La durabilità delle strutture in calcestruzzo armato: modelli per la progettazione e il monitoraggio mediante NDT

Il processo di corrosione delle armature di strutture in calcestruzzo armato interessa l’aspetto estetico, strutturale ed economico di ogni manufatto in calcestruzzo armato. Il processo di corrosione, dovuto agli agenti aggressivi, prevalentemente anidride carbonica e ioni cloruro, che dall’esterno attraversano il copriferro e raggiungono le barre di armatura, provoca la formazione di ossidi voluminosi. L’espansione degli ossidi genera una pressione sul calcestruzzo circostante che conduce, dapprima, alla fessurazione del copriferro, e poi alla sua completa espulsione (spalling) lasciando le barre sottostanti prive di protezione e, quindi, esposte direttamente all’azione degli agenti aggressivi. Il presente lavoro, in un’ottica causa-effetto, considerando anche i risultati ottenuti da precedenti modellazioni con il Metodo agli Elementi Finiti (FEM), propone un sistema di equazioni di equilibrio e compatibilità degli spostamenti per calcolare il consumo di barra che conduce alla fessurazione del copriferro. In ottica inversa, sono state realizzate simulazioni FEM al fine di correlare la dimensione della fessura sulla superficie del copriferro e la quantità di barra consumatasi. Il duplice approccio (causa-effetto ed effetto-causa) costituisce un buon supporto in fase progettuale (prevedere il tempo di vita utile della struttura e programmare gli interventi di ripristino) e in fase di diagnostica su strutture esistenti (acquisire la sezione di barra ancora in esercizio). Infine, è stata considerata la deformabilità del calcestruzzo a compressione e sono state realizzate analisi FEM per valutare l’influenza della non linearità del calcestruzzo.