6 modi che conosci per testare la resistenza del calcestruzzo e 1 che forse non conosci

Quando si sceglie un metodo per la misurazione e il monitoraggio della resistenza del calcestruzzo, è importante per i project manager considerare l’impatto che ogni tecnica avrà sul loro programma. Mentre alcuni processi di test possono essere fatti direttamente sul posto, altri richiedono un tempo extra per le strutture di terzi per fornire i dati sulla resistenza. Il tempo non è l’unico fattore che contribuisce alle decisioni dei project manager. L’accuratezza del processo di prova è altrettanto importante in quanto influisce direttamente sulla qualità della struttura in calcestruzzo.

Il metodo più comune per monitorare la resistenza del calcestruzzo in situ è l’uso di cilindri induriti sul campo. Questa pratica è rimasta generalmente invariata dall’inizio del 19° secolo. Questi campioni sono gettati e stagionati secondo ASTM C31 e testati per la resistenza alla compressione da un laboratorio terzo in varie fasi. Di solito, se la lastra ha raggiunto il 75% della sua resistenza progettata, gli ingegneri danno il via libera alla loro squadra per passare alle fasi successive del processo di costruzione.

Ci sono stati molti sviluppi per accelerare il processo di indurimento da quando questo metodo di test è stato introdotto per la prima volta. Questo include l’uso di coperte riscaldanti, additivi e ritardatori di vapore, ecc. Tuttavia, gli appaltatori aspettano ancora tre giorni dopo il loro versamento prima di testare la resistenza, anche se i loro obiettivi sono spesso raggiunti molto prima di allora.

Nonostante la consapevolezza di ciò, molti project manager preferiscono attenersi a questa pratica di test perché è “il modo in cui è sempre stato fatto”. Tuttavia, questo non significa che questa tecnica sia il metodo più veloce e accurato per testare la forza di tutte le loro colate. Infatti, ci sono molte pratiche diverse, a parte i test di rottura dei cilindri, che possono essere utilizzate. Qui ci sono sette diversi approcci da considerare quando si sceglie un metodo di test di resistenza:

6 modi che conosci per testare la resistenza del calcestruzzo e 1 che forse non conosci

Metodi per testare il calcestruzzo Misurazione della forza

  1. Martello di rimbalzo o Schmidt Hammer (ASTM C805)

Prova del martello di rimbalzo

Prova del martello di rimbalzo
Metodo: Un meccanismo di rilascio a molla viene utilizzato per attivare un martello che impatta un pistone per spingere nella superficie del calcestruzzo. Alla distanza di rimbalzo dal martello alla superficie del calcestruzzo viene dato un valore da 10 a 100. Questa misura è poi correlata alla forza del calcestruzzo.

Pros: Relativamente facile da usare e può essere fatto direttamente sul posto.

Cons: La pre-calibrazione con campioni caricati è necessaria per misure accurate. I risultati del test possono essere distorti dalle condizioni della superficie e dalla presenza di grandi aggregati o armature sotto il luogo del test.

  1. Test di resistenza alla penetrazione (ASTM C803)

Test di resistenza alla penetrazione

Test di resistenza alla penetrazione
Metodo: Per completare una prova di resistenza alla penetrazione, un dispositivo spinge un piccolo perno o una sonda nella superficie del calcestruzzo. La forza usata per penetrare la superficie, e la profondità del foro, è correlata alla forza del calcestruzzo sul posto.

Pro: Relativamente facile da usare e può essere fatto direttamente sul posto.

Cons: I dati sono significativamente influenzati dalle condizioni della superficie così come dal tipo di forma e dagli aggregati usati. Richiede una pre-calibrazione utilizzando più campioni di calcestruzzo per misurazioni accurate della resistenza.

  1. Velocità dell’impulso ultrasonico (ASTM C597)

Test di velocità dell'impulso ultrasonico

Test di velocità dell'impulso ultrasonico
Metodo: Questa tecnica determina la velocità di un impulso di energia vibrazionale attraverso una lastra. La facilità con cui questa energia si fa strada attraverso la lastra fornisce misure riguardanti l’elasticità del calcestruzzo, la resistenza alla deformazione o allo stress e la densità. Questi dati sono poi correlati alla forza della lastra.

Pros: Si tratta di una tecnica di prova non distruttiva che può essere utilizzata anche per rilevare difetti all’interno del calcestruzzo, come crepe e alveoli.

Cons: Questa tecnica è altamente influenzata dalla presenza di rinforzi, aggregati e umidità nell’elemento in calcestruzzo. Richiede anche la calibrazione con campioni multipli per un test accurato.

  1. Pullout Test (ASTM C900)

Pullout Test

Pullout Test
Metodo: Il principio principale di questo test è quello di tirare il calcestruzzo usando un’asta metallica che è gettata sul posto o post-installata nel calcestruzzo. La forma conica tirata, in combinazione con la forza richiesta per tirare il calcestruzzo, è correlata alla resistenza alla compressione.

Pro: Facile da usare e può essere eseguito sia su costruzioni nuove che vecchie.

Cons: Questo test implica lo schiacciamento o il danneggiamento del calcestruzzo. È necessario un gran numero di campioni di prova in diversi punti della lastra per ottenere risultati accurati.

  1. Cilindri gettati in opera (ASTM C873)

Test dei cilindri gettati in opera

Test dei cilindri gettati in opera
Metodo: Gli stampi per cilindri sono collocati nel luogo del getto. Il calcestruzzo fresco viene versato in questi stampi che rimangono nella lastra. Una volta induriti, questi campioni vengono rimossi e compressi per la resistenza.

Pro: È considerato più accurato dei campioni curati sul campo perché il calcestruzzo è sottoposto alle stesse condizioni di indurimento della lastra sul posto, a differenza dei campioni curati sul campo.

Cons: È una tecnica distruttiva che richiede di danneggiare l’integrità strutturale della lastra. Le posizioni dei fori devono essere riparate in seguito. Deve essere usato un laboratorio per ottenere dati sulla forza.

  1. Core forate (ASTM C42)

Test del nucleo forato

Test del nucleo forato
Metodo: Un carotatore viene utilizzato per estrarre il calcestruzzo indurito dalla lastra. Questi campioni vengono poi compressi in una macchina per monitorare la forza del calcestruzzo in-situ.

Pro: Questi campioni sono considerati più accurati dei campioni induriti sul campo perché il calcestruzzo che viene testato per la resistenza è stato sottoposto alla storia termica e alle condizioni di indurimento reali della lastra sul posto.

Cons: Questa è una tecnica distruttiva che richiede di danneggiare l’integrità strutturale della lastra. Le posizioni delle carote devono essere riparate in seguito. È necessario utilizzare un laboratorio per ottenere i dati di resistenza.

  1. Sensori di maturità senza fili (ASTM C1074)

Sensore di maturità del calcestruzzo

Sensore di maturità del calcestruzzo
Metodo: Questa tecnica si basa sul principio che la forza del calcestruzzo è direttamente correlata alla sua storia della temperatura di idratazione. I sensori wireless sono collocati all’interno della cassaforma del calcestruzzo, fissati sull’armatura, prima di versare. I dati della temperatura vengono raccolti dal sensore e caricati su qualsiasi dispositivo intelligente all’interno di un’applicazione utilizzando una connessione wireless. Queste informazioni vengono utilizzate per calcolare la resistenza alla compressione dell’elemento in calcestruzzo in-situ sulla base dell’equazione di maturità impostata nell’app.

Pro: I dati sulla resistenza alla compressione sono forniti in tempo reale e aggiornati ogni 15 minuti. Di conseguenza, i dati sono considerati più accurati e affidabili in quanto i sensori sono incorporati direttamente nella cassaforma, il che significa che sono soggetti alle stesse condizioni di maturazione dell’elemento in calcestruzzo in situ. Questo significa anche che non si perde tempo sul posto in attesa dei risultati da un laboratorio terzo.

Cons: Richiede una calibrazione una tantum per ogni miscela di calcestruzzo per stabilire una curva di maturità utilizzando prove di rottura del cilindro.

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Sommario dell'accuratezza e della facilità d'uso delle tecniche di misurazione della resistenza sul posto

Sommario dell'accuratezza e della facilità d'uso delle tecniche di misurazione della resistenza sul postodelle tecniche di misurazione della resistenza sul posto

Metodi combinati di misurazione della resistenza del calcestruzzo

Una combinazione di questi metodi di misurazione della resistenza alla compressione è talvolta usata per assicurare il controllo e la garanzia della qualità di una struttura in calcestruzzo. Un metodo combinato dà come risultato una panoramica più completa della vostra lastra, permettendovi di confermare i dati di resistenza utilizzando più di un metodo di prova. L’accuratezza dei vostri dati di resistenza aumenterà anche perché l’utilizzo di più metodi aiuterà a tenere conto dei fattori che influenzano, come il tipo di cemento, la dimensione degli aggregati e le condizioni di stagionatura. Per esempio, è stata studiata una combinazione del metodo della velocità dell’impulso ultrasonico e del test del martello di rimbalzo. Allo stesso modo, quando si usa il metodo della maturità in cantiere per testare la resistenza alla compressione, si raccomanda di eseguire prove di rottura del cilindro il giorno 28 del ciclo di vita del calcestruzzo per scopi di accettazione e per confermare la resistenza della lastra in situ.

Come decidere quale metodo di misurazione della resistenza del calcestruzzo usare per il prossimo getto

Test come il martello di rimbalzo e la tecnica di resistenza alla penetrazione, sebbene facili da eseguire, sono considerati meno accurati di altri metodi di prova (Science Direct). Questo perché non esaminano il centro dell’elemento in calcestruzzo, ma solo le condizioni di indurimento direttamente sotto la superficie della lastra. Le pratiche, come il metodo della velocità degli impulsi ultrasonici e il test di pullout, sono più difficili da eseguire in quanto il loro processo di calibrazione è lungo e richiede un gran numero di campioni per ottenere dati accurati.

Come tecniche di prova distruttive, i metodi del nucleo perforato e del cilindro gettato in opera hanno bisogno di laboratori terzi per eseguire test di rottura al fine di ottenere dati. Come risultato, è necessario più tempo nel vostro programma di progetto quando usate uno di questi metodi. In confronto, con il metodo della maturità, è possibile ottenere dati sulla resistenza in tempo reale direttamente sul posto, consentendo un processo decisionale rapido e ben informato. Riducendo la vostra dipendenza dalle prove di rottura, potete anche evitare le imprecisioni associate ai laboratori di prova.

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La vostra decisione di scegliere un metodo di prova può semplicemente venire giù a quello che sapete e siete abituati. Tuttavia, l’accuratezza di questi test e il tempo che impiegano per ottenere dati sulla forza, sono fattori significativi che non sono sempre presi in considerazione come dovrebbero. Pensate a dove va tutto il vostro tempo e denaro durante la costruzione di un progetto. Quanto di questo viene speso in riparazioni, tasse per i laboratori di prova e lavoro extra per assicurarsi che il progetto finisca in tempo? L’accuratezza della tecnica che scegliete può portare a futuri problemi di durata e prestazioni della vostra struttura in calcestruzzo. Inoltre, scegliere una tecnica che richiede più tempo per ricevere i dati sulla resistenza può essere dannoso per le scadenze del vostro progetto, con un impatto negativo sulla produttività del vostro cantiere. Al contrario, scegliere lo strumento giusto può avere un impatto positivo sui tempi del progetto e permettervi di finire il progetto al di sotto del budget. Come si fa a decidere quale metodo di prova di resistenza utilizzare?

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