Patologie: stima dei coefficienti di sicurezza in sezioni in calcestruzzo armato soggette all’azione dei cloruri

I danni a cui sono soggette le strutture esistenti in calcestruzzo armato

La sempre più importante esigenza di riconoscere i danni a cui sono soggette le strutture esistenti, ci ha portato in questi anni a proporre, ai professionisti del settore, un codice di calcolo capace di simulare, numericamente, la penetrazione dei cloruri – in accordo alla Seconda Legge di Fick – nelle sezioni in calcestruzzo armato.

Sulla base dello spessore di calcestruzzo penetrato e della concentrazione dei cloruri, il codice di calcolo, provvede a declassare - nel tempo - le proprietà meccaniche dei materiali e stimare – allo step temporale desiderato - i relativi coefficienti di sicurezza allo SLU a partire dai domini di rottura. Per una migliore comprensione del testo, si suggerisce la lettura dell’articolo Propagazione anidride carbonica e cloruri nel calcestruzzo armato

CASO STUDIO 1 – Sezione senza fessurazioni preesistenti

Si riporta, come esempio numerico, una sezione di una trave perimetrale in calcestruzzo armato appartenente ad un edificio degli anni ottanta - collocato in prossimità del mare - (Fig. 1), soggetta, alla base, all’azione dei cloruri (Fig. 2).

Nella Fig. 2 è riportata la sezione armata con 5 Fi 16 inferiori, 3 Fi 16 superiori e 2+2 Fi 16 di parete. Si precisa che, il retino fucsia, intorno alle barre, sta ad indicare che è stato applicato il modello di degrado per corrosione localizzata alla Rodriguez.

L’esposizione ai cloruri, invece, riguarda solo la base inferiore della trave (vedi linea arancione tra i nodi 1 e 2).

Dati essenziali:

• sezione 30x50
• calcestruzzo C25/30
• acciaio FeB44k
• concentrazione cloruri iniziale = 0%
• concentrazione critica = 0,5%
• concentrazione superficiale = 3%

In Fig. 3 e 4 sono riportati ulteriori parametri utili per le simulazioni numeriche:

Una volta inseriti i dati di input di cui sopra, sono state eseguite una serie di analisi numeriche evolutive adeguate a simulare l’ingresso dei cloruri nella sezione attraverso il copriferro pari a 2,5 cm. In seguito, si riportano, al variare del tempo, i risultati in termini di concentrazione dei cloruri, il calcolo del tempo di innesco, la profondità di penetrazione della corrosione nelle barre inferiori, lo stato di fessurazione (spalling) e la curva relativa ai coefficienti di sicurezza allo stato limite ultimo.

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• CASO STUDIO 2 – Sezione con fessurazioni preesistenti