Prof. Vito ALUNNO ROSSETTI
Università di Roma “la Sapienza”
La durabilità, il degrado e la
determinazione della vita residua
Convegno Alig – SAIE 2014
Bologna 25 ottobre 2014
La Normativa per la durabilità è relativamente
giovane
1996
Al fine di garantire la durabilità del conglomerato,
particolarmente in ambiente aggressivo così come in presenza di
cicli gelo–disgelo, è necessario studiarne adeguatamente la
composizione
2008
Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato
ordinario o precompresso, esposte all’azione dell’ambiente, si
devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di
degrado indotti dall’attacco chimico, fisico e quelli derivanti dalla
corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo
25/10/2014
Convegno Alig
Attività Normativa UNI e CEN per la
durabilità
Per iniziativa dei cementieri e dei produttori di additivi, abbiamo sviluppato in sede UNI
(1985) il progetto Durabilità, che ha portato alla guida/raccomandazione UNI
8981:1987, in otto parti, diventate due dopo la pubblicazione della UNI EN 206.
È anche stata pubblicata una versione “non ufficiale” della Norma sul calcestruzzo,
ovvero la UNI 9858:1991
La produzione in campo europeo di norme specifiche per la durabilità incluse nella EN
206, e a livello nazionale i NAD, come la UNI 11104 ha portato alla diffusione della
conoscenza e alla consapevolezza della necessità di costruire durevole.
Durabilità: la struttura, nell’ambiente in cui si trova, deve restare adatta all’impiego cui
è destinata, per tutta la sua vita utile di progetto. (definizione proposta dal Joint
Commitee on Structural Safety JCSS).
È cresciuto
notevolmente
il corpo
normativo,
qualcuno
ritiene anche
troppo
25/10/2014
Convegno Alig
EVOLUZIONE DELL’APPROCCIO ALLA
DURABILITÀ
1) OGGI APPROCCIO PRESCRITTIVO
- Rapporto a/c,
- Rck
- Dosaggio e tipo cemento
Classi di esposizione
Basato su regole: deemed-to-satisfy, cioè ritenute adatte al risultato voluto, ma non correlate
alla vita di servizio desiderata e basate su azioni esterne (classi di esposizione) qualitative e
poco dettagliate.
Ho detto spesso in passato che la durabilità sta tutta in 4 numeri:
0.60, 0.55, 0.50, 0.45
25/10/2014
Convegno Alig
http://www.clinicadelcalcestruzzo.it/files/Opere%20per%20il%20collegamento%20autostradale%20di%20connessione%20tra%20BBM_Durabilita%20dei%20calcestruzzi_IC112.pdf
Problemi aperti
Fessurazione termica
dovuta ad
alti dosaggi di cemento
Difficoltà per la misura
della permeabilità
Le prove e i valori richiamati nelle
Linee guida non esistono e la
12390-8 non funziona
Problemi
per la misura della
resistenza
http://www.clinicadelcalcestruzzo.it/files/Resistenza%20alla%20penetrazione%20di%20acqua%20nel%20calcestruzzo%20-%20Aspetti%20normativi.pdf
1) Approccio prescrittivo
2) La progettazione della durabilità
- EN ISO 13823:2012 – General Principles on the
structures for Durability
Design of
- Model Code for Service Life Design (2006)
La procedura di progettazione della vita di servizio
1. Specifica della vita di servizio di progetto
2. Analisi degli effetti dell’ambiente
3. Identificazione dei modelli di durabilità per i meccanismi di degrado
4. Scelta dei meccanismi di degrado e fattori di durabilità (profondità di
danneggiamento del calcestruzzo e corrosione dell’armatura, copriferro, diametro delle
barre)
5. Calcolo dei parametri di durabilità con il modello adottato
6. Eventuale ricalcolo delle strutture
7. Trasferimento dei parametri di durabilità nel progetto finale
Aspetti probabilistici del modello per la durabilità
• S(t): effetto
dell’azione ambientale
• R(t): Resistenza
all’azione ambientale
• 1, 2: Funzioni di
densità di probabilità
• tD: vita di progetto
• tsP: vita di servizio
prevista
• Pf(t): probabilità di
collasso
Applicazione del Model Code for
Durability - Carbonatazione
Applicazione del Model Code for
Durability -
Vita di
progetto
per parti
di opera
Carbonatazione rivestimento galleria
“sicurezza alla durabilità”
110
100
90
80
Imbocco curing 2d-RH var
Imbocco curing 1d- RH var
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
t, anni
120
Tratto interno curing 2d-RH 73%
Tratto interno 1d- RH 73%
110
A seguito di una non conformità
del
calcestruzzo
del
rivestimento di galleria, oltre
alla verifica strutturale si è
effettuata una verifica della
durabilità, distinguendo tra
imbocchi e parte interna
100
90
80
x(t), mm
x(t), mm
70
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
t, anni
60
70
80
90
100
1) Approccio prescrittivo
2) La progettazione della durabilità
3) Approccio della classe di resistenza all’
esposizione
Classe di esposizione
esempio: XS3
Classe di resistenza
all’esposizione
deve essere: RS3
Per strutture esistenti
VITA RESIDUA E RIPRISTINO
• Definizione di stati limite
• Ispezione preliminare
• indagine (tecniche non distruttive, analisi chimiche,
misura del copriferro, misure elettrochimiche)
• Previsione della vita residua tres
• Confronto con la vita richiesta: tric – tres
• Decisioni in merito all’intervento (programmare
nuovi controlli, ripristino, do-nothing)
25/10/2014
Convegno Alig
Definizione stati
limite
Valutazione della
vita
residua rispetto allo stato
limite
di
fessurazione
t0 = Tempo della costruzione
ti = Tempo di innesco
tv = Tempo di valutazione
tf = Tempo di fessurazione =
t0
tv ti
tf
td
= ti + tempo di propagazione
td = Tempo di delaminazione
ad esempio in un caso di ambiente XC3 o XC4 (no cloruri):
•
•
•
•
•
•
Si eseguono misure di profondità di carbonatazione sA e di copriferro
Dall’equazione: s = k t , si ricava k e quindi il tempo di innesco ti
L’armatura si riduce di diametro, ad es. 8 µm/anno =Vcor
la fessurazione avviene quando il ferro si riduce ad es. di P=100 µm
(penetrazione limite)
Si ottiene un tempo di propagazione limite dell’attacco tp = P / Vcor
Il tempo di vita utile è tu = ti + tp; la vita residua stimata è tr = tu – tv
Si confronta la vita residua stimata tr con la vita di progetto residua ( tD – tv)
Valutazione della condizione rispetto
allo stato limite di depassivazione
25/10/2014
Convegno Alig
http://www.clinicadelcalcestruzzo.it/files/Indagine,%20diagnosi%20e%20tecniche%20di%20intervento%20per%20il%20risanamento%20di%20viadotti%20autostradali.pdf
Abbiamo un bell’arsenale di strumenti, ma
Purtroppo alla fine molti problemi nascono nel cantiere
La distanza tra la progettazione della
durabilità e la realtà operativa si sta
ampliando.
Occorre sviluppare un sistema di
prescrizione/controllo/verifica
del costruito