Indagini non distruttive su calcestruzzo

Le indagini non distruttive e parzialmente distruttive su calcestruzzo si configurano come metodi di verifica indiretti per valutarne le caratteristiche meccaniche, più precisamente la resistenza a compressione senza arrecare danni strutturali. È consuetudine suddividere i metodi in:

• non distruttivi, che coinvolgono sistemi di rilievo dei ferri di armatura, ad esempio con pacometro e georadar, oppure che consentono di valutare la qualità del getto di cls . ad esempio con sclerometro e ultrasuoni.

• parzialmente distruttive, come le prove di estrazione di tasselli speciali inseriti nell’elemento trave o pilastro (es. pull-out), che provocano un danno superficiale, ma riparabile.

L'uso di metodi non distruttivi per stimare la resistenza meccanica in opera richiede l'applicazione di correlazioni tra i parametri non distruttivi dei metodi impiegati e la resistenza a compressione del calcestruzzo determinata da prove di rottura su un adeguato numero di campioni, ottenuti mediante carotaggio.

Ad esempio, il metodo SonReb consente di combinare i risultati delle prove sclerometriche ed ultrasoniche, correlandole in modo tale ottenere una stima della resistenza.

L’esecuzione di prove combinate ed, in particolare, di quelle che prevedono l’esecuzione di prove parzialmente distruttive (estrazione di inserti), consente di migliorare la precisione del risultato mediante l’applicazione di tecniche statistiche di correlazione tra più variabili.

È importante evidenziare che la calibrazione dei risultati ottenuti da queste metodologie richiede un numero appropriato di campioni, prelevati mediante carotaggio e sottoposti sottoposti ad indagine non distruttiva prima della loro rottura, oppure facendo uso di correlazioni standard già disponibili in letteratura per il metodo utilizzato.

Normativa e regole per le prove in situ su calcestruzzo

Quando si tratta di valutare la condizione delle strutture in cemento armato, la Circolare n. 7 relativa alle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) 2018 introduce una serie di opzioni per eseguire prove sui materiali, mirando a raggiungere diversi livelli di conoscenza.

Questi livelli vanno dalle verifiche limitate alle verifiche estese o esaustive. La scelta del livello dipende dalla profondità di valutazione desiderata.

Ad esempio, per valutazioni globali di sicurezza, si possono compiere indagini su calcestruzzo basate su:

• Verifiche limitate, che coinvolgono il campionamento di 1 provino di calcestruzzo ogni 300 mq di superficie dell'edificio e 1 campione di armatura per piano;

• Verifiche estese, ossia richiedenti il campionamento di 2 provini di calcestruzzo ogni 300 mq e 2 campioni di armatura per piano;

• Verifiche esaustive, che prevedono il campionamento di 3 provini di calcestruzzo ogni 300 mq e 3 campioni di armatura per piano.

Tuttavia, una disposizione interessante della stessa circolare stabilisce che fino al 50% delle prove distruttive può essere sostituito con un numero maggiore, almeno triplo, di prove non distruttive o parzialmente distruttive singole o combinate, tarate su quelle distruttive.

5 Principali prove non distruttive eseguibili sul calcestruzzo

1. Prove pacometriche

La prova pacometrica consente di localizzare la presenza di armature all'interno degli elementi strutturali del calcestruzzo e di stimarne lo spessore del copriferro.

2. Prove sclerometriche

Il metodo dell'indice di rimbalzo fa uso dello strumento chiamato sclerometro, utilizzato per misurare l’energia elastica assorbita dal calcestruzzo a seguito di un impatto. L’energia assorbita dal calcestruzzo è correlata alla rigidezza e alla resistenza meccanica mediante relazioni empiriche. Tale metodo consente di valutare l'uniformità dei getti di calcestruzzo.

3. Prove ultrasoniche

Le prove ultrasoniche si basano sulla propagazione di onde elastiche longitudinali attraverso il calcestruzzo. La resistenza a compressione è stimata in base alla velocità di trasmissione degli ultrasuoni, ipotizzando la validità di una relazione di proporzionalità tra resistenza a compressione e modulo elastico, utilizzando correlazioni sperimentali.

4. Prove pull-out

Le prove pull-out si focalizzano sulla misurazione della forza necessaria per estrarre un elemento metallico standardizzato inserito nel calcestruzzo. La forza di estrazione è rappresentativa di uno stato di sollecitazione complesso, ma il suo valore è correlabile con la resistenza a compressione

5. Prove SONREB

Come accennato sopra, il metodo SONREB rappresenta un approccio combinato che sfrutta due o più tipi di prove, in particolare quelle ultrasoniche e sclerometriche. L’applicazione di tale metodo consente di ricavare, per ogni singola zona di cui si vuole esaminare, il valore di resistenza a compressione del calcestruzzo, attraverso una opportuna calibrazione della relazione che lega indice di rimbalzo, velocità ultrasoniche e resistenza media a compressione, effettuata mediante regressione statistica dei valori sperimentali. La validità del metodo SONREB deriva dalla compensazione delle imprecisioni dei due metodi non distruttivi utilizzati.