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PROVE IN SITU NON DISTRUTTIVE E SEMI-DISTRUTTIVE

La RSW Rainiero Software dell’Ing. Marco Rainiero opera in diversi campi dell’ingegneria civile e tra questi anche nel settore delle prove in situ non distruttive o semi-distruttive. Tali indagini non alterano il comportamento statico dell’opera. Le prove si eseguono su edifici esistenti sono di fondamentale importanza per la determinazione delle caratteristiche meccaniche delle strutture e necessarie ai fini di una progettazione corretta e accurata.

Per la valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sugli edifici esistenti, le NTC 2008 hanno introdotto il concetto di Livello di Conoscenza e Fattore di Confidenza (per l’abbattimento delle caratteristiche meccaniche) da assegnare in fase progettuale. L’esecuzione delle prove non distruttive o semi-distruttive consente di ottenere numerosi vantaggi a livello progettuale.

Ad esempio, considerando una struttura in muratura sulla quale si eseguono tali prove, si può passare da un livello di conoscenza LC1 ad un livello LC2 e conseguentemente ad un fattore di confidenza FC più basso (da 1,35 a 1,20). Eseguendo le prove non distruttive o semi-distruttive su un edificio esistente in c.a., si può passare da un livello di conoscenza LC1 ad un livello LC2 ed in questo modo si può eseguire un’analisi pushover che rappresenta uno strumento di analisi semplice e potente per l’analisi di strutture.

Di seguito vi forniamo una rassegna delle principali tecniche diagnostiche utilizzate per la determinazione di tutti gli elementi necessari per l’esecuzione di analisi strutturali di strutture in c.a. , muratura e legno:

  • PROVA CON MARTINETTI PIATTI SINGOLI E DOPPI SU MURATURA;
  • SHAVE TEST O PROVA A SCORRIMENTO SU MURATURA;
  • PROVA DI PULL-OUT O PROVA DI ESTRAZIONE SU CLS;
  • PROVA PACOMETRICA SU CLS;
  • PROVA SCLEROMETRICA SU CLS;
  • PROVA SCLEROMETRICA SU MALTA;
  • PROVA SCLEROMETRICA SU LEGNO (WOODPECKER);
  • CAROTTAGGI SU CLS;

PROVA CON MARTINETTI PIATTI SINGOLI E DOPPI

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La prova con martinetti piatti singoli è un metodo non distruttivo per la determinazione in situ del legame sforzo-deformazione (in campo elastico) in funzione dello sforzo degli edifici esistenti in muratura. La prova viene eseguita utilizzando un martinetto piatto, contrastato nell’applicazione dello sforzo ad un limitato volume murario, dall’intera massa muraria sovrastante. La prova con il martinetto singolo è utile alla valutazione della tensione di esercizio e consiste nell’esecuzione di un taglio nella muratura nel quale si inserisce il martinetto piatto in acciaio ad alta resistenza. La pressione viene aumentata gradualmente finchè la chiusura misurata a deformazione avvenuta si riduce a zero e la configurazione geometrica della muratura ritorna nelle condizioni in cui era prima del taglio. La prova con martinetto doppio è anch’esso un metodo non distruttivo di notevole importanza per la determinazione delle caratteristiche meccaniche della muratura. La tecnica di prova è basata sull’uso contemporaneo di due martinetti piatti collegati ad una pompa idraulica per comprimere il volume di muratura compreso tra essi. La prova ha lo scopo di fornire il valore del modulo elastico della muratura attraverso la misurazione delle deformazioni in seguito all’applicazione di una certa pressione.

SHAVE TEST O PROVA A SCORRIMENTO

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La prova di taglio diretto Shave Test o prova a scorrimento è un metodo non distruttivo finalizzato alla determinazione del valore medio di resistenza a taglio di murature situ per edifici. La prova di resistenza a scorrimento consiste nel far slittare orizzontalmente un elemento di laterizio opportunamente isolato lateralmente dal resto della muratura. La prova prosegue fino a raggiungere la rottura per evidente scorrimento a livello di giunto.  La resistenza a taglio viene quindi misurata per il letto di malta adiacente al mattone caricato e calcolata sulla base dell’area lorda della giuntura presupponendo che questa sia pienamente riempita.

PROVA DI PULL-OUT O PROVA DI ESTRAZIONE SU CALCESTRUZZO

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La prova di pull-out o prova di estrazione su calcestruzzo è una delle tecniche parzialmente distruttive più affidabili per la stima della resistenza del calcestruzzo in opera, sia in edifici di nuova costruzione che esistenti. La prova di pull-out consente una valutazione della resistenza residua del calcestruzzo mediante l’inserimento e la successiva estrazione di tasselli metallici calibrati, che possono essere inseriti sia nel calcestruzzo fresco, sia in fori predisposti nel calcestruzzo indurito con apposta punta munita di svasatore. La forza è applicata mediante un martinetto idraulico collegato al tassello ed un anello di reazione che contrasta con la superficie del calcestruzzo. La rottura della parte sottoposta a tensione avviene per compressione-taglio tra la parte allargata del tassello e la base del martinetto. Lo Stato Limite Ultimo indotto dall’estrazione dell’inserto dal calcestruzzo è una misura diretta della resistenza meccanica del materiale che può essere correlata con la resistenza a compressione. La prova deve essere preceduta da scansione pacometrica per individuare eventuali ferri di armatura nella zona di indagine.

PROVA PACOMETRICA SUL CALCESTRUZZO

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Le indagini pacometriche consentono di effettuare il rilievo non distruttivo delle barre di armatura nelle strutture in cemento armato per ottenere i dettagli di armatura secondo quanto richiesto dalle NTC 2008. Tramite l’indagine pacometrica si possono determinare la posizione delle barre di armatura, la stima del diametro e lo spessore del relativo copriferro. La prova pacometrica risulta estremamente utile nelle fasi di caratterizzazione strutturale degli edifici esistenti e per l’esecuzione di successive indagini (ad esempio le indagini sclerometriche) che devono essere eseguite evitando le armature. Il pacometro sfrutta la tecnica dell’induzione ad impulsi elettromagnetici per rilevare le armature. Le bobine della sonda sono caricate di impulsi di corrente generando un campo magnetico. Sulla superficie di tutti i materiali che conducono elettricità all’interno del campo magnetico si producono correnti a vortice. Esse inducono un campo magnetico nella direzione contraria. La differenza di tensione può essere sfruttata per la misurazione.

PROVA SCLEROMETRICA SUL CALCESTRUZZO

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L’indagine sclerometrica, o prova sclerometrica, è una prova non distruttiva necessaria per la determinazione dell’indice di rimbalzo sclerometrico di un’area di calcestruzzo indurito utilizzando un dispositivo in acciaio azionato da una molla. La prova si basa sulla corrispondenza esistente tra il carico unitario di rottura a compressione e la durezza superficiale del calcestruzzo, misurata in termini di energia elastica residua a seguito dell’urto di una massa mobile con la superficie dell’elemento da indagare. Attraverso una serie ben definita di colpi fatta attraverso tale dispositivo in acciaio e attraverso opportune correlazioni che tengono conto della rigidezza e della resistenza meccanica del materiale, si perviene ad un valore indicativo della durezza del calcestruzzo.

PROVA SCLEROMETRICA SU MALTA

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La prova sclerometrica su malta costituisce un metodo d’indagine non distruttivo importante per la valutazione delle caratteristiche meccaniche della malta di edifici esistenti in muratura. La prova è in grado di fornire informazioni sulla qualità della malta, misurando la capacità del materiale di resistere alla penetrazione. Il metodo è utilizzato per stimare la durezza/resistenza della malta testata. In base all’entità del rimbalzo misurato, con l’ausilio di tabelle di conversione, è possibile determinare il valore della resistenza alla compressione.

PROVA SCLEROMETRICA SUL LEGNO (WOODPECKER)

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La prova sclerometrica su legno è una tecnica d’indagine non distruttiva eseguita con uno sclerometro da legno denominato Wood Pecker. Lo sclerometro Wood Pecker è un penetrometro che utilizza uno sclerometro corredato da un’astina che viene infissa nel tessuto ligneo con un prefissato numero di colpi. E’ possibile correlare l’affondamento dell’astina alle caratteristiche meccaniche, alla natura del materiale ligneo ed alla sua conservazione all’interno dell’elemento saggiato. In particolare attraverso la prova sclerometrica su legno è possibile calcolare la resistenza a flessione ed il modulo elastico dell’elemento strutturale ligneo costituente l’edificio indagato. L’astina in acciaio è facilmente removibile dall’asta di percussione in modo da consentire la verifica del martello all’incudine di taratura. Il puntale penetra nel corpo legnoso a seguito di un prefissato numero di colpi e vi rimane infisso sino al termine della misurazione. L’entità della penetrazione viene misurata da apposito sistema di rilevazione. A misurazione effettuata, l’astina di penetrazione può essere agevolmente recuperata dal corpo legnoso e l’impercettibile traccia lasciata dalla sua impronta può essere facilmente sigillata con della resina.

CAROTAGGI SU CALCESTRUZZO

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Il carotaggio su strutture esistenti in calcestruzzo è il metodo semi-distruttivo più diffuso che consente di determinare la resistenza meccanica del calcestruzzo in modo analogo a quello adottato per i campioni standard (stima diretta della resistenza). Il carotaggio è necessario per ottenere una definizione diretta della resistenza a compressione del conglomerato. Il criterio fondamentale da adottare durante l’operazione di carotaggio è quello di ridurre al minimo l’effetto di rimaneggiamento dovuto all’estrazione. Il diametro delle carote deve essere non minore di 3 volte la dimensione massima dell’aggregato. La resistenza meccanica misurata sulle carote in calcestruzzo risente di numerosi fattori che la differenziano da quello che si misurerebbe in sito o su un equivalente provino standard. La resistenza così misurata viene corretta da opportuni coefficienti correttivi al fine di ottenere un valore accurato della resistenza a compressione del calcestruzzo indagato.