Ai fini di ristrutturazione edilizia di porzione di magazzino e conversione ad uso ufficio, il committente, con lo scopo di valutare le caratteristiche meccaniche delle strutture in calcestruzzo armato, ha chiesto una campagna d’indagine tendente a conoscere lo stato dei calcestruzzi e l’individuazione della posizione delle armature.

Allo scopo per le strutture in calcestruzzo armato si sono effettuate inadgini SonReb (Ultrasuoni+Sclerometro) per la valutazione della resistenza locale dei calcestruzzi, prove colorimetriche per la determinazione della carbonatazione, indagini pacometriche per l’individuazione della posizione delle armature, prelievi di carote di calcestruzzo da sottoporre a prova di carico statica.

Indagini pacometriche. Al piano rialzato, con le indagini pacometriche si è individuato che i pilastri hanno quattro armature principali con aderenza migliorata e staffe spaziate di circa 15 cm. Nel piano seminterrato i pilastri hanno otto armature principali liscie, e staffe ogni circa 15 cm. Il solaio del piano seminterrato aveva una maglia d’armatura 10×10 cm su ambo i lati.

Indagini Sonreb. Con le indagini SonReb, eseguite in ogni singolo punto di misura, sono stati rilevati gli indici di rimbalzo sclerometrici, che presentano una distribuzione analoga a quella riscontrata per la velocità di propagazione dell’impulso ultrasonoro senza grosse variazioni tra punto e punto. Dai dati rilevati si è evidenziata una buona omogeneità dei calcestruzzi e una resistenza sperimentale media di 290-320 kg/cm².

Carbonatazione. Il calcestruzzo delle strutture controllate aveva una profondità media di carbonatazione variabile da 1,5 a 2,1 cm.

Prelievo di carote di calcestruzzo. Dalle carote di calcestruzzo prelevate, è stato determinato la resistenza cilindrica ricavato dalle prove di schiacciamento. Tale resistenza è stata convertita secondo l’Art. 4.0.2 del D.M. 9 gennaio 1996 in resistenza cubica con una media di R_ck = 33 N/mm².

Durezza Brinell. Il rilievo della durezza Brinell è stato eseguito scegliendo una zona sull’armatura principale, questa è stata pulita e lucidata mediante una mini fresa.  I dati rilevati sono correlati con la resistenza a trazione secondo la normativa DIN 50150. La resistenza a trazione media delle armature principali era di circa 370 N/mm².

Il rilievo dinamico consiste nel fissare un accelerometro sul tirante e producendo una vibrazione attraverso un martello strumentato. Il segnale registrato viene elaborato nel dominio del tempo e delle frequenze, in modo da determinare il valore della frequenza fondamentale del tirante.

I rilievi dinamici sono state eseguite all’interno di un decantatore di acqua potabile a Castelfranco Emilia in provincia di Modena, in gestione a HERA S.P.A. Sono stati controllati undici tiranti in acciaio su un totale di tredici tiranti. La scelta degli elementi controllati è stata concordata con il responsabile ufficio tecnico del impianto.

Per conoscere la resistenza ultima a trazione del materiale si sono eseguite prove di durezza Brinell. Il rilievo della durezza Brinell è stato eseguito scegliendo una zona per ogni tirante, questa è stata pulita e lucidata mediante una mini fresa dotata di una mola sgrossatrice e platorello lucidante a carta abrasiva.

La correlazione tra durezza Brinell e resistenza a trazione è stata effettuata secondo la normativa tedesca DIN  50150.

L’analisi dei rilievi dinamici ha evidenziato che sui tiranti in acciao, la forza di trazione varia da 14 a 45 kN con valori di sforzo assiale fra 40 – 138 N/mm² .

La velocità di propagazione di un’onda trasversale in una corda metallica, dipende dalla tensione esistente nella corda e dalla massa per unità di lunghezza. Nella determinazione dello stato tensionale (della forza longitudinale) nei tiranti è stato applicato la soluzione particolare della formula delle vibrazione nelle corde; tale soluzione permette di determinare la frequenza e quindi il periodo naturale (f) in funzione della forza longitudinale (F) nella corda, la sua lunghezza (L), l’area della corda (A), Pu è la massa lineare e l’accelerazione di gravità (g).

Si sono registrate le vibrazioni indotte in n. 2 tiranti posti all’interno della sala lettura presso la Facoltà di Archeologia. I segnali rilevati nel dominio del tempo sono stati visualizzati nel monitor dell’analizzatore nel dominio delle frequenza effettuando la trasformata di Fourier in tempo reale in modo da rilevare le varie frequenze. L’indagine ha rilevato che lo sforzo longitudinale nei tiranti controllato era di 18 N/mm² per il primo tirante e 20 N/mm² per il secondo.