Giornata di Studio:
Il controllo dei materiali: tecniche non distruttive e sistemi
di monitoraggio residenti
«IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE
TECNICHE NON DISTRUTTIVE»
PARTE I
Prof. Ing. Giacinto Porco
Docente Università della Calabria
Ore: 15.45
Venerdì 19 Giugno 2015
A.I.A.C. – Associazione Ingegneri Architetti Cittanova
«Polo Solidale della Legalità» Viale Merano – Cittanova (RC)
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Prove sul Calcestruzzo
Prove Distruttive
Prove di
Laboratorio
Prove di
Compressione
Prove Non Distruttive
Prove Semi - Distruttive
Prove in
Sito
Micro carotaggi
Carotaggi
Indagine Visiva
Indagine Magnetometrica
Metodi di Penetrazione
Metodi di Estrazione
Metodo Sclerometrico
Metodo Ultrasonoro
Metodo Sonreb
Valutazione Cloruri
Valutazione Potenziale di
Corrosione
Indagine Visiva
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Visiva
Scopi e campi di applicazione
L’indagine visiva può avere le seguenti finalità:
• Controllo della geometria della struttura e delle sue parti
• Controllo della corrispondenza effettiva della geometria della struttura e i disegni
originali di carpenteria se disponibili
• Esame preliminare per il controllo dello stato di conservazione del materiale
Prove Non Distruttive Calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Visiva
Indagine Magnetometrica
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Magnetometrica
Scopi e campi di applicazione
Il pacometro è uno strumento
digitale che permette di rilevare in
maniera non distruttiva la presenza,
la direzione e il diametro delle barre
di armatura all'interno di elementi
in calcestruzzo armato e permette
inoltre la misura dello spessore del
copriferro.
Prove Non Distruttive Calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Magnetometrica
Fase esecutiva
In una prima fase la sonda di ricerca, contenente
due bobine, riceve un impulso di corrente che
provoca un campo magnetico che magnetizza la
barra di armatura e vi induce delle correnti
parassite (correnti di Foucault); esaurito l’impulso
le correnti parassite iniziano a dissolversi creando
un campo magnetico di intensità ridotta quale
“eco” dell’impulso iniziale. Le bobine che si
trovano all’interno della sonda misurano la forza
del campo man mano che questo si dissolve, il
segnale di ritorno viene subito elaborato, per cui
si è in grado di fornire la misura del relativo
copriferro. L’intensità del valore ricevuto, relativo
all’eco delle correnti parassite è direttamente
proporzionale alla dimensione della barra, alla
distanza della stessa dalla sonda (spessore del
copriferro) e all’orientamento della sonda rispetto
alla barra, da cui è possibile risalire alla direzione
delle armature.
Sonda In Movimento
Barre Metalliche
Registrazione del Magnetometro:
I picchi indicano la presenza
delle barre metalliche
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Fasi esecutive
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Magnetometrica
Alcune modalità di restituzione dei dati acquisiti
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Indagine Magnetometrica
Alcune modalità di restituzione dei dati acquisiti
Metodo Penetrometrico
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo Penetrometrico
Scopi e campi di applicazione
Il metodo di penetrazione con sonde Windsor è un metodo
meccanico non distruttivo. Consiste nella classificazione del
calcestruzzo in opera mediante la misurazione della
profondità di penetrazione raggiunta da una speciale sonda.
Detta profondità di penetrazione essa è ovviamente
inversamente proporzionale alla resistenza del materiale. Il
tutto viene descritto nella norma ASTM C 803. La
prestazionalità del calcestruzzo è misurata attraverso l’indice
di penetrazione, che si legge su un rilevatore graduato con
l’ausilio di particolari tabelle di calibrazione, in dotazione allo
strumento (Curve di Correlazione?), che sono riferite al
diametro dell’aggregato ed alla sua durezza misurate secondo
la scala di Mohs.
Prove Non Distruttive Calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo Penetrometrico
Attrezzature





La strumentazione comprende:
Una pistola con carica esplosiva normalizzata che consente la penetrazione
della sonda nel calcestruzzo già in opera. Detta sonda ha una
lunghezza di 79,4 mm e un diametro di 7 mm;
Una piastra guida;
Una piastra di misurazione;
Una piastra di rilevazione;
Un calibro a cursore.
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Metodo Penetrometrico
Modalità di prova
Su ogni zona solitamente sono sparate tre sonde attraverso i
fori disposti secondo i vertici di un triangolo equilatero della
piastra guida. Quest’ultima, successivamente, è sostituita
con la piastra di misurazione, sempre a tre fori, sulla quale è
collocata la piastra di rilevazione dotata di foro centrale,
posta sulle parti terminali delle tre sonde penetrate nel
calcestruzzo.
Infine, con il calibro a cursore graduato in 25/1000 di pollici
inserito nel foro centrale, è misurata la distanza di
separazione tra le due piastre (misurazione e rilevazione)
che rappresenta il tratto affiorante delle sonde dalla
superficie di prova del calcestruzzo (EPL).
Tale valore consente, con l’utilizzo delle apposite tabelle di
correlazione, di determinare la prestazionalità del
calcestruzzo. Il metodo può essere fortemente influenzato
dalle condizioni superficiali dell’elemento strutturale dovuto
alla composizione e alla dimensione degli inerti adoperati.
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo Penetrometrico
Fasi esecutive
Metodo di Estrazione
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Scopi e campo di applicazione
La norma UNI EN 12504-3:2005 specifica un metodo per la determinazione della forza di
estrazione del calcestruzzo indurito per mezzo di un inserto preinglobato nel getto
costituito da un disco e uno stelo, oppure di un dispositivo simile inserito successivamente
per foratura all'interno del calcestruzzo indurito.
Il metodo di prova non è da intendersi come alternativo per la determinazione della
resistenza a compressione del calcestruzzo sebbene, con opportune correlazioni, possa
fornire una stima della resistenza in sito.
Prove Non Distruttive Calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Principio
Un piccolo disco metallico, dotato di uno stelo centrale su un lato, è inserito nel
calcestruzzo in modo che lo stelo rimanga sporgente dalla superficie del calcestruzzo.
Si misura la forza necessaria per estrarre il disco dal calcestruzzo.
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Apparecchiatura
Dispositivo a disco e stelo, preinglobato nel
calcestruzzo
Il tassello deve essere posizionato in modo
corretto e ortogonale alla superficie dei getto, al
fine di evitare eventuali disassamenti sia durante
la fase di riempimento dei cassero, sia durante la
fase di costipamento. Per garantire l'efficacia dei
posizionamento si deve fissare una boccola
filettata nei cassero e fare in modo che quando si
inserisce il tassello questo non abbia eventuali
laschi.
1.
2.
3.
4.
Cuscinetto
Possibile frattura conica
Inserto dell’asta estraibile
Inserto del disco estraibile
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Metodo di Estrazione
Apparecchiatura
Dispositivo a disco e stelo, preinglobato nel
calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Attrezzatura
Metodo di Estrazione
Dispositivo a disco e stelo post-inserito nel calcestruzzo indurito
Sistema di inserto post-inserito può essere:
ad espansione geometrica
ad espansione forzata
Ad espansione geometrica
L’inserto si adatta alla cavità del foro senza
provocare stati di tensione nel calcestruzzo. La
profondità utile h dell’inserto non deve essere
minore di 35 mm; per i calcestruzzi con
aggregati di diametro massimo maggiore di 32
mm è necessario impiegare inserti di
profondità utile maggiore di 35mm,
proporzionalmente
alle
dimensioni
dell’aggregato.
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Attrezzatura
Metodo di Estrazione
Dispositivo a disco e stelo, post-inserito nel calcestruzzo indurito
Ad espansione forzata
L’inserto si adatta alla cavità del foro e
l’espansione forzata viene prodotta
mediante l’applicazione di una certa coppia
di serraggio, controllandone il valore da un
apposito misuratore di coppia. L’inserto
deve essere tale da produrre, nel serraggio,
una espansione forzata uniforme sull’intera
superficie cilindrica del foro.
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Attrezzatura
Dispositivo a disco e stelo, post-inserito nel calcestruzzo indurito ad espansione forzata
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Sistema di carico
Il sistema di carico deve essere in grado di applicare una forza di trazione sull'inserto in
modo da trasmettere la reazione sulla superficie del calcestruzzo attraverso l'anello
portante. Il sistema di carico deve garantire che l'anello portante sia concentrico allo stelo
e che il carico sia applicato perpendicolarmente al piano dell'inserto.
Il sistema di carico tarato deve includere un indicatore della forza massima applicata con
tolleranza di ±2%. Il quadrante, la scala o il display deve essere dotato di un dispositivo
che registri la forza massima applicata.
a) Pompa manuale, b) martinetto idraulico di
estrazione, c) manometro, d) sistema in opera
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Metodo di Estrazione
Esecuzione della prova
Posizionamento dei provini
I centri delle posizioni di prova devono essere distanziati tra di loro di almeno 200 mm.
I centri devono essere a 100 mm dal bordo del calcestruzzo.
Gli inserti devono essere posizionati in modo che tutte le armature si trovino al di fuori
della superficie di rottura conica prevista, ad una distanza pari almeno al diametro della
barra di armatura o alla dimensione massima dell'aggregato quale che sia il valore
maggiore.
Lo spessore minimo del calcestruzzo da sottoporre a prova deve essere 100 mm.
Numero delle prove
Il numero delle prove necessarie per rappresentare una zona o una parte di struttura
dipende da:
a) variabilità prevista del calcestruzzo;
b) scopo della prova e accuratezza richiesta.
Si dovrebbe evitare di mediare i risultati qualora le differenze tra di loro riflettano scarti
effettivi di resistenza dovuti a fattori quali variazioni delle condizioni di maturazione o lotti
diversi di calcestruzzo
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Installazione degli inserti
Per inserti pre-inglobati:
Fissare in modo sicuro i dispositivi destinati ad essere inglobati nel calcestruzzo alla
cassaforma o al dispositivo di posizionamento, nelle posizioni di prova richieste.
È possibile incorporare un piccolo pannello rimovibile separatamente dietro alla
cassaforma quando si utilizza la prova per determinare il tempo di disarmo.
È importante assicurarsi che gli steli siano disconnessi dalla cassaforma prima della loro
rimozione.
Per inserti post-inseriti:
Forare e alesare i fori necessari per gli altri tipi di dispositivi e montare i dispositivi
seguendo le istruzioni del produttore.
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Metodo di Estrazione
Carico
Non effettuare la prova su calcestruzzo gelato.
Innanzi tutto rimuovere lo stelo conico di un dispositivo preinglobato, quindi collegare il
sistema di carico al disco, secondo le istruzioni del produttore.
Applicare il carico ed aumentarlo ad una velocità costante di (0,5 ± 0,2) kN/s, senza shock,
fino al verificarsi della frattura.
L'inserto può essere caricato fino alla frattura se deve essere stimata la resistenza, oppure
è possibile applicare un carico di prova per controllare che il calcestruzzo abbia raggiunto
una resistenza minima predeterminata.
Registrare la forza massima rilevata.
Espressione dei risultati
La forza massima rilevata deve essere espressa al più vicino 0,05 kN
IL CONTROLLO DEI MATERIALI MEDIANTE TECNICHE NON DISTRUTTIVE
Metodo di Estrazione
Resoconto di prova
Il resoconto di prova deve includere:
a) identificazione inequivocabile della(e) posizione/area(e) di prova;
b) descrizione del calcestruzzo sottoposto a prova (se pertinente);
c) dettagli di maturazione del calcestruzzo (se pertinenti e conosciuti);
d) età del calcestruzzo al momento della prova (se conosciuta);
e) condizione di umidità superficiale del calcestruzzo al momento della prova;
f) data della prova;
g) tipo di apparecchiatura (pre-inglobata o post-inserita);
h) se il calcestruzzo è stato caricato fino alla rottura o sottoposto ad un carico di prova;
i) singola(e) misurazione(i) di forza registrata(e);
j) eventuali scostamenti dal metodo di prova normalizzato;
k) dichiarazione della persona tecnicamente responsabile della prova che la prova è
stata effettuata in conformità al presente documento, eccetto per quanto riferito al
punto j).