Durabilità di costruzioni in calcestruzzo armato

Capitolo I - Cenni storici sul calcestruzzo armato

1.1 - Introduzione

1.2 - Gli esordi

1.3 - L'avvento dei calcestruzzo armato

1.4 - La diffusione del cemento armato in Italia

1.5 - Il cemento armato precompresso

1.6- Innovatori italiani

1.7 - Metodi di analisi, teorie e codici

1.8 - Organizzazioni

1.8.1 - fib-fédération internationale du béton

1.8.2 - ACI-American Concrete Institute

1.8.3 - Organizzazioni italiane

Capitolo II - Il calcestruzzo armato: struttura e proprietà

2.1 - Perché il calcestruzzo armato?

2.1.1 - Sezioni in calcestruzzo armato sollecitate a presso-flessione e flessione

2.1.2 - Il concetto di precompressione

2.2 - L'acciaio

2.2.1 - Acciai speciali in edilizia

2.2.2 - Armature per calcestruzzo

2.3 - Il calcestruzzo

2.3.1 -Il cemento: il cuore del calcestruzzo

2.3.1.1 - Idratazione del cemento Portland

2.3.2 - L'inerte

2.3.3 - L'acqua d'impasto

2.3.4 - Gli additivi

2.3.5 - Proprietà del calcestruzzo fresco: posa in opera e compattazione

2.3.6 - Stagionatura: temperatura e umidità relativa

2.3.7 - Proprietà del calcestruzzo indurito

2.3.8 - Prescrizioni per il calcestruzzo

2.3.9 - Mix-design

Capitolo III - Principali fattori che incidono sulla durabilità

3.1 - Il significato di durabilità

3.2 - Fattori che incidono sulla durabilità di una struttura in calcestruzzo armato

3.3 - Fattori che influenzano la durabilità del calcestruzzo..

3.3.1 - Influenza del rapporto acqua/cemento e della porosità sulla durabilità

3.3.2 - Il binomio lavorabilità-compattazione

3.3.2.1 - L'aggiunta d'acqua

3.3.3 - Influenza della stagionatura sulla durabilità

3.3.4 - Lo spessore del copriferro

3.4 - Le fessure

3.5 - Deformazione viscosa del calcestruzzo (ceerp o fluage) e durabilità

3.6 - Condizioni di aggressività ambientale

Capitolo IV - Il degrado dei calcestruzzo armato: le cause

4.1 - Introduzione alle cause di degrado

4.2 - Cause chimiche di degrado

4.2.1 - Corrosione delle armature metalliche

4.1.1 - Corrosione promossa da carbonatazione del calcestruzzo per azione della CO2 atmosferica

4.2.1.2- Degrado promosso dai cloruri

4.2. 1.3 - Corrosione da macrocoppie

4.2.1.4- L'effetto dei campi elettrici

4.2.1.5 - L'infragilimento da idrogeno

4.2.1.6- Effetti della corrosione sugli acciai da precompressione

4.2.3 - Reazione alcali-aggregato

4.2.4 - Attacco da sali ammoniacali e magnesiaci

4.2.5 - Attacco dei solfati

4.2.6 - Attacco dei solfuri

4.3 - Cause fisiche di degrado

4.3.1 - Variazioni termiche e igrometriche

4.3.1.1 - Variazioni tenniche ambientali e cicli di gelo-disgelo

4.3.1.2 - Variazioni termiche artificiali provocate da incendio

4.3.1.3 - Variazioni termiche per effetto del calore di idratazione del cemento

4.3.1.4 - Variazioni igrometriche

4.4 - Cause meccaniche di degrado

4.4.1 - Degrado causato dall'abrasione

4.4.2 - Degrado causato dall'erosione e cavitazione.

4.4.3 - Degrado causato da urti

4.5 - Cause biologiche di degrado

Capitolo V- Diagnosi dei degrado e prove

5.1 - Complessità della diagnosi

5.2 - Esame visivo

5.3 - Raccolta dei dati storici

5.4 - Rilievo e fotografia,

5.5 - Prove in situ non distruttive

5.5.1 - Termografia

5.5.2 - Permeabilità ai gas (metodo Torrent)

5.5.3 - Pacometria o magnetometria

5.5.4 - Auscultazione sonica

5.5.5 - Rilevamento degli ultrasuoni

5.5.6 - Sclerometria

5.5.7 - Monitoraggio degli spostamenti e delle fessure.

5.5.8 - Metodo dei martinetti piatti

5.5.9 - Gammagrafia

5.6 - Prove distruttive in situ e in laboratorio

5.6.1 - Analisi chimica elementale (analisi per via umida)

5.6.2 - Diffrazione dei raggi X

5.6.3 - Analisi termica TG-DTA

5.6.4 - Spettroscopia IR

5.6.5 - Analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM)

5.6.6 - Porosimetria

5.6.7 - Permeabilità all'acqua

5.6.8 - Prove meccaniche

5.7 - Diagnosi dell'attacco solfatico

5.8 - Diagnosi dell'attacco dei cloruri

5.9 - Diagnosi dell'aggressione da'anidride carbonica

5.10 - Diagnosi del degrado provocato dalla reazione alcali-aggregato

5.11 - Diagnosi del degrado provocato da cicli di gelo-disgelo

Capitolo VI - Durabilità: prevenzione secondo le normative italiane ed europee

6.1 - Prevenzione

6.2 - Normative di riferimento

6.3 - Nonne Tecniche per le Costruzioni e vita utile di progetto

6.4 - Calcestruzzo durevole secondi le nonnative europee e applicazioni italiane

6.4.1 - Classi di esposizione: XC (carbonatazione)

6.4.2 - Classi di esposizione: XD (cloruri di origine non marina)

6.4.3 - Classi di esposizione: XS (cloruri di origine marina )

6.4.4 - Classi di esposizione: XF (gelo-disgelo e Sali disgelanti)

6.4.5 - Classi di esposizione: XA

6.4.5.1 - Terreni chimicamente aggressivi

6.4.5.2 - Acque chimicamente aggressive

6.4.6- Ambienti fortemente aggressivi e calcestruzzo DSP

6.4.7- Posa in opera e compattazione del calcestruzzo

6.4.8 - Stagionatura e protezione del calcestruzzo

6.4.9- Idoneità degli ingredienti e qualità del

calcestruzzo per la prevenzione del degrado.

6.4.10 - Mix-design e durabilità

6.5 - La progettazione strutturale e i dettagli costruttivi

6.6 - Prescrizioni corrette: esempi applicativi

6.7 - Prescrizioni di una durabilità secolare

6.7.1 - Approccio ingegneristico

Capitolo VII - Protezioni aggiuntive

7.1 - Misure di protezione aggiuntiva

7.2 - Trattamenti superficiali del calcestruzzo

7.3 - Inibitori di corrosione

7.4 - Armature resistenti a corrosione

7.4.1 - Armature in acciaio inossidabile

7.4.2 - Armature in acciaio zincato

7.4.3 - Armature rivestite con resine epossidiche

7.5 - Confronto tra le protezioni aggiuntive

ANCE (a cura di). 1946-2006 Immagini del costruire, Skira Editore. Milano. 2006.

M. COLLEPARDI. Il nuovo calcestruzzo. IV Edizione. Edizioni Tintoretto, Villorba (TV), , 2006.

J. CALA VERA. Patologia de estructurus de Hormingon armando ypretensado, II Edición. Tomo I e II. INTEMAC, Espana. 2005.

M. COLLEPARDI. J.J. OGOUMAH OLAGOT. F. SIMONELLI. R. TROLL Il calcestruzzo vulnerabile, Edizioni Tintoretto. Villorba (TV), 2005.

C. CROFT. Materiali in architettura. Calcestruzzo, Logos. Modena. 2005.

P. PEDEFERRI. L. BERTOLINL La durabilità del calcestruzzo armato, McGrawHill. Milano. 2000.

C. AMERIO. G. CANAVESIO. Materiali per l'edilizia, SEI. Torino 2005.

M. COLLEPARDI. Il culcestruzzo logico. Manuale del Vix-Design, Edizioni Tintoretto. Villorba (TV). 2004.

F. LEVI, M.A. CHIORINO, C. BERTOLINI CESTARI, Eduardo Torroja. From the philosophy of structures to the art of science of building. Edizioni Franco Angeli, Milano. 2003.

A. NEGRO. J. TULLIANI. L. MONTANARO, Scienza e tecnologia dei materiali, Gelid. Torino 2001.

V. ALUNNO ROSSETTI, Il calcestruzzo. Materiali e tecnologia, McGraw-Hill. Milano. 1999.

J.M. BAKER, P.J. NIXON, A.J. MAJUMDAR, H. DAVIES, Durability of Building Materials and Components. E & FN Spon. England 1998.

ISTEDIL (a cura di), Manuale delle prove e sperimentazione, Edizioni Istedil. Roma, 1997.

P. PEDEFERRI, L. BERTOLINI, La corrosione nel calcestruzzo e negli ambienti naturali, McGraw-Hill, Milano. 1996.

B. ZEVI. Storia della architettura moderna. Einaudi. X Edizione. Vol. I e Il, Torino. 1996

A. NEVILLE. Properties of concrete. IV Edition. Longman Group Limited. England, 1995.

C. AMERI0. G. CANAVESIO. Tecnologia delle costruzioni, vol. I e I. SEI.Torino 1993,

P.K. METHA. P. MONTEIRO, Concrete structure. Properties and Materials. II Edition. Prentice-Hall, New Jersey, USA, 1993.

F. LEVI [et al], Scienza delle cotruzioni, Pitagora. Bologna 1992.

M. COLLEPARDI. Scienza e tecnologia del calcestruzzo, III Edizione, Editore Hoepli. Milano. 1991.

AITEC (a cura di). Realizzazione italiane in cemento armato precompresso. Supplemento straordinario de "L'industria italiana del cemento", N. 5. maggio 1962.

Riviste e pubblicazioni

S. PAGLIOLICO. L. CUSSINO. F. CURCIO. R. FERRARI, Effect of the carbonation on 54-years old concrete road pavement, in "Proceedings of the 10'' ICCC (Inter-national Congress of the Chemistry of Cement)", Góteborg, June 2-6. 2007.

G. MANCINI, Appunti del convegno "Il ciclo di vita delle architetture in cemento armato- presso il Politecnico di Torino, 16 maggio 2007.

M. COLLEPARDI. S. COLLEPARDI. R. TROLL Culcestruzzi a durabilità secolare. in "Enco Journal-, N. 3-I. anno XI (2006). pp. 7-10

M. COLLEPARDI. R. TROLI, Durabilità delle opere in c.a. secondo le norme tecniche perle costruzioni, in "Enco Journal". N. 31, anno X(2005), pp. 17-20

M. A. CHIORINO, A rational approach to the analysis of creep structural e effects. ACI SP-227. pp. 107-141, 2005

F. LEVI. M. CHIORINO. Concrete in Italy. Part II: Contributions to Theory and Codes. in "Concrete international", october 2004, pp_38-43.

F. LEVI, M. CHIORINO. Concrete in Italy. Part I: Technique and Architecture. in "Concrete International". september 2004, pp. 55-61.

S. PAGLIOLICO, Dispense e appunti del corso Scienza e Tecnologia dei Materiali. Politecnico di Torino. Facoltà di Architettura a.a. 2003-2004.

M. COLLEPARDL, L come lavorabilità, in "Enco Journal", N. 10, anno III (1998).

L. BERTOLINI. M.F, BRUNELLA. P. PEDEFERRI. Cedimento in servizio degli acciai da precompressione, in "L�Edilizia" N. 9. anno XI (1997), pp. 28-36.

M. COLLEPARDI, L. COPPOLA. Durabilità del calcestruzzo: teoria, pratica e prescrizioni di capitolato, in "L'industria Italiana del Cemento". N. 671 (1992), pag. 707; n.675 (1993). pag. 199.

CEB, Durable Concrete Structures, Bullettin d'infonnation N. 183. 1992.

ACI Committee 201, "Guide to durable concrete". ACI Manual of Concrete Practice. ACI Pubblication. USA, 1980

A. BRENCICH. Le origini del cemento armato: una breve rassegna storica, pubblicato dal DISEG sul sito del Politecnico di Milano

Normativa italiana

Norme Tecniche per la Costruzioni (NTO), emanate con D.M. del 14 Settembre 2005 e pubblicate sulla Gazzetta Ufficiale del 23 Settembre 2005 n. 222. supplemento ordinario n. 159.

Linee Guida sul Calcestruzzo Strutturale, emanate dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici nel dicembre del 1996.

UNI EN 10027-1 : 2006 Sistemi di designazione degli acciai

UNI EN 10080 : 2005 Acciaio saldabile per cemento armato

UNI EN 197-1 : 2001 Cemento, Composi:ione, specificazioni e criteri di conformità per cementi comuni

UNI EN 12620 : 2003 Aggregati per calcestruzzo

UNI EN 1008 : 2003 Acqua d'impasto per il calcestruzzo

UNI EN 934-2 : 2002 Additivi per calcestruzzo

UNI 11104 Istruzioni Complementari per l'applicazione della EN 206-1.

UNI ENV 13670-1 : 2001 Esecuzione di strutture di calcestruzzo

O.P.C.M. 20-3-2003 N. 3274. �Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica� e successive modificazioni ed integrazioni,

Ordinanza 3274. Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l�adeguamento sismico degli edifici, come modificato dall'O.P.CM. n. 3431 del 3/5/05.

Normativa europea

EN 1992-1-1 :2004 Eurocode 2 Design of concrete structures.

EN 10027-1 :?005 Designation systems for steels

EN 10080 : 2005 Weldable reinforcing steel

EN 197-1 : 2000 Cement Composition, specifications and conformity criteria for common cements

EN 12620 : 2002 Aggregates for concrete

EN 1008 : 2002 Mixing water for concrete

EN 206-1 Concrete. Performance, production, Placing and compliance criteria

ENV 13670-1 : 2000 Execution of Concrete Structures.