La resistenza dei calcestruzzi confezionati nella prima metà del ‘900

Italian Concrete Days.jpgAbstract: 

I calcestruzzi impiegati nella realizzazione di opere in cemento armato nel periodo compreso fra la I e la II Guerra Mondiale presentano, allo stato attuale, resistenze a compressione maggiori di quelle misurate nelle prove di accettazione dell’epoca di costruzione.

Questo si evince dal confronto dei certificati di prova del Politecnico di Torino, suddivisi per annata, con gli esiti di indagini eseguite di recente su alcuni ponti in cemento armato della Provincia di Cuneo.

L’incremento di resistenza del calcestruzzo in opera garantisce il buon funzionamento dei manufatti in c.a. anche dopo cento anni dalla loro realizzazione.

Pertanto, nel presente lavoro viene eseguita un’indagine storica per giustificare tale comportamento, che sembra essere dovuto a differenti aspetti inerenti la produzione della polvere di cemento, la miscelazione dei componenti principali del calcestruzzo e la sua messa in opera.

Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE


The strength of concrete cast in the first half of XX Century

La resistenza dei calcestruzzi confezionati nella prima metà del ‘900

INTRODUZIONE

Una parte del patrimonio edilizio e infrastrutturale presente in Italia risale, per le opere in cemento armato, agli inizi del secolo scorso.

Poiché molte strutture risalenti a quel periodo sono utilizzate ancora, nasce la necessità di poterne valutare i limiti d’impiego e il massimo carico assoggettabile, al fine di garantire la necessaria sicurezza.

Le comuni valutazioni inerenti la resistenza strutturale di manufatti storici si basano su procedure di analisi che richiedono l’inserimento dei parametri meccanici dei materiali costituenti, tra cui la resistenza a compressione del calcestruzzo.

Questa viene valutata usualmente attraverso prove distruttive (carotaggi) e/o non distruttive (ultrasuoni, pull-out, ecc.), che richiedono l’accesso diretto alla struttura da analizzare e sono in genere onerose.

In molti casi si ha la necessità di effettuare una stima di massima della resistenza a compressione, propedeutica a successive indagini e analisi.

In altre parole, occorre un modello di stima della resistenza a compressione del calcestruzzo di una struttura in c.a., come quello proposto da Fantilli et al. (2017).

Con tale approccio si può stimare la resistenza a compressione del calcestruzzo in funzione dell’anno di realizzazione del manufatto, facendo uso delle curve resistenza-tempo illustrate in Fig.1.

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Tali curve sono state ottenute a partire dalle certificazioni delle prove di compressione su provini di forma cubica di differenti annate, eseguite presso il Politecnico di Torino.

2 I CASI STUDIO

Nel seguito sono riportati i risultati di prove di compressione monoassiale eseguite su provini in calcestruzzo estratti da due ponti realizzati nei primi decenni del ‘900, Si tratta del ponte di Cardè e del ponte di Montaldo Roero che appartengono al patrimonio infrastrutturale della Provincia di Cuneo.

2.1 Il ponte di Cardè

Il ponte è sito sulla SP 29 (Vedi Fig.2), tronco Diramazione Cardè (bv. SP 29 per Villafranca) – Saluzzo (bv. SS 589) al km 5+500, nel Comune di Cardè (CN).

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Il manufatto fu progettato da Ingegneri Giay Fratelli di Torino secondo i criteri del sistema Hennebique, e fu costruito nel 1914.

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La struttura portante dell’impalcato, delle pile e delle spalle è composta da elementi in calcestruzzo armato gettato in opera.

Le campate di riva hanno una luce pari a 26 m, con una freccia di 2,60, m mentre la campata centrale ha una luce pari a 32 m con una freccia di 3 m.

L’incastro sulla spalla è garantito dalle armature dell’impalcato che si prolungano tramite setti fino alle fondazioni. L’incastro sulle pile è garantito dalla continuità degli archi e dalle armature che collegano l’impalcato alla pila.

La larghezza originaria del ponte era pari a 6.20 m, quella della carreggiata era di 4.50 m e i marciapiedi a sbalzo avevano larghezza di 0.85 m.

A seguito di recenti ristrutturazioni, la larghezza finale del ponte risulta di 6.70 m, comprensiva della larghezza della carreggiata (rimasta invariata) e di quella dei due marciapiedi a sbalzo (portata a 1.10 m).

Nell’ambito di alcuni interventi di ripristino della struttura del ponte da parte della Provincia di Cuneo, sono state eseguite alcune campagne di indagini in sito e in laboratorio, con il fine di valutare la resistenza a compressione del calcestruzzo con prove distruttive su carote di calcestruzzo.

In particolare, sono state estratte 8 carote dalle pile e 16 dalla soletta dell’impalcato.

I risultati delle prove sono riportati in Tabella 1.

the-strength-of-concrete-cast-in-the-first-half-of-xx-century-04.jpgRiportati nel modello di resistenza-età del calcestruzzo di Fig.3, i valori medi e gli intervalli di variazione ottenuti con le prove distruttive mettono in evidenza l’ottima qualità del calcestruzzo in opera.

Nel caso della pila (Fig.3a), il valore medio è compreso tra la curva frattile 75% e quella 95%, mentre nella soletta (Fig.3b) il calcestruzzo presenta valore medio della resistenza ben al di sopra della curva frattile 95%.

2.2 Il ponte di Montaldo Roero

Il ponte di Montaldo Roero (Fig.4), denominato nei documenti storici come “viadotto sul burrone”, è attualmente denominato “Ponte sulle Rocche” o “Ponte dei sapori”.

Esso è sito sulla S.P. n.119, tronco Diramazione di Montaldo Roero, al km 1+900.

Il ponte è stato realizzato in poco più di un anno, dal 15 febbraio 1930 (data della consegna dei lavori) al 30 Aprile 1931 (data del collaudo strutturale) dalla Società Imprese Edili Ing. E.Faletti di Torino, su progetto firmato dal suo rappresentante, l’Ing. Antonio Villanova.

Il ponte è costituito da tre tratti: un primo tratto curvilineo a 2 campate, rispettivamente di lunghezza media 8.70 m e 9.15 m, il tratto centrale rettilineo a 4 campate, ciascuna di lunghezza 15.00 m, e il tratto finale curvilineo con 2 campate da 9.30 m.

La larghezza complessiva attuale del ponte è pari a 5.44 m, mentre quella della carreggiata è di 5.10 m.

L’impalcato del ponte è costituito da una soletta con travi longitudinali e trasversi, mentre le pile sono collegate con elementi orizzontali.

Completano l’opera le fondazioni su setti e le spalle in muratura di laterizio pieno.

La struttura portante dell’impalcato, delle pile e delle fondazioni è costituita da elementi in cemento armato.

Le pile, in numero di 7, hanno altezza variabile, in funzione dell’andamento delle scarpate della gola.

Nell’ambito di un intervento di rinforzo di due pile del ponte, eseguito dalla Provincia di Cuneo, è stata condotta un’estesa campagna di indagini volta a valutare la resistenza del calcestruzzo.

In particolare, sono stati prelevati 14 campioni di calcestruzzo dai differenti elementi della struttura, sopponendoli a prova di compressione monoassiale.

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L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: Compressive strength; historical concrete; existing structures, cement and concrete production. / Resistenza a compressione; calcestruzzo storico; strutture esistenti; produzione di cemento e calcestruzzo.


Nel 2020 si terrà a Napoli la terza edizione degli Italian Concrete Days organizzati da aicap e CTE. Per saperne di più collegarsi a questo LINK