Misure di velocità di onde acustiche in elementi in calcestruzzo armato M. De Bonis, R. Ditommaso, A. Masi, M. Mucciarelli, M. Vona DiSGG, Università degli Studi della Basilicata, Potenza

OBIETTIVI DEL LAVORO Definire una nuova metodologia di prova non distruttiva per una valutazione della variabilità delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo in situ Verificare l’affidabilità e l’attendibilità del metodo, anche grazie al confronto con un metodo consolidato e modelli teorici

INQUADRAMENTO DELLA PROBLEMATICA Le metodologie esistenti di indagine in situ sono di tipo: Buona affidabilità Danno strutturale Distruttivo Elevato costo di esecuzione Limitata estendibilità delle prove Moderata affidabilità Assenza di danno strutturale Non Distruttivo Minor costo di esecuzione Possibilità di maggiore diffusione

DESCRIZIONE DELLA METODOLOGIA DI PROVA Metodo sonico Misure della velocità di propagazione di onde acustiche all’interno di elementi in calcestruzzo armato Semplicità esecutiva Costo minimo di esecuzione Rapidità esecutiva Danno strutturale nullo – non strutturale minimo Semplice procedura di elaborazione dei dati

CAMPO DI INDAGINE Sette pilastri estratti da un edificio in corso di demolizione, caratterizzati da: Calcestruzzo di bassa qualità Assenza di caratteristiche sismo-resistenti Copriferro di scarso spessore Un pilastro in opera, in reali condizioni di posizione e di carico, con calcestruzzo di buona qualità

DESCRIZIONE DELLA MODALITÀ DI PROVA Fissare i velocimetri nell’elemento a distanze progressive (0.25, 0.5, 1, 1.5 m) Sollecitare l’elemento in un punto con una forzante impulsiva Memorizzare in un unico centro di raccolta dati le tracce dei segnali generati d = 0.25 m d = 1 m

SEGNALI REALI Velocità Primo arrivo primo segnale Primo arrivo secondo segnale m/s Primo picco primo segnale Primo picco secondo segnale s

RISULTATI MISURE

MODELLAZIONE NUMERICA MODELLO COMSOL A STRATI Punto di battuta Punti di misura MODELLO COMSOL A STRATI

MODELLAZIONE NUMERICA – Propagazione impulso

VISUALIZZAZIONE RISULTATI NUMERICI

CONFRONTO CON VELOCITÀ ULTRASONICA Equazione retta y = 1.1065 x – 1582.7 Coefficiente di correlazione R = 0.88 Test di Fischer confidenza pari al 90 %

RELAZIONE VELOCITÀ - FREQUENZA

CONCLUSIONI La metodologia proposta si colloca nell’ambito dei metodi non distruttivi essendo caratterizzata dall’arrecare un danno minimo agli elementi non strutturali Negli elementi esaminati, si osserva una variazione della velocità di propagazione dell’onda al variare della distanza tra i ricevitori Ciò mette in evidenza l’eterogeneità dell’elemento legata alla presenza di più strati dalle diverse caratteristiche meccaniche passando dalla superficie al nucleo interno

CONCLUSIONI Nel modello numerico presentato, si osserva, in accordo con i risultati sperimentali, una variazione di velocità al variare della distanza tra i punti di misura E’ stato effettuato un confronto con le velocità ottenute tramite metodo ultrasonico per trasparenza ed è stato possibile dedurre l’esistenza di una buona correlazione tra le due serie di valori

SVILUPPI FUTURI Approfondimento e perfezionamento del metodo presentato, dal punto di vista della modalità di prova e dell’installazione dei sensori Sviluppo di ulteriori modelli numerici in grado di avvicinarsi quanto più possibile alle condizioni reali Stabilire ulteriori correlazioni con i risultati di altre prove In questo modo, con una minima invasività nell’elemento, sarà possibile contribuire all’ottenimento di una stima sufficientemente rappresentativa e affidabile della resistenza a compressione del calcestruzzo in situ

Grazie