La prova sclerometrica (Rebound test) è una indagine di tipo empirico utilizzata per lo più su elementi strutturali in calcestruzzo. Lo sclerometro consiste in una massa battente di acciaio, azionata da una molla, che contrasta un’asta di percussione a contatto sulla superficie di prova del calcestruzzo. Lo sclerometro è in grado di determinare la durezza superficiale del materiale [sklèros = durezza] (rilevata attraverso l’altezza di rimbalzo della massa battente interna allo strumento), che può essere ricondotta alla sua resistenza. La prova sclerometrica non è ufficialmente riconosciuta nelle normative tecniche poiché la correlazione matematica tra queste due proprietà del materiale è affetta da incertezza. Inoltre, la prova può essere influenzata da una serie di fattori tra i quali umidità, snellezza dell’elemento strutturale, superficie non adeguatamente levigata, carbonatazione del calcestruzzo, non perfetta taratura dello strumento, strumento non perfettamente perpendicolare alla superficie da testare. Se da un lato è una indagine poco invasiva, di rapida esecuzione dall’altro è affetta da una serie di incertezze che consigliano l’esecuzione di più misure dell’indice di rimbalzo, in misura solita di 9 prove, al fine di ottenere un valore di resistenza medio. E’ inoltre, preferibile, sempre a causa dell’aleatorietà del metodo, utilizzare la prova in termini comparativi oppure associarla ad altre prove, ad esempio quelle ultrasoniche (prova SonReb) oppure prove più invasive quali prelievo di carote da sottoporre a compressione. Il risultato di ogni prova si ha in termini di indice di rimbalzo IR. Quando la serie di prove fornisce dei valori molto differenti tra loro è opportuno scartare tutta la serie di misure. La prova deve essere effettuata con lo strumento tenuto in posizione orizzontale; quando ciò non è possibile per le caratteristiche dell’elemento strutturale stesso indagato è necessario correlare l’indice di rimbalzo ottenuto con coefficienti o grafici opportuni. E’ sempre bene verificare il grado di carbonatazione del calcestruzzo poiché valori elevati di carbonatazione possono portare ad una misura della durezza superficiale più elevati di quella reale dell’elemento. Indicazioni sull’esecuzione della prova si trovano nella norma UNI EN 12504-2:2012.

La prova ultrasonica (Sonic test) consiste nella misura delle modalità di propagazione delle onde elastiche di vibrazione attraverso il materiale, sia esso calcestruzzo armato o muratura. Queste sono strettamente correlate con le caratteristiche elastiche del mezzo (modulo di elasticità e modulo di Poisson dinamici) e con la sua densità:

Il metodo consente, quindi, di ottenere una serie di informazioni sulle caratteristiche elasto-meccaniche del materiale quali: omogeneità del materiale, eventuali vuoti, grado di deterioramento.

Il metodo di prova può essere diretto, semi-diretto o indiretto: dipende da come è possibile posizionare i trasduttori. Il metodo diretto offre risultati di una certa affidabilità, mentre altrettanto non si può dire quando la misura avviene in maniera semi-diretta o indiretta.

La trasmissione diretta si ha, ad esempio, applicando i trasduttori sulle due facce di un pilastro. Applicati i trasduttori all’elemento di interesse si va a misurare il tempo di propagazione delle onde ed essendo nota la distanza tra i due trasduttori (spessore dell’elemento) è possibile ricavare la velocità effettiva delle onde nel mezzo impiegato. Con tali parametri si può poi caratterizzare dal punto di vista fisico-meccanico l’elemento.

La trasmissione semi-diretta si ha quando i trasduttori si posizionano sul materiale da investigare su due superfici che formano tra loro un certo angolo α. Fornisce informazioni circa lo stato di conservazione dell’elemento strutturale.

La trasmissione indiretta, invece, si ha quando i trasduttori sono posizionati sulla medesima faccia dell’elemento da investigare. In tal caso si ottengono informazioni circa lo stato di conservazione degli strati più superficiali dell’elemento.

Impropriamente si parla si prova SonReb (Sonic Rebound) poiché esso costituisce più un metodo di indagine che consiste nella correlazione dei risultati ottenuti dalle singole prove sclerometriche e ultrasoniche effettuate sulla medesima zona di prova di un elemento strutturale. Il metodo è basato sulla compensazione degli errori dei due metodi che da soli sono affetti da diverse incertezze. Il metodo SonReb ha stabilito una formulazione empirica con cui determinare la resistenza del calcestruzzo Rc. La formulazione empirica è del tipo:

Rc=αIRβVϒ

dove:

Rc è la resistenza del calcestruzzo oggetto di stima;

α, β, γ sono i coefficienti che consentono di correlare al meglio i dati sperimentali diretti;

V è la velocità ultrasonica media;

IR è l’indice di rimbalzo medio derivante dalla prova sclerometrica;

In letteratura esistono diverse formulazioni della precedente espressione: i coefficienti infatti possono assumere leggermente differenti poiché come detto le misure dei due metodi sono affette da incertezza ed influenzate da alcuni fenomeni. In particolare, si è notato che:

- il contenuto di umidità fa sottostimare l’indice sclerometrico e sovrastimare la velocità ultrasonic

- all’aumentare dell’età del calcestruzzo l’indice sclermetrico aumenta mentre la velocità ultrasonica cala.

Le relazioni più diffuse in letteratura sono:

Le relazioni di stima della resistenza a compressione in opera del cls presentano valori sensibilmente diversi di coefficienti ed esponenti. Ciò è dovuto alla maggiore o minore importanza attribuita da ciascun autore ai molteplici fattori connessi con l’impiego del metodo combinato Sonreb. La regione Toscana all’interno delle Istruzioni Tecniche suggerisce una valutazione del valore di resistenza a compressione in situ del singolo elemento strutturale che consideri la media dei risultati ottenuti con le relazioni di Gasparik, Di Leo-Pascale, Giacchetti-Lacquaniti.

La norma UNI EN 13187 definisce l’utilizzo dell’apparecchiatura termografica per il rilievo delle irregolarità termiche degli involucri edilizi. E’ una tecnica di tipo non distruttivo che si basa sull’acquisizione di immagini nel campo dell’infrarosso per telerilevamento; talvolta chiamato anche metodo dell’infrarosso. La termocamera è in grado di rilevare le temperature dei corpi analizzati attraverso la misurazione dell’intensità di radiazione infrarossa emessa dal corpo in esame. Ogni corpo ad una temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazioni nel campo dell’infrarosso. La termocamera restituisce una visualizzazione bidimensionale della misura di irraggiamento. La quantità di radiazione emessa è legata proporzionalmente alla quarta potenza della temperatura assoluta di un oggetto; la correlazione tra le due grandezze è fornita dalla Legge di Stefan-Boltzmann:

q=εσT^4

dove:

- Ϭ è la costante di Stefano-Boltzmann e vale 5.6703*10-8

- Ɛ è l’emissività della superficie emittente (variabile tra limiti teorici 0 e 1)

- T è la temperatura assoluta

La termografia si inserisce tra i metodi non distruttivi ed è una tecnica utilizzata in molteplici campi: siderurgia, edilizia, veterinaria, industria chimica, aeronautica, protezione dell’ambiente, beni culturali ed edilizia. In campo edile tale metodo di indagine risulta assai utile per la determinazione della posizione delle irregolarità termiche e delle infiltrazioni di aria attraverso un involucro edilizio.

La termografia in edilizia trova applicazione tanto su strutture di nuova realizzazione quanto su strutture datate: sulle prime strutture la termocamera può essere utilizzata per investigare circa lo stato dell’arte della costruzione appena realizzate e minimizzarne eventuali errori di costruzione, sulle seconde, essendo queste soggette al normale degrado a causa dell’invecchiamento dei materiali e di una scarsa manutenzione, permette di diagnosticarne eventuali patologie edilizie ed intervenire in maniera mirata. Esempi di applicazione della tecnica sono:

- blower door test

È un test di permeabilità all’aria che permette di evidenziare (zone blu in figura) i punti della struttura in cui si evidenzia un maggiore passaggio d’aria indesiderato;

- distacco piastrelle\intonaco

È sovente il caso in cui si verifica il distacco di intonaco o piastrelle. Una corretta analisi termografica delle pareti esposte ad irradiazione solare permette di individuare le zone di distacco tra parete e piastrelle

- individuazione dei ponti termici

- individuazione di difetti dell’isolamento

- presenza umidità

La Costruzioni Battaglia s.r.l. è in possesso dell’attrezzatura e del personale adatto per effettuare ed interpretare indagini termografiche.

La prova di trazione su barre d’acciaio è una tipologia di prova di tipo distruttivo che consiste nel prelievo in opera da un elemento strutturale di uno spezzone di armatura da sottoporre a successiva prova di trazione così come viene previsto dal Decreto Ministeriale del 2008 e dalle norme UNI EN 10002142. È una tipologia altamente distruttivo giacché risulta necessario il prelievo dell’acciaio dall’elemento strutturale previa demolizione localizzata di calcestruzzo, reintegro dello spezzone di armatura e ripristino del calcestruzzo. Ad essa si fa perciò ricorso solo in casi di estrema necessità quando si effettuano indagini su strutture particolarmente vetuste o di cui non si è in possesso dei certificati che di solito accompagnano un prodotto fortemente controllato come l’acciaio. Qualora sia necessario effettuare il prelievo è bene che la scelta ricada su elementi o parte dello stesso poco sollecitata (ad esempio su di un pilastro è preferibile il prelievo ad un piano alto piuttosto che alla base). La Costruzioni Battaglia s.r.l. su vs. commissione è in grado di effettuare il prelievo dello spezzone e procedere alla successiva prova di trazione in partnership con un laboratorio autorizzato dal Ministero.