Questo libro, dedicato alla durabilità ed al restauro delle opere in c.a., è diviso in tre parti.I primi tre capitoli sono carattere generale: il primo di carattere introduttivo sulla terminologia; il secondo è destinato ai metodi diagnostici per valutare lo stato di conservazione e di funzionalità delle opere in generale; il terzo tratta un argomento specifico (la Fisica dell’acqua) nel settore delle costruzioni.I restanti cinque capitoli riguardano i meccanismi del degrado la prevenzione de degrado delle opere in c.a. originali e da restaurare, le tecniche del restauro con i materiali cementizi, polimerici e compositi in FRP.La parte finale comprende tre Appendici. In esse sono descritti i dettagli chimico-fisici, meccanici ed applicativi dei vari materiali da costruzione originali per le strutture in c.a. (calcestruzzo, acciaio), come anche i materiali impiegati per la protezione ed il restauro delle costruzioni degradate (malte a ritiro compensato, resine epossidiche, trattamenti protettivi superficiali, iniezioni consolidanti, ecc.).
Ponzano Veneto, Gennaio 2005
PREFAZIONE ALLA SECONDA EDIZIONE
Questo libro è dedicato ai tecnici del calcestruzzo che vogliano diventare degli specialisti nella diagnosi del degrado del calcestruzzo e del restauro delle strutture in c.a.Una precedente versione di questo libro, intitolato “Il Calcestruzzo Vulnerabile” è stato completamente riscritto nel capitolo intitolato “Calcestruzzi speciali per il restauro” che in questa versione occupa il Capitolo VI. Sono rimasti pressoché immutati gli altri capitoli e le Appendici dedicate alla chimica dei cementi ed alla tecnologia del calcestruzzo (Appendice I), ai materiali polimerici impiegati negli FRP (Fiber Reinforced Polymer) e ai rivestimenti protettivi dei calcestruzzi in superficie (Appendice II), alla modellazione matematica della penetrazione del cloruro e alla conseguente corrosione delle armature metalliche (Appendice III). La conoscenza approfondita di queste tre Appendici (unitamente a quella dei Capitoli II, III, IV e V) è destinata a chi voglia affrontare l’argomento di questo libro per diventare uno specialista della diagnosi e del restauro del calcestruzzo con un taglio chimico-fisico. Sono state aggiunte due nuove Appendici che riguardano la marcatura CE dei prodotti e dei sistemi per proteggere e riparare le strutture in c.a. (Appendice IV) e l’impiego delle malte e dei calcestruzzi fibro-rinforzati nel restauro delle strutture degradate (Appendice V). Un capitolo molto importante di questo libro rimane il Capitolo VIII dedicato all’impiego dell’FRP nel restauro delle strutture degradate dagli agenti aggressivi o dissestati da eventi traumatici (sisma, guerra, urti, ecc.). Questo capitolo è di fondamentale importanza per chi voglia diventare uno strutturista del restauro con il supporto di un esperto nella diagnosi del degrado e nella tecnologia dei materiali da costruzione cementizi e polimerici.Ponzano Veneto, Maggio 2010
Costo del libro: Euro 65,00
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CAPITOLO 1 – TERMINOLOGIA
- 1.1 Introduzione
- 1.2 Il degrado
- 1.3 La durabilità delle strutture in c.a.
- 1.3.1 Progettare la prevenzione del degrado
- 1.3.2 Complessità del restauro strutturale
CAPITOLO 2 – PRESCRIZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE PROVE IN SITO ED IN LABORATORIO
- 2.1 Analogie tra diagnosi media e quella di strutture in c.a.
- 2.2 La diagnosi e le prove
- 2.3 Prove non distruttive
- 2.3.1 Fotografia
- 2.3.2 Termografia
- 2.3.3 Endoscopia
- 2.3.4 Magnetometria
- 2.3.5 Gammagrafia
- 2.3.6 Auscultazione sonica
- 2.3.7 Rilevamento degli ultrasuoni
- 2.3.8 Sclerometria
- 2.3.9 Il monitoraggio delle fessure
- 2.4 Prove distruttive
- 2.4.1 Analisi chimica elementale
- 2.4.2 Diffrazione dei raggi X
- 2.4.2.1 L’equazione di Bragg
- 2.4.3 Analisi termica
- 2.4.3.1 L’analisi termogravimetrica: TG e DTG
- 2.4.3.2 L’analisi termica differenziale: DTA
- 2.4.4 Spettroscopia a raggi IR
- 2.4.5 Microscopia elettronica a scansione
- 2.4.6 Porosimetria
- 2.4.6.1 Determinazione dell’assorbimento d’acqua
- 2.4.6.2 Porosimetria a mercurio
- 2.4.6.3 Adsorbimento a condensazione di gas
- 2.4.7 Permeabilità all’acqua
- 2.4.8 Prove meccaniche
CAPITOLO 3 – LA FISICA DELL’ACQUA NELLE COSTRUZIONI
- 3.1 La poro-meccanica
- 3.2 Adsorbimento e assorbimento dell’acqua
- 3.3 Condensazione capillare
- 3.4 Condensazione capillare ed adsorbimento
- 3.5 La formazione del ghiaccio nei materiali da costruzione esposti all’acqua ambientale
- 3.6 La teoria della pressione idraulica
- 3.7 La solidificazione dell’acqua nei micro-pori delle costruzioni in assenza di pioggia o di acqua ambientale
- 3.8 La risalita capillare dell’acqua nei solidi porosi
- 3.9 La risalita dell’acqua nelle murature dalla fondazione
- 3.10 L’equilibrio igrometrico fondazione-muratura-ambiente
- 3.11 Efflorescenza e subflorescenza
- 3.12 La distribuzione dei sali idrosolubili nelle murature
- 3.13 L’influenza dell’acqua sulle alterazioni biologiche
CAPITOLO 4 – IL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO ARMATO
- 4.1 Quantità e qualità del calcestruzzo
- 4.2 Durabilità del materiale e della struttura
- 4.2.1 Fattori che influenzano la durabilità del calcestruzzo
- 4.2.1.1 Influenza del rapporto acqua/cemento sulla durabilità
- 4.2.1.2 Influenza della lavorabilità sulla durabilità
- 4.2.1.3 Influenza della stagionatura sulla durabilità
- 4.3 Classificazione delle cause di degrado
- 4.4 Cause chimiche di degrado
- 4.4.1 Attacco dei solfati
- 4.4.1.1 Attacco solfatico esterno (ESA)
- 4.4.1.2 Attacco solfatico interno (ISA)
- 4.4.2 Attacco dei solfuri
- 4.4.2.1 Attacco aggressivo delle acque di fognatura
- 4.4.3 Attacco dell’anidride carbonica
- 4.4.3.1 Dilavamento del calcestruzzo
- 4.4.3.2 Carbonatazione del calcestruzzo e corrosione dei ferri
- 4.4.4 Attacco del cloruro
- 4.4.4.1 Corrosione dei ferri per azione dei cloruri
- 4.4.4.2 Degrado del calcestruzzo per azione dei cloruri
- 4.4.4.2.1 Il cloruro di sodio e la reazione alcali-aggregato
- 4.4.4.2.2 L’azione del cloruro di calcio sul calcestruzzo
- 4.4.5 Reazioni alcali-aggregato
- 4.4.6 Attacco da sali ammoniacali e magnesiaci
- 4.5 Cause fisiche di degrado
- 4.5.1 Variazioni termiche
- 4.5.1.1 Alternanze termiche ambientali e cicli di gelo-disgelo
- 4.5.1.2 Variazioni termiche artificiali: incendio
- 4.5.1.2.1 Il ruolo del calcestruzzo
- 4.5.1.2.2 Il ruolo del copriferro: qualità e spessore
- 4.5.1.2.3 Il ruolo del carico in servizio
- 4.5.1.3 Variazioni termiche per effetto del calore di idratazione del cemento
- 4.5.2 Variazioni igrometriche
- 4.5.2.1 Fessure da ritiro plastico
- 4.5.2.2 Fessure da ritiro igrometrico
- 4.5.2.3 Fessure da ritiro autogeno
- 4.6 Cause meccaniche di degrado
- 4.6.1 Degrado per abrasione
- 4.6.2 Degrado per erosione e cavitazione
- 4.6.3 Degrado per urti
- 4.7 Cause biologiche di degrado
CAPITOLO 5 – DIAGNOSI DEL DEGRADO NELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO
- 5.1 Complessità della diagnosi
- 5.2 Esame Visivo
- 5.3 Raccolta dei dati “storici”
- 5.4 Prove in situ
- 5.5 Prove di laboratorio
- 5.5.1 Diagnosi dell’attacco solfatico
- 5.5.2 Diagnosi dell’attacco dei cloruri
- 5.5.3 Diagnosi dell’aggressione da anidride carbonica
- 5.5.4 Diagnosi del degrado provocato dalla reazione alcali-aggregato
- 5.5.5 Diagnosi del degrado provocato da cicli di gelo-disgelo
CAPITOLO 6 – CALCESTRUZZI SPECIALI PER IL RESTAURO
- 6.1 Quando impiegare un calcestruzzo per il restauro
- 6.2 Pre-Requisito per l’impiego di un calcestruzzo nel restauro: durabilità negli ambienti aggressivi
- 6.2.1 Il calcestruzzo per restaurare le strutture in classe di esposizione XC: corrosione dei ferri per carbonatazione
- 6.2.2 Il calcestruzzo per restaurare le strutture in classe di esposizione XD: cloruri di origine non marina
- 6.2.3 Il calcestruzzo per restaurare le strutture in classe di esposizione XS: cloruri di origine marina
- 6.2.4 Il calcestruzzo per restaurare le strutture in classe di esposizione XF: gelo-disgelo e sali disgelanti
- 6.2.5 Il calcestruzzo per restaurare le strutture a contatto di ambienti chimicamente aggressivi in classe di esposizione XA
- 6.2.5.1 Il calcestruzzo per restaurare le strutture a contatto di terreni chimicamente aggressivi
- 6.2.5.2 Il calcestruzzo per restaurare le strutture a contatto di acque chimicamente aggressive
- 6.3 Caratteristiche dei calcestruzzi da adottare nel restauro delle strutture degradate
- 6.4 Calcestruzzo autocompattante per il restauro
- 6.5 Requisiti del calcestruzzo autocompattante per il restauro
- 6.5.1 Produzione dell’SCC
- 6.5.2 Messa in opera dell’SCC
- 6.5.3 Prescrizione dell’SCC
- 6.6 Stagionatura e protezione del calcestruzzo
- 6.6.1 Il calcestruzzo auto-stagionante
- 6.6.2 Il calcestruzzo durabile, SCC e autostagionante
- 6.7 Ritiro termo-igrometrico
- 6.8 Gli agenti espansivi
- 6.8.1 Vantaggi del CaO come agente espansivo
- 6.8.2 Calcestruzzo auto-precompresso
- 6.9 Calcestruzzo auto-stagionante ed auto-compresso con additivo SRA ed espansivo a base di ossido di calcio
- 6.10 3 Self-Concrete
- 6.11 Il calcestruzzo durabile per il restauro: autocompattante, autostagionante ed autocompresso
- 6.12 Idoneità degli ingredienti per prevenire il degrado
- 6.12.1 Additivi inibitori di ASR
- 6.12.2 Aggiunte minerali per inibile l’ASR
- 6.13 Misure preventive-protettive in condizioni di aggressione ambientale estrema
CAPITOLO 7 – IL RESTAURO DELLE OPERE IN CALCESTRUZZO CON MALTE CEMENTIZIE O POLIMERICHE
- 7.1 La scelta dei materiali e della tecnica esecutiva
- 7.2 Prodotti a base cementizia
- 7.2.1 Applicazione dei prodotti a base cementizia
- 7.2.1.1 Intervento a spruzzo o a cazzuola
- 7.2.1.2 Intervento per colaggio
- 7.2.1.3 Intervento per iniezione
- 7.2.1.4 Applicazioni di inibitori di AAR
- 7.3 I prodotti a base polimerica
- 7.3.1 Confronto prestazionale tra prodotti cementizi e polimerici
- 7.3.2 Trattamenti superficiali con silano
CAPITOLO 8 – L’IMPIEGO DELL’FRP NEL RESTAURO DELLE OPERE IN C.A.
- 8.1 Introduzione
- 8.2 Le fibre di carbonio
- 8.3 Le fibre di aramide
- 8.4 Le fibre in vetro
- 8.5 I tessuti
- 8.6 Parametri caratteristici dei tessuti
- 8.7 I manufatti pultrusi
- 8.8 Il rinforzo delle strutture mediante impregnazione in opera di tessuti
- 8.8.1 Valutazione della qualità del sottofondo
- 8.8.2 Preparazione del sottofondo
- 8.8.3 Posa in opera dei tessuti
- 8.8.3.1 Dry lay up
- 8.8.3.2 Wet lay up
- 8.9 Il rinforzo delle strutture mediante incollaggio di lamine pultruse
- 8.10 Travi rinforzate a flessione con materiali FRP – Analisi del contributo esplicato dal rinforzo
- 8.11 Gli stati limite ultimi per sollecitazione flettente
- 8.11.1 Meccanismi di collasso di una trave in c.a. rinforzata con FRP
- 8.11.2 Ipotesi di calcolo per il progetto e la verifica a flessione
- 8.11.3 Tensioni di calcolo
- 8.11.4 Momento di progetto
- 8.11.5 Procedura di progetto
- 8.11.6 Verifica dell’aderenza (delaminazione)
- 8.12 Il rinforzo a taglio mediante fasciatura in FRP
- 8.13 Il confinamento degli elementi compressi
APPENDICE I – MATERIALI LEGANTI E CALCESTRUZZO
- I/1 Introduzione
- I/2 Gesso
- I/3 Calce
- I/4 Calce idraulica
- I/5 Cemento Portland
- I/5.1 Produzione del cemento Portland
- I/5.2 Idratazione del cemento Portland
- I/5.3 Calore di idratazione del cemento Portland
- I/5.4 Presa del cemento Portland
- I/5.5 Indurimento e resistenza meccanica della pasta di cemento Portland
- I/6 Cementi speciali
- I/6.1 Il cemento bianco e colorato
- I/6.2 Il cemento ferrico
- I/6.3 Il cemento soprasolfatato
- I/6.4 I cementi espansivi
- I/6.5 Il cemento alluminoso
- I/6.6 Cementi di miscela
- I/6.6.1 Cemento Pozzolanico
- I/6.6.2 Il cemento d’altoforno
- I/6.7 Classe di resistenza dei cementi
- I/7 Gli inerti
- I/7.1 Sostanze indesiderabili negli inerti
- I/7.2 Distribuzione granulometrica degli inerti
- I/8 Gli additivi
- I/8.1 Additivi acceleranti
- I/8.2 Additivi ritardanti
- I/8.3 Additivi fluidificanti
- I/8.4 Additivi superfluidificanti
- I/8.5 Additivi aeranti
- I/9 Il calcestruzzo fresco
- I/9.1 Lavorabilità del calcestruzzo fresco
- I/9.2 Segregazione del calcestruzzo fresco
- I/10 Il calcestruzzo indurito
- I/10.1 Resistenza meccanica
- I/10.2 Modulo elastico
- I/10.3 Ritiro e deformazione viscosa
- I/10.4 Durabilità
- I/11 Calcestruzzi speciali
APPENDICE II – MATERIALI POLIMERICI
- II/1 Introduzione
- II/2 Resine epossidiche
- II/3 Resine poliuretaniche
- II/4 Resine alchidiche
- II/5 Resine acriliche e viniliche
- II/6 I silani
APPENDICE III – MODELLAZIONE DELLA PENETRAZIONE DEL CLORURO NELLE STRUTTURE IN C.A.: QUANTIFICAZIONE DELLA VITA DI SERVIZIO
- III/1 Introduzione
- III/2 Processi di penetrazione del cloruro
- III/2.1 Assorbimento capillare
- III/2.2 Permeazione
- III/2.3 Aspirazione
- III/2.4 Combinazione
- III/3 Meccanismi di corrosione dell’acciaio nel calcestruzzo
- III/4 Modellazione dei processi di penetrazione
- III/4.1 Modello di diffusione
- III/4.2 Modello di diffusione e combinazione
- III/4.3 Modello di penetrazione convettivi
- III/5 Modelli per predire la vita di servizio
APPENDICE IV – NORMATIVA PER LA MARCATURA CE DEI PRODOTTI E SISTEMI PER LA PROTEZIONE E LA RIPARAZIONE DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO
APPENDICE V – CONGLOMERATI CEMENTIZI FIBRO-RINFORZATI PER IL RIPRISTINO
- V/1 Introduzione
- V/2 Impiego delle malte fibro-rinforzate
- V/3 Proprità della malta allo stato indurito
- V/3.1 Resistenza a trazione
- V/3.2 Resistenza a compressione
- V/3.3 Modulo elastico
- V/3.4 Durabilità
- V/4 Progettazione dell’intervento
- V/5 Malte fibrorinforzate per il ringrosso dei pilastri