Per le strutture in conglomerato cementizio si pongono spesso due grandi temi: la loro durabilità e la necessità o l’opportunità di adeguamento delle strutture a nuove condizioni di utilizzo, come l’incremento dei sovraccarichi variabili e la considerazione delle azioni di tipo sismico.
Dette circostanze rendono necessari il ripristino o il rinforzo dei manufatti con la preventiva necessità di esecuzione di una attività diagnostica, intesa come quella disciplina che si occupa del complesso di operazioni finalizzate all’analisi dello stato attuale dell’elemento in esame e delle conseguenti valutazioni in termini di proprietà dei materiali, stato di conservazione, degrado, presenza di difetti e sicurezza strutturale.
Si espongono nel seguito le attività e i servizi offerti da Tasq con riferimento al conglomerato cementizio armato.

PROVE ULTRASONICHE

Le indagini ultrasoniche si basano sulla misurazione del tempo di volo (TOF) e dell’attenuzione dell’intensità acustica di onde elastiche ultrasonore all’interno di un corpo. Il fascio ultrasonoro viene immesso nel mezzo attraverso una sonda emittente e rilevato a distanza da una sonda ricevente. Tale motodologia di prova permette la stima per il conglomerato cementizio del modulo elastico dinamico (nota la densità e stimato il modulo di Poisson), l’individuazione di difettosità interna (cavità, fessurazioni, pososità), la qualificazione di difettosità di strati superficiali, la stima della resistenza media in sito attraverso la correlazione e la combinazione con altri metodi (taratura a mezzo di carotaggi, combinazione con esiti di prove sclerometriche nel metodo SonReb).
Le indagini con metodo ultrasonico vengono eseguite con costante utilizzo di oscilloscopio, onde garantire la massima qualità delle determinazioni.

PROVE DI PULL-OUT

Tale metodologia di prova semi-distruttiva consente di stimare la resistenza a compressione media del calcestruzzo in opera. La prova consiste nell’inserimento nel mezzo di un tassello meccanico ad espansione e nella misurazione della forza di estrazione realizzata attraverso un apposito martinetto idraulico.
Attraverso specifiche correlazioni, basandosi sul valore della forza necessaria ad estrarre il tassello metallico è possibile stimare la resistenza media a compressione della struttura cementizia.

PROVE SCLEROMETRICHE

Le prove sclerometriche consentono la stima della omogeneità del conglomerato  cementizio in opera. Una stima della resistenza a compressione dello stesso può avvenire solo in presenza di curve di taratura appositamente costruite con il test di campioni estratti dalla struttura in esame. La misurazione del cosiddetto Indice di rimbalzo avviene con  l’utilizzo dello sclerometro, uno strumento in grado realizzare una percussione ad energia nota (2.21J per sclerometro di tipo N) su una superficie, ottenendo un rimbalzo misurabile dell’asta battente. Tasq dispone di sclerometri Schmidt originali sottoposti a taratura periodica e assogettati a controllo di taratura a mezzo di incudine regolamentare per ogni sessione di prova.

CAROTAGGI E MICROCAROTAGGI

Tale tipologia di indagine prevede il prelievo di campioni cilindrici di conglomerato in vista della successiva prova a compressione a rottura. Il diametro di carotaggio viene di volta in volta scelto sulla base del mezzo indagato (geometria, diametro massimo inerte in esso contenuto) e della finalità dell’indagine. Gli esiti delle prove a compressione sui campioni prelevati consentono la determinazione diretta della resistenza a compressione in sito e possono costituire la base di taratura per l’esecuzione di altre indagini a carattere non distruttivo.
Il prelievo di carote permette inoltre l’esecuzione sui campioni della determinazione della profondità di carbonatazione (diminuzione dell’alcalinità nativa del mezzo con scomparsa della passivazione chimica delle armature metalliche sottopelle).

MISURA DELLA PROFONDITA’ DI CARBONATAZIONE

Il calcestruzzo possiede una nativa alcalinità (pH di circa 12.5-13.5) la quale fornisce una protezione naturale contro la corrosione delle barre di armatura. La carbonatazione è un processo chimico che comporta la diminuzione del pH del calcestruzzo inducendo una perdita di protezione ed una conseguente maggiore esposizione alla corrosione per le barre di armatura. Generalmente tale fenomeno è superficiale ed interessa gli strati più a contatto con l’ambiente esterno; in particolari condizioni tuttavia (elevata porosità, nidi di ghiaia…) il convogliamento del del processo in profondità può essere aggravato.
La prova consiste nel cospargere la superficie di una carota prelevata in sito con una soluzione di fenoftaleina all’1% in alcool etilico: la reazione determina una alterazione di colore nelle sole zone non-carbonatate (che appariranno rosso-violette) permettendo quindi di misurare la profondità interessata dalla carbonatazione.

METODO SONREB

Il metodo SonReb (Sonic + Rebound) consente di stimare la resistenza del calcestruzzo in opera combinando gli esiti delle prove sclerometriche e delle prove ultrasoniche su di esso condotte (combinazione di velocità degli impulsi ultrasonici e indice di rimbalzo).
Tali prove, singolarmente assunte, risultano fortemente influenzate da fattori legati alle caratteristiche del calcestruzzo quali il grado di maturazione, l’umidità, la dimensione e la natura dell’inerte: la combinazione degli esiti delle due metodologie permette la virtuosa parziale compensazione di alcuni di detti fattori. Un ulteriore accrescimento dell’attendibilità della stima è possibile mediante la taratura del metodo SonReb con gli esiti di prove di compressione sui provini estratti nel mezzo sottoposto ad indagine.
L’applicazione del metodo avviene mediante l’utilizzo di diverse formule sperimentali presenti in letteratura.

PROVE PACOMETRICHE (O MAGNETOMETRICHE)

Le prove pacometriche consentono la determinazione di posizione, diametro e copriferro delle barre di armatura eventualmente presenti all’interno degli elementi in conglomerato cementizio armato, a mezzo di pacometro.
Lo strumento consiste in un’unità portatile dotata di monitor incorporato e sonda universale in grado di stimare diametro e copertura dell’armatura contenuta in manufatti in conglomerato cementizio armato sfruttando il principio della corrente di Foucault ad induzione di impulsi. L’accuratezza delle misurazioni risulta tanto più alta quanto minore la profondità dell’armatura e maggiore è la spaziatura tra le barre.
Tali indagini, dotate di autonoma dignità, possono essere eseguite anche preliminarmente ad altre prove (carotaggi, prove sclerometriche, ultrasoniche…) al fine di evitare l’influenza o l’intersezione di barre di armatura che potrebbero compromettere o limitare l’attendibilità di dette prove.
Gli stumenti in dotazione a Tasq consentono l’esecuzione di  misurazioni con accuratezza superiore di circa il 50% ai limiti inferiori richiesti dalle norme inglesi.

MISURA DEL POTENZIALE DI CORROSIONE

La misura del potenziale di corrosione consente di valutare l’eventuale presenza di zone caratterizzate da fenomeni corrosivi in atto per le armature metalliche interne al comglomerato cementizio.
La prova viene eseguita utilizzando il metodo della semicella: tramite un voltmetro ad alta impedenza, all’armatura in acciaio viene collegato un elettrodo di riferimento, che viene spostato lungo un reticolo sulla superficie del calcestruzzo. Detto elettrodo è costuito da una semicella Cu/CuSO4, composta da una barra di rame immersa in una soluzione satura di solfato di rame, che mantiene un potenziale costante e noto.
La differenza di potenziale misurata tra i due poli consente di determinare un indice legato allo stato corrosivo dei ferri, permettendo di valutare la localizzazione e l’estensione delle zone interessate dal fenomeno.

PROVE DI PULL-OFF

Tale tipologia di prova consente di verificare e misurare l’adesione tra un rivestimento ed il substrato sui cui esso è posto (strati di finitura, intonaci su murature, compositi fibrorinforzati su conglomerato cementizio o muratura).
La prova consiste nell’incollaggio sul rivestimento di appositi dispositivi metallici di opportuno diametro (dollies autoallineanti di diametro 20-50mm), nella fresatura anulare del rivestimento con parziale penetrazione nel supporto, nell’applicazione una forza di trazione via via crescente fino a determinare la rottura in una sezione del mezzo sottostante.
La misurazione della forza di trazione a collasso e l’analisi della superficie di rottura consentono  la determinazione della tensione di adesione resistente e la valutazione della modalità di frattura.

PRELIEVO DI BARRE DI ARMATURA

Il prelievo di campioni di armatura è finalizzato all’esecuzione di prove di laboratorio, utili a determinare le caratteristiche fisiche, chimiche e meccaniche del ferro di armatura in opera. L’operazione di prelievo deve essere eseguita con la massima cura al fine di non determinare il danneggiamento o l’incisione del campione. Tasq è in grado di realizzare il ripristino in opera dello spezzone metallico prelevato ivi compreso il relativo copriferro.

PROVE DUROMETRICHE

Le prove durometriche su materiali metallici consentono la stima della loro resistenza a trazione in maniera non distruttiva. Dette indagini, pur avendo una propria dignità ed autonomia, sono spesso utilizzate ad integrazione delle prove a trazione su campioni prelevati, al fine di limitare il danneggiamento strutturale sul manufatto indagato. In tal caso la disponibilità di determinazioni dirette della resistenza permette la taratura/correlazione delle prove non distruttive sulle prime.
Tasq dispone di durometri di diversi principi di funzionamento in base alle esigenze specifiche:

• prove durometriche con metodo UCI (Ultrasonic Contact Impedance). All’estremità di un’asta metallica rotonda è fissato il diamante Vickers; tale asta metallica viene eccitata alla sua frequenza di risonanza di ca. 78 kHz, in oscillazioni longitudinali. Quando il diamante Vickers incide la superficie del campione la frequenza di risonanza subisce una variazione, in relazione alla geometria di incisione del diamante nel mezzo. Tale geometria costituisce una misura della durezza del materiale testato. Le frequenze di risonanza possono essere misurate molto accuratamente, motivo per cui il metodo UCI è il più adatto per descrivere la valutazione delle impronte Vickers, rendendo tale metodologia di prova completa, veloce ed affidabile.
• prove durometriche con metodo  a rimbalzo LEEB. In tal caso un corpo impattante viene spinto da una molla verso il mezzo da testare. L’impatto determina una deformazione plastica nel mezzo (impronta sferica) che determinando una perdita di energia per il corpo impattante ne determina il ribalzo con una velocità inferiore a quella di impatto. Il risultato può essere convertito nella altre più comuni scale di durezza (Rockwell, Brinell, Vickers,  …). Tale metodo è preferibile al primo per grandi spessori e grande inerzia del mezzo testato.