IDENTIFICAZIONE TRAMITE EMISSIONE ACUSTICA DI FENOMENI DI DANNEGGIAMENTO DEL CALCESTRUZZO ARMATO DURANTE TEST DI CORROSIONE ACCELERATA

Nella letteratura scientifica sono oramai numerosi gli esempi di applicazione della tecnica di indagine basata sulla raccolta di segnali di Emissione Acustica (EA) per l’individuazione di fenomeni di corrosione nel calcestruzzo armato. Tale tecnica risulta particolarmente sensibile allorquando la corrosione è associata alla formazione di microfessure nel calcestruzzo all’interfaccia armatura-calcestruzzo. Il presente lavoro riassume i risultati preliminari di una ricerca sperimentale volta a determinare la possibilità di distinguere le varie tipologie di sorgenti di EA in un c.a. in condizione di corrosione e identificare, dall’analisi dei segnali di EA, la presenza di danneggiamenti pre-esistenti in strutture in c.a. degradate e sollecitate meccanicamente. A tal fine sono stati fabbricati vari provini in c.a. in scala semireale con due diversi mix design con aggiunta di cloruri. Una parte di questi provini è stata sottoposta a corrosione accelerata con l’applicazione di un flusso di corrente esterna. Ciclicamente e in condizione di quiete (assenza di flusso di corrente) è stata effettuata una raccolta di segnali di EA. L’analisi delle forme d’onda dei segnali ha permesso di identificare tre differenti tipologie di sorgenti emissive ipoteticamente riconducibili a: corrosione dell’acciaio, microfessurazione del calcestruzzo, accrescimento dei prodotti di corrosione. Dopo la fase di accelerazione della corrosione i campioni sono stati sollecitati a flessione, seguendo una specifica procedura di carico, per studiare il fattore di calm-ratio, ossia il rapporto tra il numero totale di eventi di EA durante la fase di scarico ed il numero totale degli eventi durante l’ultimo ciclo di carico. Valori del calm-ratio maggiore di 1 sono da correlare alla presenza di danneggiamenti diffusi nella matrice di calcestruzzo. In questo modo è stato possibile confrontare i campioni sottoposti a corrosione accelerata con quelli in condizione di corrosione naturale

A study on the use of acoustic emission technique as a structural health monitoring tool

As civil infrastructures such as bridges age, there is a concern for safety and a need for cost-effective and reliable monitoring tool. Different diagnostic techniques are available nowadays for structural health monitoring (SHM) of bridges. Acoustic emission is one such technique with potential of predicting failure. The phenomenon of rapid release of energy within a material by crack initiation or growth in form of stress waves is known as acoustic emission (AE). AEtechnique involves recording the stress waves bymeans of sensors and subsequent analysis of the recorded signals,which then convey information about the nature of the source. AE can be used as a local SHM technique to monitor specific regions with visible presence of cracks or crack prone areas such as welded regions and joints with bolted connection or as a global technique to monitor the whole structure. Strength of AE technique lies in its ability to detect active crack activity, thus helping in prioritising maintenance work by helping focus on active cracks rather than dormant cracks. In spite of being a promising tool, some challenges do still exist behind the successful application of AE technique. One is the generation of large amount of data during the testing; hence an effective data analysis and management is necessary, especially for long term monitoring uses. Complications also arise as a number of spurious sources can giveAEsignals, therefore, different source discrimination strategies are necessary to identify genuine signals from spurious ones. Another major challenge is the quantification of damage level by appropriate analysis of data. Intensity analysis using severity and historic indices as well as b-value analysis are some important methods and will be discussed and applied for analysis of laboratory experimental data in this paper