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

La penetrazione dei cloruri nel calcestruzzo armato è una delle cause più critiche di corrosione localizzata delle armature e perdita progressiva di capacità resistente. L’articolo analizza un codice di calcolo che simula l’ingresso dei cloruri secondo la Seconda Legge di Fick, declassa nel tempo le proprietà meccaniche dei materiali e stima i coefficienti di sicurezza allo SLU tramite domini di rottura. Il caso studio riguarda una trave perimetrale in ambiente marino, valutata sia integra sia con fessurazioni preesistenti. INGENIO valorizza il tema per progettisti, strutturisti e tecnici della diagnostica come riferimento operativo per leggere durabilità, danno e sicurezza residua.

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.

.. CONTINUA LA LETTURA NEL PDF.

SCARICA* E LEGGI L'ARTICOLO INTEGRALE

Nel pdf è presente:

• CASO STUDIO 2 – Sezione con fessurazioni preesistenti