Il monitoraggio delle fessure nelle opere in calcestruzzo armato

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Le fessure sono un fenomeno tipico di molte strutture in calcestruzzo armato, ma non sempre sono sinonimo di pericolosità.

È vero che le fessure possono crearsi in corrispondenza di “punti deboli”, ovvero specifiche zone in corrispondenza delle quali alcuni elementi strutturali, per una serie di cause di vario genere, possono andare in crisi, presentando vistose lacerazioni della matrice cementizia. Ma è pur vero che le fessure si possono creare per esigenze, per così dire, dimensionali delle opere.

In conseguenza del fatto che il calcestruzzo presenta un ben definito coefficiente di dilatazione termica e che le strutture, in molte condizioni operative, sono soggette a forti cambiamenti climatici, le opere devono presentare un sistema di interruzioni posizionate e dimensionate in modo opportuno.

Queste interruzioni sono in generale definite giunti.

Una struttura a forte sviluppo lineare, come ad esempio un muro di sostegno, deve essere interrotta a intervalli regolari con dei giunti, pena la formazione di ampie fessure proprio laddove sarebbe stato opportuno prevedere interruzioni artificiali.

Di fronte a un quadro fessurativo, occorre in primo luogo valutare la natura delle fessure

Da un punto di vista generale, si possono distinguere due diverse famiglie di fessure:

  • Fessure che si formano per inadeguatezza degli elementi portanti dal punto di vista della capacità resistente strutturale;
  • Fessure che si formano in conseguenza di esigenze legate alla dilatazione delle opere a fronte di carichi termici.

È solo nel primo caso che le fessure devono essere sempre e senza alcun dubbio considerate pericolose.

A fronte di un quadro fessurativo, è quindi importantissimo valutare se la situazione che si deve esaminare sia da ricondurre a problemi strutturali gravi o meno.

Giudicare un quadro fessurativo sulla base dell’esperienza

Giudicare un quadro fessurativo sulla base della propria esperienza professionale è un approccio che alcuni tecnici riescono a sostenere e che, in molti casi, porta a diagnosi corrette.

Il difetto di questa impostazione è che, non seguendo un metodo scientifico rigoroso, ovvero non basandosi su dati o osservazioni numeriche, finisce per essere attaccabile.

Ci sono casi in cui questo può non essere un problema, ma, in linea di massima, sarebbe sempre preferibile basare le proprie conclusioni su valutazioni oggettive.

Il monitoraggio delle fessure

Al fine di individuare in modo univoco la natura di una fessura o di un gruppo di fessure, si può ricorrere a un opportuno sistema o programma di monitoraggio, consistente, in sostanza, in:

  • Messa in opera di opportuna strumentazione che consenta la misura dell’apertura di una fessura
  • Lettura periodica dell’apertura di una fessura
  • Confronto fra letture acquisite a distanza di tempo e costruzione di un diagramma o di tabelle che riassumano l’andamento dell’ampiezza di una fessura in funzione del tempo di rilievo

In questo modo, si pone di fatto in essere il monitoraggio di una fessura, attività dalla quale si ricavano incontestabili dati circa il comportamento della stessa.

La strumentazione può consistere in primo luogo in alcune basi di riscontro (di solito 3 per ciascuna fessura, di cui due dallo stesso lato, per offrire una misura di controllo del comportamento termico puro), come nell’immagine seguente:

L’acquisizione delle letture consiste nella misura della distanza fra i riscontri mediante un deformometro a precisione millesimale:

Frequenza delle letture e interpretazione dei risultati

È sempre consigliabile iniziare un programma di monitoraggio effettuando misure abbastanza ravvicinate (ad esempio una al mese, o addirittura, in particolari situazioni, una ogni due settimane), in maniera da verificare subito se l’ampiezza della fessura tende a crescere in modo incontrollato.

Se ciò non accade, è possibile dilatare il periodo fra una lettura e l’altra (ad esempio si può arrivare anche a una lettura ogni 5 o 6 settimane, fermo restando che è bene non discostarsi troppo dal minimo di una acquisizione al mese).

Un monitoraggio dovrebbe avere una lunghezza adeguata, in termini temporali, in maniera da poter evidenziare, nei risultati, se una fessura ha o meno un comportamento di natura termica, intendendosi con ciò che l’ampiezza della fessura è funzione esclusiva della temperatura cui la struttura è soggetta. Per questa ragione, una campagna di monitoraggio dovrebbe avere sempre un’estensione minima di 12 mesi, ovvero iniziare e chiudersi nello stesso periodo dell’anno.

Al termine dei rilievi, è possibile costruire dei diagrammi riportanti in ascissa il tempo e in ordinata l’ampiezza delle fessure.

Conclusioni

Se una lesione è di tipo termico puro, l’andamento dell’ampiezza della fessure in funzione del tempo sarà del tipo indicato di seguito (le ampiezze rilevate sono sempre due, essendo tre i riscontri):

In linea di principio, una fessura di tipo termico:

  • Presenta valori di ampiezza costanti in rapporto al periodo dell’anno, ovvero ritorna, dopo un anno di monitoraggio, ad avere grosso modo la stessa ampiezza di partenza
  • Presenta valori di ampiezza che seguono l’andamento della temperatura, quindi si riducono al crescere della temperatura e crescono al ridursi di questa (nel grafico, con il segno positivo si indica il ravvicinamento dei lembi della fessura)
  • Presenta un andamento del valore di ampiezza piuttosto coerente, ovvero esente da picchi.

Emanuele Ruggerone

Bibliografia

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