Innovation in Concrete Structures and Cementitious Materials – 2018

Articolo pubblicato in data: 17/12/2018

Assegnati durante il SAIE 2018 gli “ACI Italy Chapter Federbeton Awards”, tre premi per le migliori tesi di dottorato sui conglomerati cementizi e sulle strutture in calcestruzzo armato o precompresso

ACI Italy Chapter Federbeton Awards

Per la terza volta nell’ultimo quinquennio Federbeton (Associazione dei Produttori di Cemento) offre ai neoDottori – che abbiano concluso il loro triennio di dottorato nel 2017 e 2018 – tre premi per le migliori tesi di dottorato sui conglomerati cementizi e sulle strutture in calcestruzzo armato o precompresso. 

Come nelle precedenti occasioni del 2014 e 2016, il Capitolo Italiano di ACI si è assunto la responsabilità di 

• (a) raccogliere i sommari estesi delle tesi; 
• (b) nominare una commissione per selezionare le tre tesi migliori e quelle meritevoli di menzione; e 
• (c) preparare un volume dei sommari, che viene tradizionalmente pubblicato – anche on-line - da iMREADY.

LINK al VOLUME "Innovation in Concrete Structures and Cementitious Materials – 2018"

Il Ruolo di American Concrete Institute IC

Riprendendo la premessa del volume 2016, uno dei più importanti obiettivi di ACI è quello di favorire la comprensione reciproca e la cooperazione fra l’Industria delle Costruzioni, i Produttori di Cemento, le Professioni (progettisti, ingegneri, architetti ed esperti dei materiali) e l’Accademia, quest’ultima rappresentata dalle Scuole di Ingegneria Civile/Strutturale, Architettura, Chimica e Scienza dei Materiali. 

La tragedia del ponte Polcevera

E’ doveroso richiamare gli insegnamenti della terribile tragedia che ha colpito Genova e l’Italia intera il 14 Agosto scorso, con il collasso del Viadotto sul Polcevera. 

È stata una tragedia umana, è un disastro con profonde implicazioni sociali ed economiche, e sarà – in fase di ricostruzione - una straordinaria sfida ingegneristica.  E poi … ricostruzione quale opera caratterizzante la città – come il viadotto crollato – o mero elemento di connessione, semplice e facilmente controllabile? Ancora in calcestruzzo armato/precompresso  oppure in acciaio o in acciaio-calcestruzzo? Sullo stesso allineamento o sopra zone meno congestionate? Riutilizzando la lunga porzione non crollata o ricostruendo ex-novo? 

Certamente nessun Ingegnere può ignorare le indicazioni fornite dai fatti: l’importanza della concezione strutturale, la necessità di un’appropriata manutenzione e la tempestiva rivalutazione dei carichi effettivi. La concezione strutturale deve sempre basarsi sui concetti di vita utile e di robustezza (e a tal proposito l’iperstaticità favorisce l’una e l’altra!). 

L’appropriata manutenzione deve essere una filosofia di vita specialmente in opere ad alte prestazioni, quali sono ponti e viadotti di grande luce, dighe, canali, edifici alti e gallerie strategiche (così come si fa – ad esempio - nei manufatti mobili ad alte prestazioni, quali aeroplani, locomotive, vetture ferroviarie, navi, autobus, autotreni e funivie, per non citare le automobili che usiamo tutti i giorni!). La rivalutazione dei carichi effettivi deve obbligare tecnici e gestori a rinforzare per tempo le strutture in accordo con l’entità e la frequenza dei carichi variabili, destinati – in generale – ad aumentare nel tempo.

Naturalmente i materiali strutturali giocano un ruolo fondamentale, ma – come è inevitabile per qualunque sostanza naturale od artificiale – sono sensibili all’ambiente, alla fatica ed al degrado chimico-fisico, come indirettamente dimostrano le pochissime costruzioni di un certo rilievo giunte fino a noi da secoli lontani. Anche il calcestruzzo non sfugge alla fondamentale regola del tempo, ma più spesso di quanto non sembri il collasso del calcestruzzo è dovuto a mancanze nella progettazione, nella manutenzione o nella errata valutazione dei carichi, spesso in combinazione fra loro.

L’importanza della ricerca sul calcestruzzo

La tragedia di Genova è una chiara dimostrazione dell’assoluta necessità di continuare a lavorare 

• (a) su conglomerati cementizi più resistenti e durevoli; 
• (b) su tecniche di ripristino e rinforzo con sempre migliore rapporto prestazione-costo e con uso integrato di materiali diversi, compresi i conglomerati cementizi fibrorinforzati; 
• (c) su miglioramenti progettuali in presenza di azioni ambientali estreme (quali le forze di natura sismica); e 
• (d) su temi più generali, come l’interazione fra vulnerabilità urbana e vulnerabilità delle costruzioni. 

Molti dei temi in precedenza menzionati sono affrontati nei sommari estesi delle ventidue tesi di dottorato finora discusse negli ultimi due anni, in tema di conglomerati cementizi, strutture in c.a. e c.a.p., loro carichi e disposizioni progettuali. 

Il numero delle tesi per anno accademico è maggiore di quello del periodo 2012-14 (27 tesi nel triennio), ma minore di quello del periodo 2015-16 (29 tesi nel biennio), il che può essere spiegato con la tendenza dell’attività di dottorato a richiedere più dei tre anni nominali; con il crescente uso di conglomerati cementizi in tesi multidisciplinari focalizzate su temi lontani dal contesto civile-strutturale; e con la persistente crisi dell’Industria delle Costruzioni in Italia.

Vincitori Premi Federbeton 2018

Sono risultati vincitori:

• Marta DEL ZOPPO (Napoli "Parthenope") con una tesi sul recupero e rinforzo strutturale post-sisma
• Mattia SANTANDREA (Bologna) con una tesi sull'aderenza fra compositi fibrorinforzati e substrato cementizio
• Davide SIRTOLI (Bergamo) con una tesi sui calcestruzzi sulfo-aluminosi a rapido indurimento 

Tesi menzionate

• Paolino CASSESE (Napoli "Federico II") con una tesi sul comportamento sismico delle colonne da ponte
• Bartolomeo COPPOLA (Salerno) con una tesi sul riciclo di materiali polimerici come aggregato
• Andrea GORINO (Politecnico di Torino) con una tesi sulla duttilità del calcestruzzo poco armato e con fibre
• Md Jihad MIAH (Politecnico di Milano ed Université de Pau et des Pays de l'Adour, Francia) con una tesi sullo spacco superficiale esplosivo del calcestruzzo esposto al fuoco
• Antonio MUDADU (Brescia) con una tesi sulla resistenza a trazione del calcestruzzo fibrorinforzato  

Il Volume Innovation in Concrete Structures and Cementitious Materials – 2018

Tornando ai ventidue sommari ricevuti dalla commissione, la provenienza è da 14 diverse università italiane ed in un caso da una università straniera in cooperazione con una italiana; circa un quarto delle tesi è dedicato ai materiali, ed i tre quarti alle applicazioni strutturali.

I sommari sono stati esaminati da una Commissione Giudicatrice composta da 5 membri con l’assistenza dei Curatori di questo volumetto. Secondo la lista di merito stilata dalla commissione (compito non facile!), sette sommari - circa 1/3 del totale - hanno ricevuto un premio od una menzione.        

In conclusione, il Consiglio di ACI-Italy Chapter ed I membri della Commissione Giudicatrice sperano vivamente che questi sommari estesi facciano apprezzare da tutti coloro che sono interessati all’Ingegneria Civile/Edile ed ai Materiali Strutturali sia le tesi, che questo volumetto dedicato al Professor Giacomo Moriconi, studioso molto noto ed apprezzato nell’ambito della Scienza dei Materiali, che ci ha improvvisamente lasciati dopo molti anni di attività nel Consiglio di ACI-Italy Chapter. 

Commissione Giudicatrice

Maria Antonietta Aiello ,  Luigi Coppola (ACI-Italy Chapter),  Valeria Corinaldesi,

Ciro Faella (ACI-Italy Chapter),  Alessandro P. Fantilli and Michela Pola (Federbeton)

Curatori

Pietro G. Gambarova and Roberto Realfonzo (ACI-Italy Chapter)

In memoria di Giacomo Moriconi

Ancona, 1947 – 2018

L’edizione di quest’anno dei premi ACI IC e quindi sia dell’evento che si è tenuto al SAIE che del Volume è dedicato alla memoria del Prof. Giacomo Moriconi.

Ecco un testo scritto dal Prof. Mario Collepardi, che di Giacomo fu il maestro, per ricordare il professore anconetano.

“Giacomo Moriconi è vissuto nella sua amata Ancona, ove è stato dal 1992 Professore Ordinario di Scienza e Tecnologia dei Materiali nella Facoltà di Ingegneria dell’Università Politecnica delle Marche. Autore e coautore di oltre 320 pubblicazioni. Giacomo Moriconi è stato membro dell' American Concrete Institute (ACI), dell' Associazione Italiana di Ingegneria dei Materiali (AIMAT) e membro designato dall'Università Politecnica delle Marche del Consiglio Direttivo del Consorzio Interuniversitario per la Scienza e Tecnologia dei Materiali - INSTM. E’ stato anche Membro de Honor de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante nel 2012. Nel 2003 ha ricevuto dal CANMET/ACI un riconoscimento per i suoi Eccezionali ed originali contributi alla ricerca in tema di durabilità del calcestruzzo.

I principali contributi scientifici di Giacomo Moriconi hanno riguardato innanzitutto i calcestruzzi ultraresistenti ed affidabili per strutture antisismiche, con particolare riferimento alla composizione del conglomerato ed alla sua lavorabilità.

Un argomento innovativo affrontato da Giacomo Moriconi con i suoi collaboratori ha riguardato il Self Prestressed Concrete (SPC). Si tratta di una nuova tecnologia per ottenere miscele cementizie ad altissime prestazioni (Ultra High Performance Concrete - UHPC) sviluppata presso il Dipartimento di Scienze e Ingegneria della Materia, dell'Ambiente ed Urbanistica dell'Università Politecnica delle Marche (Ancona) dopo più di 15 anni di intensa attività di ricerca su miscele ad alte prestazioni. L'SPC è un materiale cementizio fibrorinforzato avanzato ottenuto mediante attivazione chimica della matrice cementizia, che tende ad espandere producendo così una auto-compressione (precompressione interna). Lo stato di precompressione tridimensionale viene prodotto a seguito dell'espansione contrastata per effetto del rinforzo fibroso. In questo modo si creano delle tensioni all'interfaccia tra fibre e matrice, che - se mantenute entro un certo limite - non producono uno scorrimento relativo, ma esercitano un effetto di self-prestress, capace di tradursi in una maggiore resistenza a trazione e flessione del materiale.

Un’altra rivoluzionaria idea di Giacomo Moriconi ha riguardato la messa a punto di sensori per leggere – attraverso il personal computer - lo stato di salute di strade e ponti. Il sistema si chiama Co.S.Mo.Net, acronimo di Concrete Structures Monitoring Network e permette - senza limiti di distanza - di monitorare la funzionalità di qualsiasi opera in calcestruzzo armato, attivando la manutenzione prima che la corrosione provochi danni. 

L’ultimo grande contributo tecnico-scientifico di Giacomo Moriconi è stato sull’impiego del calcestruzzo riciclato come aggregato per nuovo calcestruzzo (recycled-concrete aggregate - RCA). Dopo la demolizione delle costruzioni esistenti – obsolete, danneggiate o deteriorate – il calcestruzzo viene frantumato e vagliato, le sostanze contaminanti (quali legno, carta, limo argilloso e acciaio) vengono rimosse ed il materiale così ottenuto viene utilizzato come aggregato per confezionare nuovo calcestruzzo.”

Mario Collepardi

I contenuti del Volume “Innovation in Concrete Structures and Cementitious Materials – 2018”

Topic A - INNOVATIVE CEMENTITIOUS MATERIALS

A01   Vahid Afroughsabet – Sustainable High-Performance Fiber- Reinforced Concretes Based on Calcium Sulfoaluminate Cement 

A02   Bartolomeo Coppola – Use of End-of-Waste Foamed Fibers and and Aggregates in Cementitious Mortars 

A03   Linda Monfardini – Alkali-Activated Materials for Sustainable Structural Applications 

A04   Mattia Santandrea – Bond Behavior between Fiber-Reinforced Composites and a Concrete Substrate 

A05   Davide Sirtoli – Mechanical Properties of Rapid-Hardening Sulfo-Based Concretes Blended with Portland Cement 

Topic B R/C AND P/C STRUCTURES

Strengthening and Retrofitting

B01  Antonio Condello – Strengthening R/C Members via an Innovative Technique: Testing and Modeling 

B02  Marco Filippo Ferrotto – Strengthening Concrete Columns in Service Conditions  via Confining Devices: from Local to Global 

B03  Andrea Miano – Performance-Based Assessment and Retrofit of Existing R/C Structures 

B04  Francesca Roscini – Strengthening Masonry Vaults with Steel-Reinforced Grout

Testing and Modeling

B11  Francesco Cannella – Testing and Modeling Reinforced-Concrete Members with Corroded Reinforcement 

B12  Andrea Gorino – Ductility of Lightly-Reinforced and Fiber-Reinforced Concrete Members: a Unified Approach 

B13  Marco Messina – Predicting the Service Life of Reinforced-Concrete Structures by Monitoring Concrete Electrical Resistivity 

B14  Md Jihad Miah – The Effect of Compressive Loading and Cement Type on Concrete Spalling in Fire 

B15  Antonio Mudadu – On the Role of Fiber Orientation in the Tensile Behavior of Fiber-Reinforced Concrete 

B16  Alice Sirico – Nonlinear Modeling of Fiber-Reinforced Concrete Members and Application to Tunnel Linings in Fire 

Topic C - SEISMIC BEHAVIOR

Seismic Assessment and Retrofitting

C01  Marta Del Zoppo – Seismic Assessment and Retrofit Of R/C Columns C02  Roberto Falcone – Optimal Seismic Retrofitting of Existing R/C Frames through Soft-Computing Approaches

C03  Roberto Gentile – Extension and Validation of the Simple Lateral Mechanism  Analysis in the Seismic Assessment of R/C Structures

Seismic Design

C11  Paolino Cassese – Seismic Performance of Hollow Columns in Existing Reinforced-Concrete Bridges 

C12  Romeo Tomeo – Soil-Structure Interaction in the Seismic Behaviour of Reinforced-Concrete Structures 

C13  Matteo Zerbin – Force-Based Seismic Design of R/C Frame-Wall  Structures 

Topic D - BEYOND THE STRUCTURAL BEHAVIOR

D01  Martina Zorzoli – Urban and Structural Vulnerabilities: an Example of Social Housing in Northern Italy

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