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«IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE» Giornata di Studio: Il controllo dei materiali: tecniche non distruttive e sistemi di monitoraggio.

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Presentazione sul tema: "«IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE» Giornata di Studio: Il controllo dei materiali: tecniche non distruttive e sistemi di monitoraggio."— Transcript della presentazione:

1 «IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE» Giornata di Studio: Il controllo dei materiali: tecniche non distruttive e sistemi di monitoraggio residenti Prof. Ing. Giacinto Porco Docente Università della Calabria Venerdì 19 Giugno 2015 A.I.A.C. – Associazione Ingegneri Architetti Cittanova «Polo Solidale della Legalità» Viale Merano – Cittanova (RC) Ore: PARTE II

2 Metodo Sclerometrico

3 Scopi e campo di applicazione La norma UNI EN :2012 specifica un metodo per la determinazione dell’indice sclerometrico di un’area di calcestruzzo indurito utilizzando un martello azionato da una molla. L’indice sclerometrico determinato mediante questo metodo può essere utilizzato per la valutazione dell’uniformità del calcestruzzo in sito, per delineare le zone o aree di calcestruzzo di scarsa o deteriorata qualità presenti nelle strutture. Il metodo di prova non è inteso come una alternativa per la determinazione della resistenza alla compressione del calcestruzzo ( EN :2009) ma, con una opportuna correlazione alla compressione in sito. Per la valutazione della resistenza alla compressione in sito vedere la EN 13791:2009. Il martello può essere utilizzato per prove comparative, in riferimento ad un calcestruzzo con resistenza nota o ad un calcestruzzo che è risultato provenire da un volume definito di calcestruzzo con una popolazione verificata come conforme a una particolare classe di resistenza. Prove Non Distruttive Calcestruzzo IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

4 Metodo Sclerometrico Apparecchiatura Sclerometro, consiste in un maglio di acciaio caricato a molla che, quando viene rilasciato, colpisce un pistone di acciaio a contatto con la superficie del calcestruzzo. La distanza di rimbalzo del martello di acciaio dal pistone di acciaio deve essere misurata su una scala lineare applicata al telaio dello strumento. Indice di riferimento, incudine di acciaio per la verifica di taratura del martello, caratterizzata da una durezza minima di 52 HRC, una massa di (16 ) kg e un diametro di circa 150mm. Pietra abrasiva, pietra al carburo di silicio con tessitura granulare media o materiale equivalente. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

5 Metodo Sclerometrico Apparecchiatura: schema grafico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

6 Metodo Sclerometrico Area di prova e preparazione delle superfici Gli elementi di calcestruzzo da sottoporre a prova devono essere di almeno 100 mm di spessore e fissati all’interno di una struttura. Possono essere sottoposti a prova campioni più piccoli purché siano rigidamente supportati. Dovrebbero essere evitate aree che rivelano la presenza di nidi di ghiaia, sfaldature, tessitura grossolana o altre porosità. Nel selezionare l’area da sottoporre a prova si dovrebbero considerare i seguenti fattori: resistenza del calcestruzzo; tipo di superficie (esempio sagomata o non sagomata); tipo di calcestruzzo (per esempio normale o leggero); stato di umidità delle superfici; carbonatazione; direzione della prova; altri fattori appropriati. Un’area di prova potrebbe essere approssimativamente di 300 mm x 300 mm. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

7 Metodo Sclerometrico Preparazione delle superfici Utilizzando la pietra abrasiva, rettificare le superfici a tessitura ruvida o tenera o le superfici con resti di malta, fino a renderle lisce e prive di materiale residuo. Le superfici levigate o frattazzate possono essere sottoposte a prova di rettifica. Rimuovere eventuali residui di acqua presenti sulla superficie del calcestruzzo. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

8 Metodo Sclerometrico Procedimento Eseguire la verifica di taratura. Verificare che la temperatura ambientale sia tra °C. È consigliabile disegnare una regolare griglia di linee distanti da 25 mm a 50 mm l’una dall’altra e considerare le intersezioni delle linee come punti di prova. Tenere saldamente lo sclerometro in una posizione che consenta al pistone di avere un impatto perpendicolare alla superficie di prova ed aumentare gradualmente la pressione sul pistone fino all’impatto del martello. Dopo l’impatto registrare l’indice sclerometrico. Utilizzare un minimo di nove misure per ottenere una stima affidabile dell’indice sclerometrico di un’area di prova. Registrare la posizione e l’orientamento dello sclerometro per ciascuna serie di misurazioni. Esaminare tutte le impronte lasciate sulla superficie dopo l’impatto e se l’impatto ha frantumato o sforato a causa di un vuoto vicino alla superficie, scartare il risultato. Dopo le prove, rieseguire la verifica di taratura dello sclerometro. Se il risultato è diverso dai limiti raccomandati, annullare le prove e contattare il laboratorio di assistenza del produttore per far tarare lo strumento. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

9 Verifica della taratura Si consiglia di utilizzare sempre lo sclerometro seguendo le istruzioni d’uso del produttore. Eseguire la verifica di taratura Tutti i dispositivi di prova che si basano sull’utilizzazione dei risultati dovuti all’energia d’impatto, devono essere provvisti di controllo della taratura in quanto, dopo un uso prolungato, le molle modificano le loro costanti elastiche. Ciascun tipo e formato di sclerometro dovrebbe essere utilizzato solo per le classi di resistenza ed il tipo di calcestruzzo per il quale è stato progettato. Metodo Sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

10 Metodo Sclerometrico Verifica della taratura L’incudine in acciaio di taratura per la verifica dello sclerometro deve essere caratterizzata da una durezza minima di 52 HRC (durezza Rockwell tipo C), da una massa di 16 ± 1 Kg ed un diametro di circa 150 mm. La verifica di taratura su un’incudine non garantisce che sclerometri diversi abbiano a produrre gli stessi risultati in altri punti della scala sclerometrica. Per la verifica è necessario: ► Collocare l’incudine su un piano rigido; ► Azionare lo strumento almeno 3 volte per accertarsi del funzionamento meccanico; ► Inserire lo sclerometro nell’anello di guida dell’incudine ed eseguire una serie di battute  10 e controllare che la media dei valori sia conforme ai limiti raccomandati dal produttore. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

11 Risultato della prova L’indice sclerometrico dell’area di prova deve essere calcolato come la media di tutte le misure, corrette se necessario in base all’orientamento dello sclerometro. L’indice sclerometrico deve essere espresso come numero intero. a)Se oltre il 20% di tutte le misure si discosta dalla media per più di 6 unità, deve essere scartata l’intera serie di misure. b)Qualora si utilizzano più sclerometri, si dovrebbe effettuare un numero sufficiente di prove su superfici di calcestruzzo simili per determinare la variazione nei risultati ottenuti. Metodo Sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

12 Resoconto della prova Il resoconto della prova sclerometrica dovrà includere: a)Identificazione dell’elemento/struttura di calcestruzzo; b)Posizione della/e area/e di prova; c)Identificazione dello sclerometro; d)Descrizione della preparazione della/e area/e di prova; e)Dettagli sul calcestruzzo e sua condizione; f)Data e ora di esecuzione della prova; g)Risultato della prova (valore medio) e orientamento dello sclerometro per ciascuna area di prova; h)Risultati della prova corretti in base all’orientamento dello sclerometro; i)Eventuali deviazioni dal metodo di prova normalizzato; j)Dichiarazione della persona tecnicamente responsabile della prova, che attesti che la prova è stata effettuata in conformità alla UNI EN :2012. Metodo Sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

13 Espressione dei risultati Durezza e resistenza vengono correlate con relazioni di natura empirica o basate su metodi probabilistici, in quanto molteplici sono i fattori che influenzano la misura. La correlazione tra indice di rimbalzo I m e la resistenza a compressione R c del calcestruzzo è del tipo: Con A e B parametri dipendenti dalle caratteristiche del calcestruzzo e Im è l’indice medio di rimbalzo. Metodo Sclerometrico

14 Il metodo sclerometrico non è destinato, come già detto, a sostituire i metodi per la determinazione della resistenza del calcestruzzo. Una stima approssimativa della resistenza a compressione può essere ottenuta solo in presenza di una curva sperimentale di taratura, che correli l’indice di rimbalzo alla resistenza di un calcestruzzo di riferimento. Per la determinazione della curva sperimentale di taratura tra resistenza del calcestruzzo ed indice di rimbalzo occorre comprimere i provini cubici di taratura confezionati secondo la UNI EN :2012 tra i piatti di una pressa con una sollecitazione (almeno 1 N/mm 2 ) tale da non causare il loro movimento durante l’impatto. La superficie del provino deve presentarsi asciutta. Si considera asciutto un provino o un elemento strutturale lasciato per 24 h in ambiente con umidità relativa non maggiore del 65% e con una temperatura media compresa tra 10 e 30 °C. Metodo Sclerometrico - Curve di Correlazione IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

15 Metodo Sclerometrico Per ognuna delle due facce opposte, escludendo la faccia libera del getto, devono essere effettuate almeno nove battute sclerometriche. Successivamente deve essere determinata la resistenza a compressione del provino secondo il procedimento di cui alla UNI EN :2009. La variazione della resistenza a compressione tra provino e provino può essere ottenuta diminuendo il rapporto acqua/cemento. Per ottenere un numero statisticamente valido, alfine della determinazione della curva di correlazione tra la resistenza a compressione e l’indice di rimbalzo, occorre effettuare prove su una campionatura di almeno 30 provini relativi ad almeno tre diversi rapporti acqua/cemento. La stima approssimata della resistenza a compressione, relativa alla zona saggiata mediante curva di correlazione, deve essere effettuata su un calcestruzzo omogeneo avente, escludendo l’acqua di impasto, la stessa composizione di progetto dei provini di taratura e con lo stesso angolo a di battuta. IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

16 Gli sclerometri sono tarati per direzione d’urto orizzontale. Qualora la superficie da saggiare abbia una giacitura diversa da quella verticale, la lettura deve essere corretta per depurarle dal peso del martello. Le correzioni d’angolo rappresentano il numero di divisioni che si devono aggiungere alla lettura effettiva quando la prova viene effettuata su una superficie non verticale, per ottenere l’equivalente della misurazione su una superficie verticale. Questa è positiva quando il verso di prova è dall’alto al basso, è negativa in caso contrario. Ogni ditta costruttrice di sclerometri fornisce insieme allo strumento una serie di curve di taratura per alcuni angoli di inclinazione ed inoltre i valori degli errori probabili commessi dallo strumento. Metodo Sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

17 Metodo Sclerometrico L’influenza della carbonatazione sulla stima della resistenza del calcestruzzo è molto significativa. Il calcestruzzo alterato dalla carbonatazione porterà ad una sovrastima della resistenza che in casi estremi può raggiungere il 50% (infatti la formazione del carbonato di calcio provoca un indurimento dello strato superficiale). E’ possibile stabilire un fattore di correzione delle letture effettuate che tenga conto del fenomeno della carbonatazione comparando i risultati di test sclerometrici eseguiti sia sulla superficie carbonatata che su quella sottostante non carbonatata. Influenza della carbonatazione sull’indice sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE

18 Influenza della posizione in quota sull’indice sclerometrico La posizione della prova in relazione alla quota del getto di calcestruzzo influisce sulla stima della resistenza a causa della stratificazione della miscela: le zone più alte del getto hanno sempre un rapporto acqua/cemento più elevato. Influenza della superficie delle membrature sull’indice sclerometrico L’influenza del tipo di superficie sottoposto alla prova è rilevante. Se i test vengono condotti su calcestruzzi gettati in casseri di materiale differente, anche i risultati saranno diversi: superfici più dure, ottenute con alcuni tipi di casseri in materiale assorbente, condurranno a una sovrastima della resistenza. Le superfici levigate e lavorate a mano sono comunque più dure delle superfici ottenute sformando i casseri, e pertanto si avrà una sovrastima della resistenza. Metodo Sclerometrico IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE Influenza del livello di umidità sull’indice sclerometrico Il calcestruzzo ordinario da costruzione con superfici umide presenta una resistenza all’incirca il 20% inferiore rispetto allo stesso materiale asciutto.


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