Ripristino, impermeabilizzazione e rinforzo dei ponti-canali del Consorzio di Bonifica della Capitanata (FG)

Le strutture oggetto d'intervento sono dei Ponti-Canali, del Consorzio di Bonifica della Capitanata, siti in agro di Lucera (FG), realizzati con conci prefabbricati in cemento armato, risalenti agli anni’ 80.

Il calcestruzzo presentava evidenti problematiche di degrado, nonchè delle copiose infiltrazioni dai giunti dei conci.

L'approccio è stato quello di studiare il ripristino interno del c.a., un’adeguata impermeabilizzazione della superficie e dei giunti e la rigenerazione dell'esterno del canale in modo funzionale ed estetico che ci permettesse di migliorare anche la durabilità dell'opera nel tempo.

Il ripristino del calcestruzzo ammalorato del ponte-canale

Il calcestruzzo, ormai in fase di carbonatazione, è stato accuratamente rimosso e idrolavato, al fine di creare un supporto idoneo alla successiva applicazione della malta di ripristino per la ricostruzione del copriferro.

MasterEmaco S 1160 TIX è stato utilizzato per garantire la massima efficacia e durabilità dell'intervento di ripristino con riparazioni estese e localizzate effettuate a cazzuola per spessori variabili da 5 fino a 50 mm. 

Il prodotto ci ha garantito le seguenti caratteristiche:

• Elevata adesione: aderisce anche a calcestruzzi semplicemente sabbiati e soprattutto nelle applicazioni sopra- testa minimizza lo sfrido (ZERO GRAVITY);Ottima finitura estetica: granulometria massima di 1,2 mm;
• Resistenza alla fessurazione a lungo termine: questo requisito, fondamentale per la durabilità dell'intervento di ripristino, è valutabile mediante l'O Ring test. MasterEmaco S 1160 TIX non evidenzia alcuna fessura neanche alle lunghe stagionature;
• Resistenza agli agenti aggressivi dell'ambiente: è impermeabile all'acqua, resistente ai solfati e ai cloruri e non è soggetto a fenomeni di degrado dovuto all'azione ciclica del gelo e disgelo garantendo così una maggior protezione delle armature dalla corrosione;
• Elevata durabilità: MasterEmaco S 1160 TIX grazie alla particolare formulazione garantisce una barriera protettiva per le armature evitando fenomeni di corrosione da carbonatazione.
• Innovazione: grazie alla tecnologia PWS

Le fasi applicative del ripristino

1. Scarifica della superficie
   
   L’Idrodemolizione viene effettuata per mezzo di un getto di acqua inpressione la cui efficienza è determinata non solo dallapressione con cui l’acqua viene proiettata sulla superficie, ma soprattutto dalla portata della macchina. Consente di ottenere una superficie rugosa con asperità +/- 5 mm rispetto ad un piano medio
2. Liberazione e pulizia dell’armatura
   
   ♦ Rimozione ruggine
   ♦ Perfetta aderenza tra acciaio/malta
   ♦ Incrementare il contrasto all’espansione della malta
   ♦ Evitare nelle strutture inquinate da cloruro l’innesco di corrosione per formazione di macrocelle
3. Protezione ferri con MasterEmaco P 5000 AP
   
4. Bagnatura a rifiuto delle superfici
   
   ♦ Bagnare a sturazione il supporto con acqua. Operazione necessaria per evitare che il calcestruzzo della struttura originaria -se non saturo- sottragga acqua contenuta nella malta di ripristino.
5. Applicazione
   
   ♦ MasterEmaco 1160 tix applicato  in spessori da 5 a 50mm in un unico strato utilizzando macchine spruzzatrici

Impermeabilizzazione interna del canale

Uno degli aspetti fondamentali delle operazioni svolte in quest’opera, è stata l’impermeabilizzazione interna del canale.

La situazione iniziale presentava una vecchia impermeabilizzazione ormai in fase di distacco e delle evidenti perdite nelle zone di giunzione dei conci prefabbricati.

L'uso di MASTERSEAL 581 con aggiunta di MASTERSEAL 600 ci ha consentito di ottenere un miglioramento dell’efficienza delle strutture idrauliche, ottenendo una diminuzione della scabrezza superficiale con conseguente aumento della velocità/portata e l’incremento della durabilità delle opere per ridurre le manutenzioni nel tempo.

Efficienza con riduzione delle perdite di carico

Per migliorare l’efficienza idraulica si può intervenire in vari ambiti tra i quali ridurre le perdite di carico nelle strutture di trasporto dell’acqua riducendone la scabrezza superficiale.

Attraverso misure sperimentali effettuate presso laboratorio universitario di ingegneria idraulica è stata valutata la scabrezza in un flusso a superficie libera, stazionario e uniforme, in un canale rivestito con diversi nostri prodotti fra i quali MasterSeal 581.

Le misure sono state effettuate in condizioni di moto turbolento uniforme per differenti portate e pendenze.

Il coefficiente di scabrezza Gauckle-Strickler e stato determinato in funzione dei valori misurati del coefficiente di attrito e del raggio idraulico.

In particolare per il prodotto MasterSeal 581 vd. rapporto che descrive i risultati delle misure sperimentali, condotte nel Laboratorio idraulica del DICEA-Sapienza Università di Roma, volte a valutare la scabrezza di Colebrook-White e il coefficiente di scabrezza di Gauckler-Strickler in un flusso a superficie libera, stazionario e uniforme, in un canale rettangolare rivestito con con impermeabilizzante cementizio di granulometria fine MasterSeal 581, prodotte dalla Master Builders solutions. Con un risultato finale del coefficiente di Glaucker- Strickler pari a 115.61 con deviazione standard pari a 0.37.

Confronti con altri materiali di rivestimento di canali mostrano come MasterSeal 581, presenti una scabrezza ridotta, che nelle condizioni operative, determina flussi di transizione di parete liscia. Infatti il valore del coefficiente di Gauckler-Strickler (kGS >90) colloca tale rivestimento fra le superfici tecnicamente lisce.

Naturalmente tali valori fanno riferimento a una posa in opera ottimale.

Limitare l’azione erosiva dei corpi solidi presenti nell’acqua

Allo scopo di conoscere le prestazioni dei prodotti in tali condizioni sono stati eseguiti test sui diversi nostri prodotti fra i quali MasterSeal 581 in confronto con un cls non trattato Rck>30 N/mm² classe esposizione XC2, confezionato con cemento pozzolanico presso Laboratorio Universitario di dinamica dei fluidi, tali test sono basati sulla tecnologia del “barrel finishing” considerando contemporaneamente l’azione dell’acqua sulla superficie del rivestimento, l’impatto di particelle dure di piccola dimensione con  morfologie più o meno appuntite, l’impatto di particelle dure di grandi dimensioni e l’impatto congiunto di particelle grandi e piccole al fine di aver una valutazione comparativa della durabilità misurando l’usura adottando tecniche di profilometria basate su rugosimetri a contatto.

Da tali test il MasterSeal 581 risulta essere tre volte più resistente rispetto al cls trattato di riferimento.

Ripristino dei giunti elastici del canale

MasterSeal 930 è stata utilizzata per l'impermeabilizzazione dei giunti elastici. Incollata al supporto mediante specifico adesivo epossidico in pasta MasterSeal 933, consente di impermeabilizzare efficacemente diverse tipologie di giunti di dilatazione.

Le caratteristiche del giunto sono le seguenti:

• Elevata durabilità anche in ambienti aggressivi
• Chimicamente resistente
• Certificato per acqua potabile
• Durezza Shore A (ISO 868): ca. 80.
• Resistenza a trazione EN ISO 527-1) > 6 MPa.
• Allungamento a rottura EN ISO 527-1) > 400%.
• Comportamento elastico sia alle alte che basse temperature

Rinforzo delle pile in calcestruzzo con cerchiature in FRP

Nell'ottica di miglioramento strutturale dell'opera, è stato eseguito un rinforzo sulle pile in c.a. tramite cerchiature FRP con l'applicazione di fasce di tessuto di carbonio MasterBrace FIB 300/50 CFS.

Il rinforzo sopra descritto ha le seguenti caratteristiche e prestazioni (riferite allo spessore di tessuto secco):

• Spessore equivalente di tessuto secco: 0,165 mm
• Modulo elastico medio a trazione, ASTM D3039: 269.000 MPa
• Deformazione ultima media a trazione, ASTM D3039: 1,4 %
• Resistenza caratteristica a trazione, ASTM D3039: 3312 MPa

Tale sistema apporta principalmente i seguenti duplici vantaggi rispetto al sistema in acciaio:

• Minore invasività, senza necessità di effettuare fori nelle strutture esistenti;
• Maggiore semplicità e velocità di esecuzione con minori costi di manodopera (che deve comunque essere specializzata nell’applicazione di sistemi FRP);
• Assenza di problemi di corrosione che al contrario caratterizzano le calastrellature in acciaio.

Dal punto di vista delle prestazioni statiche, la fasciatura trasversale FRP contribuisce, al pari dell’incamiciatura in acciaio, ad apportare sia un aumento della resistenza a taglio che dell’azione di confinamento.

Fasi applicative del rinforzo FRP

1. Ripristinare calcestruzzo degradato con malta fibrorinforzata MasterEmaco S1160;
2. Ripristino del pilastro con malta ad espansione contrastata fibrorinforzata MASTEREMACO S 1160 TIX;
3. Arrotondamento degli spigoli del pilastro con rc>20mm;
4. Dopo almeno 7 giorni di stagionatura confinamento dell'elemento tramite fasciatura in fibra di carbonio MASTERBRACE FIB CFS;
5. Fasciatura da estendere a tutta altezza del pilastro;
6. Spargimento quarzo e successiva intonacatura.

Verniciatura e protezione esterna della struttura in cemento armato

Un aspetto fondamentale è la protezione esterna con MasterProtect 220 che coniuga ad un ottimo effetto estetico un'importante prestazione di durabilità.

Il sistema è in resina poliuretanica a solvente (ciclo alifatico), bicomponente, ad elevato contenuto di solidi in volume, elastica.

Applicata a rullo direttamente sulla struttura precedentemente trattata con il suo primer specifico, MasterProtect P 210, realizza un rivestimento filmogeno avente capacità di fessura (crack bridging ability) e ad elevata capacità protettiva nei confronti degli aggressivi del cemento armato.

E' indicato in generale sia per la protezione delle nuove strutture in calcestruzzo armato che di quelle ripristinate con le malte della linea MasterEmaco.

Scheda Tecnica di Progetto 

STAZIONE APPALTANTE: Consorzio per la Bonifica della Capitanata – “Progetto esecutivo per il risanamento strutturale del canale adduttore del tavoliere”.

IMPORTO DEI LAVORI:  €. 1.963.427,25

RESPONSABILE DEL PROCEDIMENETO: Ing. Giuseppe Di Nunzio

PROGETTISTA ESECUTIVO: Ing. Gaetano Santucci

DIREZIONE DEI LAVORI: Ing. Gaetano Santucci

IMPRESA ESECUTRICE DEI LAVORI: ATI (F.lli Di Carlo S.r.l. – ICG S.r.l.)

DIRETTORE TECNICO IMPRESA ESECUTRICE: Geom. Antonio Di Carlo, Ing. Carmelisa Di Carlo, Ing. Raffaele Di Carlo

 

DIREZIONE CANTIERE: Geom. Antonio Di Corso

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La Storia del CONSORZIO DI BONIFICA DELLA CAPITANATA

Il Tavoliere delle Puglie, dove si colloca la gran parte del Consorzio della Capitanata, si è presentato per secoli come una estesa piana desolata, per gran parte povera di insediamenti umani e abitati. Il territorio era attraversato da numerosi torrenti, secchi d’estate ma quasi sempre in piena d’inverno, con frequenti inondazioni responsabili della formazione di vasti pantani permanenti, tali da rendere assolutamente inospitali vaste superfici. Agli albori del XX secolo l’intero territorio era caratterizzato da un gravissimo dissesto idrogeologico ed il disordine idraulico dilagava, creando condizioni ambientali ideali alla diffusione della malaria.

Nel periodo tra le due guerre si affacciò l’idea della bonifica integrale che doveva guadagnare alla produzione terre ancora preda della palude e dell’acquitrino ed avviare le grandi trasformazioni contadine. Il compito fu affidato ai Consorzi di bonifica quali Enti pubblici in grado di coniugare al tempo stesso sia l’interesse pubblico che privato.

Si realizzò in quegli anni il processo di costituzione dei Consorzi di bacino con la nascita del Consorzio di Cervaro Candelaro e quello di Lesina, seguiti da quelli di Torre Fantine (Fortore), Varano, Ofanto, Tavoliere Centrale, Alto Tavoliere, San Severo/Torremaggiore, Cerignola, accanto ai quali, nel 1933, venne costituito il Consorzio Generale per la Bonifica e la Trasformazione Fondiaria della Capitanata.

I primi interventi effettuati dai Consorzi furono soprattutto di carattere idraulico, finalizzati al recupero delle aree paludose, e portarono alla sistemazione idraulica dei corsi d’acqua naturali e delle reti di scolo, per complessivi 1.600 chilometri. In questo periodo, lungo il litorale, 14.143 ettari suddivisi in 15 bacini, dotati di altrettante idrovore furono sottoposti a prosciugamento meccanico recuperando all’agricoltura tali territori.

In seguito, vennero realizzate importanti opere infrastrutturali (rete stradale in particolare) e processi di colonizzazione del territorio (borgate rurali e appoderamenti). Negli stessi anni, in funzione del variare delle situazioni politico-economiche, furono approvati tre Piani Generali di Bonifica: Il Piano Curato (1934), il Piano Carrante-Medici Perdisa (1938), il Piano Mazzocchi- Alemanni (1948).

Il risanamento delle aree malsane mediante il prosciugamento delle aree paludose e la regimazione idraulica delle acque meteoriche comportò un mutamento non solo economico ma anche demografico del paesaggio. La fusione dei nove Consorzi esistenti in un unico Ente, quale è l’attuale Consorzio per la bonifica della Capitanata, fu attuata nel 1965. Il perimetro del Consorzio per la Bonifica della Capitanata abbraccia la grande pianura del Tavoliere di Puglia e le fasce pedecollinari dell’Appennino Dauno, che lo contornano da Nord Nord-Ovest a SudEst. La superficie consorziata è di 441.000 ettari.