“DIAGNOSI DEL DEGRADO”

PREFAZIONE ALLA PRIMA EDIZIONE

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