra i lembi: velocità circa
uguale, attenuazione maggiore
Propagazione di impulsi ultrasonici - Posizionamento delle sonde
traiettoria 3: presenza di un vuoto: velocità minore e attenuazione
maggiore
traiettoria 4: presenza di un vespaio, cioè di vuoti con piccole zone di
contatto: velocità circa uguale, marcata attenuazione
traiettoria 5: zona di cls con diverse caratteristiche elasto-meccaniche:
diversa velocità
Propagazione di impulsi ultrasonici - Posizionamento delle sonde
T
T
R
R
La presenza di disomogeneità aumenta il percorso dell’onda di pressione
e l’intensità viene attenuata, di conseguenza la velocità apparente
diminuisce rispetto a quella del materiale integro. Viceversa la presenza
di barre d’armatura diminuisce il tempo di propagazione e quindi
aumenta la velocità, maggiorata anche del 40% rispetto a quella
riscontrata nel cls. Pertanto di solito occorre effettuare un rilievo
preliminare della posizione delle barre.
Tomografia sonica - 1
Il grafico del tempo di propagazione in funzione della distanza dei
sensori fornisce utili indicazioni sulla qualità del cls oggetto d’indagine.
a) cls omogeneo. La velocità di propagazione, rappresentata
dall’inclinazione della retta, è costante;
Distanza
T
R1
R2
Distanza
+
+
+
+
+
+ R1
Tempo
R3
R6
R4
Distanza
R5
R6
R6 +
+
+
+
+
R1+
Velocità
Tomografia sonica - 2
b) cls disomogeneo a causa di nidi di ghiaia, cavità o fessurazione
diffusa.
Distanza
T
R1
R2
Distanza
R3
R6
+
+
+ R1
+
+
+
R4
R5
Distanza
R6
R 6+
+
+
+
+
R1+
Tempo
Velocità
Tomografia sonica - 3
c) presenza di una fessura verticale tra i sensori R3 e R4;
T R1
R2
R3
R4
R5
R6
h
Distanza
∆ t R 6+
R3
+
+
+ R4
+
+ R1
Tempo
Distanza
R6 +
+
R 4+
+ R3
+ R1
+
Velocità
Con i sensori R1, R2, R3 si valuta la velocità apparente del cls integro Vc
= di/ti con i = 1, 2, 3. La profondità della fessura risulta h = Vc ∆t/2, ossia
è la metà dello spazio ulteriore percorso dall’impulso.
Tomografia sonica - 4
d) cls superficiale danneggiato;
T
R1
R2
R3
R4
R5
R6
h
Distanza
+
+
+ R6
+
+
+
Distanza
R 3+
+ R6
+
+ R4
+
R1+
R1
Tempo
Velocità
Tomografia sonica - 5
La localizzazione di vuoti o fessure è meglio determinata con il metodo
di trasmissione diretta tramite la realizzazione di una griglia regolare di
letture della velocità apparente. Se l’elemento strutturale ha spessore
costante, le curve di livello delle velocità apparenti possono indicare la
localizzazione e l’estensione dei vuoti.
Mappa di omogeneità di una trave di calcestruzzo
Metodo combinato SonReb - 1
Principio di funzionamento: si utilizzano grandezze del tutto indipendenti
tra loro in modo che i metodi utilizzati siano influenzati in maniera
differente da un medesimo parametro. Nel metodo SonReb (Sonic +
Rebound) si ottiene una buona stima della resistenza di un cls utilizzando
la velocità ultrasonica V e l’indice di rimbalzo (rebound) I, la prima
opera sotto tensioni lontane dalla crisi, il secondo allorché la coesione è
localmente persa.
Espressione dei risultati
Per ogni punto di misura si valuta la velocità di propagazione degli
impulsi ultrasonici VP e l’indice di rimbalzo dello sclerometro I. I valori
medi dei due parametri devono essere valutati su almeno 3 misurazioni
dirette di velocità di propagazione e 9 misure dell’indice di rimbalzo.
Metodo combinato SonReb - 2
Resistenza a compressione del calcestruzzo
La classe di resistenza può essere stimata tramite la seguente relazione:
Rc = 7.695 ×10 −9 × I 1.4 × VP2.6
Rc = 1.2 ×10−9 × I 1.058 × VP2.446
[MPa ]
[MPa ]
Giacchetti - Laquaniti (1980)
Di Leo - Pascale (1992)
dove VP è espresso in m/s. La precisione della stima è maggiore del 15%.
Curve isoresistenti nel
metodo SonReb
Determinazione della forza di estrazione (Pull-out test) - 2
Riferimenti normativi: UNI EN 12504-3:2005 - Prove sul calcestruzzo
nelle strutture. Parte 3: Determinazione della forza di estrazione.
Principio di funzionamento: si determina la forza F necessaria ad estrarre
da un elemento di calcestruzzo un inserto metallico pre-inserito
(preventivamente inglobato nel getto) o post-inserito (introdotto in
apposito foro a cls indurito). L’inserto post-inserito può essere del tipo
ad espansione geometrica o ad espansione forzata e la profondità utile
non deve essere minore di 35 mm. L’estrattore è costituito da una
apparecchiatura in grado di applicare una forza di trazione allo stelo
dell’inserto, facendo contrasto sulla superficie di cls, fino a provocare il
distacco del cono di estrazione.
Espressione dei risultati
Per ogni punto di misura il valore F della forza di estrazione risulta dalla
media aritmetica di 3 estrazioni distanti almeno 5 volte la profondità utile
dell’inserto, ossia almeno 5*35 = 175 mm. Ognuno dei 3 valori non deve
discostarsi più del 20% dal valore medio.
Determinazione della forza di estrazione (Pull-out test) - 2
Resistenza a compressione del calcestruzzo
La classe di resistenza è stimata tramite una apposita correlazione fornita
dall’operatore.
Studi teorici e sperimentali, hanno mostrato che la forza di estrazione è
correlata alla resistenza a compressione per angoli α fino a 30÷35°; per
α>45° è invece proporzionale alla resistenza a trazione.
Classificazione dell’acciaio per c.a.
Le barre sono caratterizzate dal diametro ∅ della barra tonda liscia
equipesante, ipotizzando una densità dell’acciaio pari a 7,85 kg/dm3.
Gli acciai B450C possono essere impiegati in barre di diametro ∅
compreso tra 6 e 40 mm (solo diametri pari + 25 mm).
Per gli acciai B450A il diametro ∅ deve essere compreso tra 5 e 10 mm.
Classificazione dell’acciaio per c.a. secondo DM08
La classificazione si basa sui seguenti parametri:
- Ft
tensione di rottura (o resistenza a trazione)
tensione di snervamento
- Fy
- ft/fy rapporto di sovraresistenza
allungamento limite in corrispondenza ft
- εt
B450C e B450A: valori nominali
frattile del 5%
Requisiti B450C
1.15 ≤ ft/fy < 1.35
εt = (Agt)k ≥ 7.5%
Requisiti B450A
ft/fy ≥ 1.05
εt = (Agt)k ≥ 2.5%
fy,nom = 450 N/mm²
ft,nom = 540 N/mm²
Acciaio per c.a.
Acciaio per c.a.
Snervamento
[kg/mm2]
Dolce
23
RD 16/11/39 Semiduro 27
Duro
31
AQ42
23
Circ. MLLPP
AQ50
27
1957
AQ60
31
Normativa
DM74DM96
FeB22k
FeB32k
FeB38k
FeB44k
22
32
38
44
Rottura
[kg/mm2]
42-50
50-60
60-70
42
50
60
34
50
46
55
Allungament
σadm
o [%]
[kg/mm2]
20
14
16
16
14
20
20
14
16
16
14
20
24
23
14
12
12
16
22
26
Prelievo spezzoni
- metodo distruttivo di prelievo di spezzoni di armatura da studiare in
laboratorio;
- spezzoni sottoposti a prova di trazione per la stima di tensione di
snervamento, resistenza a rottura e allungamento a rottura;
- attenzione alla presenza del fenomeno di corrosione delle barre che ne
compromette la resistenza.
Estrazione di
spezzone di barra
d'armatura e
ripristino mediante
saldatura
Livelli di conoscenza (Circ. Dm08 - Appendice C8A)
Ai fini della scelta del tipo di analisi e dei valori dei fattori di confidenza
vengono definiti i tre livelli di conoscenza seguenti:
- LC1: Conoscenza Limitata;
- LC2: Conoscenza Adeguata;
- LC3: Conoscenza Accurata.
Gli aspetti che definiscono i livelli di conoscenza sono:
- geometria, ovvero le caratteristiche geometriche degli elementi
strutturali;
- dettagli strutturali, ovvero quantità e disposizione delle armature;
- materiali, ossia le proprietà meccaniche dei materiali.
Definizione dei livelli di rilievo - 1
Prove in-situ limitate per completare le informazioni
Prove in-situ estese ed esaustive per ottenere informazioni in mancanza
sia dei disegni costruttivi che dei certificati originali di prova
Definizione dei livelli di rilievo - 2
Livello di conoscenza LC e fattore di confidenza FC
Fragile
La forza non può crescere oltre F.
L’elemento fragile si rompe.
Duttile
La forza non può crescere oltre Fy.
L’elemento fragile è protetto
se F è maggiore di Fy
(criterio di progetto).
Impiego dei fattori di confidenza FC
elementi duttili
fcd = fcm/FC,
fyd = fym/FC
elementi fragili
fcd = fcm/(γc FC),
fyd = fym/(γs FC)
Impiego dei fattori di confidenza FC