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Renata Picone » 11.Problemi di conservazione delle strutture in cemento armato


Introduzione

Restauro e conservazione del cemento armato

Sin dalla fine dell’ottocento il cemento armato è stato largamente impiegato nell’architettura, tanto negli interventi di nuova edificazione che in quelli di restauro.
A partire dai primi decenni del novecento, l’entusiasmo verso il nuovo materiale, che consentiva agli architetti “moderni” soluzioni formali e linguistiche prima impensabili, investe anche il campo disciplinare del restauro senza un’adeguata sperimentazione preliminare sulla sua durabilità.

Il problema della conservazione degli edifici in cemento armato e quello degli inserti contemporanei in tale materiale posti a diretto contatto con la materia degli edifici storici si è posto in tempi recenti in modo rilevante.

Pertanto, l’attenzione dell’attuale dibattito sul restauro si è anche orientata ad individuare metodologie e tecniche di intervento in grado di garantire la conservazione di questa parte di patrimonio architettonico caratterizzata dal largo impiego di tale materiale.

Le immagini e i grafici relativi alla ex fabbrica Cirio a Vigliena a Napoli, sono tratte dalla tesi di specializzazione in Restauro dei Monumenti discussa presso l’Università di Napoli Federico II dagli architetti V. Apicella e R. Domizio, relatore prof. Renata Picone, a.a. 2006-2007.

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, 2006

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, 2006

Atene, il Partenone, l’architrave in cemento armato posto da Balonos nel 1923, 2001

Atene, il Partenone, l'architrave in cemento armato posto da Balonos nel 1923, 2001


Il degrado del cemento armato

Le cause

  • Difetti di costruzione
  • Mancanza della protezione
  • Attacco chimico dell’armatura (carbonatazione e attacco da cloruri)
  • Ossidazione dei ferri di armatura
  • Attacco del cloro (zone industriali e aree altamente inquinate)
  • Disgregazione del cemento e ossidazione dei ferri
  • Espulsione di parti del copriferro. Lo sviluppo delle lesioni è parallelo alle armature
Disgregazione del cemento e ossidazione dei ferri

Disgregazione del cemento e ossidazione dei ferri

Espulsione di parti del copriferro. Lo sviluppo delle lesioni è parallelo alle armature

Espulsione di parti del copriferro. Lo sviluppo delle lesioni è parallelo alle armature


Il degrado del cemento armato

Il degrado delle armature
In figura 1: l’ossidazione delle armature alla base del pilastro ha determinato una vistosa espulsione del copriferro.

In figura 2: espulsione del copriferro in corrispondenza delle armature ossidate, con riduzione delle sezioni dei ferri longitudinali.

Fig. 1

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 2


Il degrado delle strutture in cemento armato

I dissesti nelle strutture in cemento armato

Le strutture in cemento armato possono presentare quadri fessurativi riconducibili a sollecitazioni di taglio e flessione, oltre che a sforzo normale. Inoltre possono presentare problemi legati alla non corretta esecuzione del getto (lesioni da ritiro).

Lesioni da ritiro che accompagnano la presa e l’indurimento del calcestruzzo
Lesioni da taglio
Lesioni da flessioni

Le indagini sul cemento armato

Tipologie di indagini per conoscere lo stato di conservazione delle strutture in cemento armato

  1. Osservazione visiva e mappatura delle lesioni e di altri fenomeni di degrado
  2. Indagini non distruttive (magnetometria) e prove di percussione per individuare le parti distaccate non visibili
  3. Eventuale prelievo di campioni per analisi di laboratorio ai fini della valutazione del processo di carbonatazione e della presenza di cloruri
  4. Misurazioni sclerometriche
  5. Ulteriori misurazioni del potenziale elettrochimico delle armature e della resistività elettrica del calcestruzzo

 

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, prova pacometrica su un pilastro per la localizzazione delle armature metalliche

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, prova pacometrica su un pilastro per la localizzazione delle armature metalliche


Le indagini sul cemento armato

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, fotoraddrizzamento del prospetto

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, fotoraddrizzamento del prospetto

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, pianta con localizzazione delle prove

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, pianta con localizzazione delle prove


Le indagini sul cemento armato

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, veduta dell’interno con i pilastri a fungo, 2006

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, veduta dell'interno con i pilastri a fungo, 2006

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, prove con carbonatazione in foro e sclerometro+ultrasuoni

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, prove con carbonatazione in foro e sclerometro+ultrasuoni


Il consolidamento

Il consolidamento delle strutture in cemento armato

Il consolidamento delle strutture in cemento armato si pone l’obiettivo di ripristinare le sezioni resistenti degli elementi, tanto nelle parti in calcestruzzo che in quelle di ferro.
Ai fini del miglioramento antisismico può essere necessario integrare le sezioni resistenti.

Il consolidamento

Intervento 1

Sfaldamento e disgregazione del cls. e risanamento delle parti degradate:

  • origine dei fenomeni
  • attacco dell’armatura
  • asportazione del cls. scheggiato
  • pulizia delle superfici
  • ripristino del cls

 

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, metodologie di intervento. Fonte: disegno degli architetti V. Apicella e R. Domizio

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, metodologie di intervento. Fonte: disegno degli architetti V. Apicella e R. Domizio


Il consolidamento

Ripristino delle armature e del copriferro
Fasi di intervento:

  1. Eliminazione di tutte le parti di cemento in fase di distacco sino a raggiungere il supporto sano
  2. Liberazione e pulizia delle armature ossidate mediante scalpellatura o sabbiatura ad alta pressione
  3. Eventuale reintegrazione delle armaturte
  4. Protezione delle armature con malta passivante anticorrosiva
  5. Ripristino del copriferro con impiego di malte fibrorinforzate

Il consolidamento

Sfaldamento e disgregazione del cls. e risanamento delle parti degradate, rinforzi strutturali.

Intervento semplice:

  1. individuazione delle lesioni
  2. esportazione della massa degradata
  3. pulitura tramite sabbiatura, con sabbia silicea proiettata con un compressore a flusso variabile
  4. posa di staffe aggiuntive e riparazione con malta antiritiro

 

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, metodologie di intervento. Fonte: disegno degli architetti V. Apicella e R. Domizio

Napoli, ex fabbrica Cirio a Vigliena, metodologie di intervento. Fonte: disegno degli architetti V. Apicella e R. Domizio


Il consolidamento

Interventi di consolidamento con materiali compositi
Al fine di garantire una maggiore risposta alle sollecitazioni da parte delle strutture in cemento armato è possibile ricorrere ad un aumento della loro sezione (sia di quella in calcestruzzo che di quella in ferro).
E’ altresì possibile fare ricorso, per aree sottoposte particolarmente a sforzi di trazione, ai materiali compositi. In quest’ultimo caso tessuti bidirezionali in FRP possono essere incollati mediante resine o malte direttamente sul supporto ripulito.


Il consolidamento

Interventi di consolidamento con materiali compositi

Interventi di consolidamento con materiali compositi


Il consolidamento

Interventi di consolidamento con materiali compositi. Bologna, Teatro Testoni

Interventi di consolidamento con materiali compositi. Bologna, Teatro Testoni


I materiali di supporto della lezione

Bibliografia essenziale che inquadra gli interventi di conservazione del cemento armato nel più generale quadro del restauro del patrimonio architettonico:

Aa. Vv., Trattato di restauro architettonico, diretto da Giovanni Carbonara, Utet, Torino 1996.

AA. VV., Il manuale del restauro architettonico, coordinato da Luca Zevi, Mancosu, Roma 2001.

A. Defez , Il consolidamento degli edifici, Liguori, Napoli 2002.

B. P. Torsello, S. Musso, Tecniche di restauro architettonico, Utet, Torino 2003.

AA. VV., Trattato sul consolidamento, coordinato da Paolo Rocchi, Mancosu, Roma 2003.

L. Bertolini, M. Gastanli, P- Pedeferri, Ispezione e diagnosi della corrosione delle armature del calcestruzzo: l'ex Istituto Marchiondi a Milano, in “Politecnico. Rivista del Politecnico di Milano”, 8, 2004

R. Ientile, a cura di, Architetture in cemento armato. Orientamenti per la conservazione, Franco Angeli, Milano 2008

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