SCC, FRP, incamiciatura, per un intervento di rinforzo di strutture in c.a. fortemente degradate del dopoguerra

L’articolo espone problematiche palesatesi e rimedi adottati nel particolarissimo ed emblematico caso studio di un fabbricato sito in Napoli, edificato nell’immediato dopoguerra (1947/49), e che nel 2011 ha presentato gravi problemi agli elementi strutturali in calcestruzzo armato. Grazie ad una estesissima campagna di prove in sito, si è potuto innanzi tutto valutare la legge di variabilità dei fenomeni degradanti in funzione del fronte di esposizione e dell’altezza, e quindi si è potuto concepire un intervento di rinforzo, dalle fondazioni fino al piano attico, attuato con materiali di ultima generazione (calcestruzzo autocompattante, materiali compositi), e tale da garantire un nuovo ciclo di vita superiore a quello da considerare ormai concluso. Dal punto di vista sperimentale, a tal fine, sono stati in parallelo condotti studi finalizzati alla determinazione del momento nel quale la carbonatazione avrà superato il guscio di rivestimento in SCC, e riproporrà quindi il problema dell’aggressione al calcestruzzo di origine. Sulla base di sperimentazioni condotte mediante test di carbonatazione accelerata secondo la norma UNI EN 13295-2, dei modelli teorici della letteratura internazionale sull’argomento ma anche dei dati raccolti sul campo, è stato ipotizzato – con riferimento al noto modello di Tuutti – il periodo di ultimazione dell’innesco e di inizio della propagazione. Il caso può essere considerato, per questo tipo di edifici, paradigmatico per valutazioni di resilienza del patrimonio edilizio nonché per strategie di riduzione di vulnerabilità, sia per la fase di approccio (diagnosi ed intervento) sia per la fase di programmazione della manutenzione, alla luce del fatto che in Italia circa il 70% degli edifici sono stati costruiti dopo il 1946 e quasi tutti hanno le stesse caratteristiche costruttive, mentre circa il 30% è stato edificato fra il 1946 ed il 1971 (anno di pubblicazione della legge 1086), e buona parte di essi è prevedibile possano avere problematiche analoghe nei prossimi anni

Caratteristiche e durabilità delle malte con materiali riciclati

Molti studi sono stati condotti negli ultimi anni sull’utilizzo di materiali di risulta per il confezionamento di malte, probabilmente a seguito di una mutata coscienza in tema di sostenibilità. I risultati sono stati in genere interessanti, e hanno evidenziato la possibilità di ottenere prodotti caratterizzati da prestazioni, di vario tipo, soddisfacenti. Una recente sperimentazione condotta presso i laboratori dell’Università Politecnica di Madrid, in collaborazione con l’Università di Napoli Federico II, ha indagato su una vasta gamma di prodotti con utilizzo di materiali da riciclo, offrendo così numerosi spunti per l’utilizzo di malte a base di cemento con inerti provenienti da rifiuti, anche in combinazione con inerti naturali. Alla luce dei risultati, tuttavia, emerge la necessità, per identificare la migliore combinazione fra tutte quelle possibili, di individuare preliminarmente lo specifico utilizzo della malta da produrre, così da finalizzare lo studio sia in termini di prestazioni che in termini economici, Di particolare rilevanza, poi, appare il problema della durabilità, soprattutto per alcuni degli utilizzi, ovvero quelli che vedono la malta maggiormente soggetta all’attacco degli agenti atmosferici

Modellazioni per il calcolo della vita utile di strutture in calcestruzzo armato

La vita utile degli elementi in calcestruzzo armato può essere calcolata, con buona approssimazione, mediante alcune metodologie, che consentono di prevedere sia il momento nel quale il fronte di carbonatazione avrà superato il copriferro e raggiunto le armature, sia la velocità con la quale la corrosione interesserà le armature, diminuendone la sezione. Una valutazione comparativa fra tre diversi tipi di edifici, realizzati con differenti calcestruzzi, evidenzia efficacemente quali possono essere gli scenari in termini di interventi manutentivi, e pone le basi per individuare le strategie più appropriate per il controllo dell’obsolescenza di queste strutture

Application of FMEA method for assessment of reliability of structures

In the last years several methods have been proposed, aimed to explore the theme of degradation and reliability of building components, with the main purpose of preventing performance deficits in general, and especially from sudden and unforeseen faults. This topic is an element of strong competitiveness in the world of professionals and business, and fits with the trend clearly demonstrated by the regulatory framework, particularly in the field of structures. One of the methods that can be used to assess the suitability of a component to its performance specifications, and which belongs to the field of Risk Management, is FMEA, (Failure Modes and Effects Analysis). This methodology analyzes a project from the point of view of its reliability before it is carried out and realized.To allow this verification the components are firstly verified in the form of drawings, technical specifications, flow-charts, information, standards, etc. that are all the elements that make up the documentation of the work to be performed and the knowledge that is available on the subject. There have been many applications of FMEA on building components, and it is of particular interest - considering the recrudescence of seismic events of the last decade, but also the emergence of structural defects, even of a certain gravity – for the use in the field of structures. This is of a considerable relevance in a period when there are issues about the possibility of adaptation of the real estate to earthquakes, but it also raises the argument of the modalities and the criteria leading the inevitable reconstruction of what no longer exists. In this article an example of application to a reinforced concrete structure is shown, from which it is possible to notice the most critical items and the modalities for preventing negative events

Performance characterization of the concrete subjected to fire in terms of sustainability

The research, in a context of a sustainability of the building process, that should consider adequately the problem of building waste disposal, has the objective of determining the performance characteristics of concrete under the effect of fire, in order to evaluate the possibility of reutilization, and in positive case, what could the best uses be, considering the current regulations. The experimentation, carried out on cubic samples with a side of 15 cm (according to UNI EN 12390, using aggregates with Dmax= 30 mm), with Portland cement of mixture 42,5 in two types (one with Pozzolana CEM II/B-P 42.5 and one with limestone CEM II/A-LL 42.5), with class of resistance C25/30, is based on the following parameters: increase of temperature, nature of fire, heating speed, time of exposition. The tests that have been carried out were both destructive (sclerometric, ultrasounds, Sonreb) and non-destructive (crushing and thermogravimetric), and the experimental results obtained also show that: - the concretes present a remaining mechanical resistance that is lower than 50% of the initial one, after they have been subjected to the full cycle of temperature increase; - between 200°C and 600°C, there is a significant decomposition of the binding component (hydrated cement), while that of limestone is predictable for temperatures higher than 700°C; - the phenomenon of the “explosive spalling” – verified on two samples – has far more devastating consequences than the simple decay of the mechanical characteristics as, considered in a structural element, it causes a reduction of the resisting section, with a consequential increase of tensions in the remaining part, and direct exposition of the reinforcement without protection, situations which can cause the structural collapse of the element. Some uses in the field of transport have been hypothesized, also basing on the indications of the current regulations and on the detected statistics of the current uses

Predictive maintenance for monitoring performance decay of plaster converings according to the criteria of ISO 16686-7 code

The aim of the present work is the construction of the performance/time curve that characterizes and defines the aging of plaster coverings on tuff masonry, a widely used technical solution in the building stock of the city of Naples. 53 sample building were tested; these were selected according to a criteria of homogeneity of the technological characteristics of the support and covering material (tuff masonry + lime-cement plaster + acrylic paint). The year of construction of the buildings, as well as any problem occurred during the work realization, was acknowledged. The described objective represents a result of indubitable utility and practical consequence, as it allows: - the evaluation of the residual service life at the moment of the execution of field tests with fixed methodologies; - the definition of the time thresholds for the execution of the most appropriate interventions, determined in a maintenance plan, in which predictive maintenance of course plays a fundamental role. The chosen methodology for the evaluation of performances, considering the indications of ISO 15686-7, is the infrared thermographic camera test, combined with close-up visual inspections and percussion tests. The activities were carried out through the following main phases: - defining the task; - planning; - examination; - evaluation; - reporting. The results showed the possibility to create curves like the one represented in the annex B of the already quoted ISO 15686-7 and hence to define the decay with 5 performance degrees (no symptoms – slight symptoms – medium – strong symptoms – totally unacceptable, including collapse and malfunction), corresponding to an accurate quantification of the conditions of conservation, and that is mainly possible thanks to the output of the thermographic camera. In relation to the results, different scenarios of planned maintenance for a period of 30 years have been hypothesized

Analisi multicriteria per la manutenzione dei rivestimenti intonacati

Il problema della più appropriata scelta di strategia manutentiva è di complessa risoluzione, in quanto coinvolge diversi aspetti, concomitanti ma tuttavia spesso contrastanti: • quello economico “assoluto”, secondo il quale si tenderebbe ad eseguire quanto meno interventi possibile; • quello economico “relativo”, secondo il quale attuare interventi di piccola entità ma più spesso, evita di dovere poi eseguire opere di maggiore impegno, che finiscono per coinvolgere anche altri componenti per i cosiddetti “guasti a catena”; • quello della sostenibilità, secondo il quale alla scelta di materiali dal punto di vista di eco-compatibilità, non si deve evitare di abbinare considerazioni in termini di durabilità; • quello della sicurezza, che porterebbe ad evitare che nel ciclo di vita si raggiungano valori di prestazione troppo vicini al valore minimo ammissibile; • quello della disponibilità, secondo il quale una rarefazione dell’attività manutentiva è meglio sopportata dai committenti/utenti, e dunque deve esistere un giusto rapporto fra ciclo di vita e durata dell’intervento manutentivo. Tante e così diverse variabili in gioco determinano una complessità che può essere adeguatamente affrontata e risolta solo con analisi multicriteriali. Nell’articolo si mettono a confronto 4 diverse strategie per la manutenzione di rivestimenti intonacati, mediante diversi metodi di analisi multi-criteria (TOPSIS, WSM, WPM, VIKOR), pervenendo a risultati di indubbio interesse per orientare le scelte di tecnici e proprietari di immobili

Verso una “sostenibilità programmata”: valutazioni LCA e LCC per la progettazione di coperture piane

Le sempre più chiare e pressanti indicazioni normative spingono i progettisti verso scelte più consapevoli sia in termini di sostenibilità, sia nei riguardi degli aspetti economici, che prendano però in considerazione tutte le fasi del ciclo di vita. Attraverso una valutazione comparativa effettuata con l’ausilio delle note metodologie di Life Cycle Assessment e Life Cycle Costing, è possibile individuare, fra le diverse tipologie di componenti e di sistemi costruttivi, quelli che presentino un minor impatto sull’ambiente e che siano maggiormente sostenibili anche dal punto di vista economico, grazie a più appropriate strategie manutentive. Anche l’analisi condotta con riguardo ad una semplice copertura piana da adeguare termicamente presenta spunti di interesse e di approfondimento a questa problematica rispetto alla quale troppo spesso si operano scelte non adeguate

MULTICRITERIA ANALYSIS FOR CHOOSING MAINTENANCE STRATEGIES

The life cycle of building components can be managed according to different maintenance strategies, which mainly differ in performance and economic terms. What is the most convenient among the possible scenarios? It has been shown in the past that the typology of maintenance interventions and the consequent periodicity are closely related to performance decay, and can lead to choices that, however, generally concern the purely economic sphere. In this sense, it seems interesting to know the modalities of the performance decay, which may allow – even though for many components the "measurement" of its values is problematic - the construction of performance / time curves. This result was possible, in other experiments conducted in the past, for one of the components to be considered most critical for the whole building (the plaster), thanks to a study that sampled 53 buildings with homogeneous characteristics (both from the technological point of view and from the era of realization), observed within 20 years. This paper highlights that the only economic evaluation is not enough to identify the ideal solution, because – inter alia - there is a more suitable solution depending on the context framework in which the decision maker is operating. Commitment, budget, component typology, time span to consider, are the main factors influencing the choice, not ignoring design issues. A Topsis multicriteria analysis is proposed, the results of which are an interesting starting point for define maintenance plans characterized by greater reliability, not only technical but also economical

LCC analysis for glued laminated timber components exposed in external

The aim of the experimentation is to characterize the performances of glued laminated timber components exposed to atmospheric agents, in the light of the concept of Life Cycle Cost, particularly emphasized in the Italian new legislation on public works. In fact, it could be seen that the design of the construction details and the initial characteristics of glue laminated timber components, require a particular attention to avoid errors that may undermine the possibility to perform the structural functions for which, above all, this material it is dedicated. The experimentation consisted of a series of tests aimed to identify the performance of glued laminated timber beams taken in site, after a work executed some years ago on a theatre built in Roman era, and to compare them with similarly manufactured new elements. The tests performed were thermography, ultrasound, Wood-Pecker penetrometer, mechanical characterization. The results will be used to begin setting limits and conditions for outdoor use of glue laminated timber, and assume a reliable life cycle, and consequently identify the most appropriate maintenance strategy for the LCC