Letteratura scientifica selezionata sul tema "Calcestruzzo"

LA ‘CELLA SOLEARIS’ DELLE TERME DI CARACALLA: UNA NUOVA VALUTAZIONE‘Tra le sue opere a Roma, egli ha lasciato le magnifiche terme che portano il suo nome, la cella solearis che gli architetti dicono non possa essere imitata quanto a costruzione. Perchè si dice che graticci di bronzo o di rame erano posti sopra (sotto), ai quali è affidata tutta la volta e tanto grande è la campata che esperti ingegneri dicono che non poteva essere fatto. SHA, Vita Ant. Cara., IX, 4–5. Questo articolo dà una nuova valutazione delle teorie esistenti sul significato di questo brano controverso, e propone una nuova soluzione del problema. Prima di tutto la cella solearis viene identificata con il caldarium sulla base della testimonianza di iscrizioni che fanno riferimento a una cella soliaris. In secondo luogo viene presentata la testimonianza sull'uso di barre di metallo nella volta di calcestruzzo del caldarium, altrimenti normale, e viene suggerito che queste possono avere sostenuto un soffitto con graticcio di bronzo. Infine il brano stesso viene preso nuovamente in considerazione e viene suggerita un'altra traduzione della parte critica che può conciliarsi con la nuova interpretazione strutturale della cella solearis.

Il patrimonio industriale legato all’energia elettrica è rappresentato da una serie di complessi architettonici fortemente stratificati, caratterizzati da diverse soluzioni tecniche, formali e distributive che si sono sovrapposte l'una all'altra, quando necessario, per ragioni legate all’innovazione tecnologia e ai cambiamenti nei processi produttivi. In realtà, sono proprio queste stratificazioni (aggiunte, cambiamenti d'uso, abbandoni momentanei e riusi, accompagnati da adeguamenti architettonici e tecnologici) che conferiscono ai complessi industriali particolare valore di memoria. Infatti, è proprio la continua trasformazione di funzioni e di elementi tecnologici a rappresentare “l'essenza” di questa particolare produzione edilizia. Dalla nascita delle prime fabbriche fino ad oggi, gli edifici industriali hanno cambiato rapidamente la loro forma architettonica e la loro consistenza sia materica sia formale assecondando le esigenze lavorative e produttive. Per questo motivo oggi abbiamo l'opportunità di leggere una "storia dell'architettura" rappresentata da una sequenza di tecnologie e materiali sostituiti di continuo o stratificatisi, in un abaco di elementi relativi alla sperimentazione del calcestruzzo armato, del ferro, della ghisa, dell’acciaio; oppure riguardanti l’utilizzo di grandi superfici di vetro o coperture a shed; o ancora relativi all'uso di fonti energetiche naturali e artificiali. Molte esperienze europee di restauro e riuso degli edifici industriali legati alla produzione di energia, hanno già considerato tale approccio come una delle migliori scelte volte a una conservazione che possa definirsi compatibile: la scelta delle nuove funzioni è dettata, infatti, non tanto dalle esigenze economiche e d’uso, ma dalla flessibilità dell'edificio ad accogliere sostanziali adeguamenti tecnici, energetici, funzionali. Ciò con l’obiettivo di raggiungere un giusto equilibrio tra il rispetto della memoria storica e la necessità di adattarsi alle normative riguardanti l’adeguamento energetico e le nuove funzioni richieste dalla popolazione, raggiungendo una sostenibilità sociale, culturale e ambientale.

L’industrializzazione e la crescita accelerata della popolazione generano effetti collaterali su vari aspetti sociali e la questione ambientale è preoccupante a causa degli impatti causati dall’evoluzione sociale. La gestione dei rifiuti industriali è una grande sfida che coinvolge sia il controllo della loro generazione che il corretto smaltimento, garantendo la sostenibilità ambientale. I residui di cenere della caldaia si trovano in abbondanza nelle fabbriche che utilizzano questa apparecchiatura per la generazione di vapore. Questa abbondanza si verifica a causa della mancanza di un luogo per il corretto smaltimento o riutilizzo del residuo. In considerazione di questo scenario, questo articolo aveva come domanda guida: sarebbe possibile utilizzare questo residuo nella produzione di calcestruzzo strutturale? Lo scopo di questo studio è stato quello di classificare il residuo definendone la possibile forma di utilizzo nel dosaggio del calcestruzzo e di eseguire dosaggi sperimentali con l’utilizzo di ceneri di caldaie industriali per valutarne i possibili contributi tecnici alle proprietà di base del calcestruzzo. Per questo, i campioni sono stati raccolti da un’industria installata nella città di Uberlândia, Stato di Minas Gerais, attiva in diversi settori come l’agricoltura, l’alimentazione animale, farmaceutica e altri. La classificazione delle ceneri della caldaia è stata eseguita applicando le procedure normative brasiliane e i parametri utilizzati per la classificazione dei leganti e degli aggregati per calcestruzzo. Considerando la sua curva granulometrica e la densità, il residuo è stato classificato come aggregato leggero e molto sottile, adottando così la metodologia della sostituzione parziale dell’aggregato sottile con cenere di caldaia. È stato verificato che vi è stata una riduzione della lavorabilità del calcestruzzo allo stato fresco proporzionalmente al contenuto di residui utilizzato. Pertanto, è necessario utilizzare additivi superplastificanti in questi casi per mantenere la lavorabilità prevista. Una riduzione della densità del calcestruzzo è stata notata quando il residuo è stato utilizzato, considerando come necessaria l’attenzione a questa proprietà del calcestruzzo in relazione al contenuto utilizzato del residuo nel dosaggio. È stato anche osservato confrontando i dosaggi con l’uso del residuo al dosaggio standard, che c’era una riduzione della resistenza alla compressione. Tuttavia, non c’è stata una grande variazione nella resistenza alla compressione tra i dosaggi con diversi livelli di sostituzione utilizzati. Si è concluso, quindi, considerando i livelli utilizzati in questo studio, come fattibile l’uso di questo residuo nella produzione di calcestruzzo strutturale.

Il presente lavoro si propone di analizzare il calcestruzzo armato come materiale da costruzione, in particolare focalizzando l’attenzione sulle tecniche di prevenzione di alcuni tipi di degrado con l’utilizzo di trattamenti superficiali. Il calcestruzzo è uno dei materiali da costruzione più utilizzati in quanto presenta molteplici vantaggi come la libertà di forma, il basso costo dei materiali ed il buon comportamento strutturale. Nonostante quanto detto, si possono evidenziare delle criticità inerenti all’utilizzo di questo materiale, il tema centrale di questo lavoro è quello di analizzare nuove tecniche di protezione atte a salvaguardare la struttura da tre diverse tipologie di degrado, valutandone l’effettiva efficacia nell’ottenere quello per cui sono state previste. Nei primi capitoli si esaminerà il calcestruzzo come materiale da costruzione e saranno spiegati i processi che il conglomerato cementizio deve compiere per diventare un materiale indurito e resistente. Nel terzo capitolo si affronteranno, senza entrare nella descrizione puntuale di ciascuna di esse, le diverse cause di degrado del calcestruzzo armato. Infine nel quarto ed ultimo capitolo, verranno esposti tre casi studio: il primo tratta di un tipo di degrado spesso non preso in considerazione ma causante ingenti danni all’aspetto paesaggistico e al patrimonio storico: si analizzano i rivestimenti da poter applicare al calcestruzzo per rendere più semplificato il processo di rimozione dai graffiti. Il secondo si ripromette di analizzare l’efficacia nel proteggere le armature di acciaio dalla corrosione per mezzo un nuovo tipo di pigmenti core-shell poco costosi ma soprattutto ecosostenibili. Infine si porrà lo sguardo su un problema non indifferente ovvero quello della protezione del calcestruzzo armato dalle alte temperature anche in questo caso utilizzando un trattamento superficiale volto a migliorare le performance del calcestruzzo durante l’incendio.

La risposta non lineare di un sistema strutturale, simulata mediante l uso di modelli continui standard con ipotesi di materiali omogenei, trova il suo stato critico e di fallimento nella modellazione di quei materiali che presentano la formazione di fessure macroscopiche, sotto certe condizioni di carico, dal normale esercizio fino all azione sismica. Diverse sono le formulazioni ed i modelli numerici presenti in letteratura per la simulazione del fenomeno della fessurazione e della frattura coesiva, molti dei quali risultano spesso abbastanza sofisticati ed onerosi dal punto di vista computazionale. Lo studio svolto nella presente tesi è stato rivolto alla modellazione ed all analisi dei processi di fessurazione in elementi monodimensionali in cemento armato, quali tiranti e travi, attraverso una modellazione agli elementi finiti, avendo come obiettivo quello di modellare il fenomeno mediante una strategia numerica che non comporti profonde modifiche ai codici di calcolo impiegati nel metodo degli elementi finiti. In particolare, nell ambito dell ipotesi di piccoli spostamenti e piccoli gradienti di spostamento, il principale oggetto di studio è stato quello della formulazione analitica di un modello meccanico, idoneo a simulare il comportamento di tiranti e travi in calcestruzzo armato, che include l interazione fra le barre di armatura e il conglomerato cementizio e che è in grado di seguire l evoluzione del quadro fessurativo all interno dell elemento, tenendo in considerazione in maniera completa l energia di frattura del materiale calcestruzzo. Gli elementi strutturali sono stati modellati come dei compositi costituiti da una matrice in calcestruzzo e da un insieme di fibre longitudinali di acciaio, interconnesse con elementi di interfaccia che simulano il fenomeno dell aderanza - scorrimento tra i predetti elementi del composito, sfruttando una formulazione energetica del problema. Tutte le equazioni che governano il problema in esame sono state ottenute mediante l uso di un funzionale energetico misto. I legami costitutivi dei materiali calcestruzzo ed acciaio sono quelli classici, reperiti in letteratura, mentre il comportamento dell interfaccia tra di essi è stato simulato con una variante logaritmica del legame indicato nel CEB FIP Model Code 90. Nella fase coesiva di apertura delle fessure all interno della matrice in calcestruzzo, per le interfacce che le simulano sono stati adottati modelli costitutivi del calcestruzzo a trazione di tipo softening (lineare, bilineare, trilineare, esponenziale), tratti dalla copiosa letteratura al riguardo. L attenzione è stata focalizzata sull analisi di un tirante in composito calcestruzzo ed acciaio, per il quale sono stati implementati degli algoritmi di calcolo che consentono di seguire il comportamento non lineare dell elemento dalla fase integra alla fase fessurata fino al collasso. Partendo dalla definizione delle caratteristiche geometriche e meccaniche delle membrature, l'algoritmo determina le funzioni di forma degli spostamenti generalizzati, le matrici di rigidezza, i campi di spostamento, lo stato deformativo e quello tensionale. Viene illustrata, in dettaglio, la tecnica adoperata per implementare, in ambiente Mathematica e Matlab, un elemento finito monodimensionale a due nodi in grado di catturare discontinuità nel campo di spostamento, nel caso del tirante. Analogo studio è stato svolto per gli elementi compositi travi in calcestruzzo cementizio armato e per essi si sono definiti tutti gli elementi preliminari fino alla fase di incipiente fessurazione, necessari per la successiva formulazione dell analisi non lineare fino al collasso. La procedura e l elemento finito implementato sono stati validati mediante confronti con risultati noti in letteratura e con quelli di prove sperimentali standard, tratte dalla stessa letteratura ed impiegate classicamente nell ambito dello studio del fenomeno della fessurazione e della meccanica della frattura.

Il progetto nasce dalla collaborazione con “TRUZZI S.p.A.” per la risoluzione del problema della gestione del calcestruzzo residuo proveniente dai processi di prefabbricazione, il quale ad oggi viene smaltito sistematicamente come rifiuto. Questo studio si pone l’obiettivo di analizzare tre ipotesi di riuso dello sfrido di calcestruzzo, le quali hanno una natura profondamente differente l’una dall’altra e di cui si valutano gli aspetti tecnologici, normativi ed economici. La prima proposta consiste nel getto in casseri del calcestruzzo eccedente dalla produzione, che una volta solido può essere riciclato attraverso opportuni processi di macinazione e vagliatura. Si presentano le problematiche correlate con l’impiego di aggregati riciclati in elementi strutturali e si approfondiscono il quadro normativo attuale e l’implementazione in stabilimento. La seconda soluzione consiste nel trattare il residuo di calcestruzzo con un additivo inertizzante, il quale con i dovuti tempi di lavorazione trasforma la miscela fluida in un nuovo materiale granulare. In questo caso si illustra la tecnologia e si approfondisce il quadro normativo, completando con prove sperimentali. L’ultima ipotesi è rappresentata dallo studio di una via di impiego diretto del residuo di calcestruzzo che consiste nella produzione di un manufatto non strutturale. Il primo passo è stato quello di conoscere ogni tipo di prodotto cementizio presente sul mercato e le relative modalità di produzione. Una volta determinati i manufatti realizzabili con il residuo a disposizione, si indagano i metodi di implementazione in stabilimento e si definisce il mercato di riferimento. Si procede con un confronto tra le soluzioni studiate a partire da considerazioni relative all’attuabilità normativa, di implementazione in stabilimento e le problematiche correlate. Si conclude con un’analisi costi-benefici, dalla quale è possibile riconoscere quale tra le soluzioni è quella più favorevole per “TRUZZI S.p.A.”.

Il presente lavoro di tesi si concentra sullo studio delle problematiche connesse all'ottimizzazione, analisi e progettazione avanzata di solette in calcestruzzo armato nei ponti in struttura mista acciaio-calcestruzzo. Viene applicato in particolare il metodo di Wood-Armer per il calcolo delle sollecitazioni tenendo in conto della presenza dei momenti torcenti. I risultati sono utilizzati per il caso di studio reale di un viadotto di nuova costruzione sulla SS36 tra Grosseto e Siena.

Las siguientes notas representan el inicio de una investigación cuyos supuestos y creencias están ligados a la experiencia diaria con la arquitectura. Se hará referencia al método crítico de análisis e interpretación sobre los que la "Escuela Romana" ha definido la base teórica. Este método tiene como objetivo identificar los caracteres permanentes, que pueden ser leídos en las distintas realidades construidas en los lentos cambios que tuvieron lugar a lo largo de la historia. Una historia que no se entiende como una serie de episodios arquitectónicos particulares en los que los edificios especiales representan la singularidad, sino como una secuencia de transformaciones necesariamente vinculadas unas a las otras que implican la totalidad del mundo construido, desde los tejidos urbanos, pasando por la ciudad, hasta el territorio antropizado. De esa manera se alcanzan, además, las razones de la forma y la expresión, debidas a la consolidación y la transmisión, a través del tiempo y del espacio, de necesidades y costumbres constructivas, típicas de las distintas áreas geográfica-culturales. ¿Por qué el hormigón armado? Porque hoy es el material de construcción por excelencia. Si por un lado se puede hablar con claridad de "desarrollo elástico", ampliamente demostrado por el uso difundido del marco estructural en la arquitectura, su "potencial plástico", por otro lado sin embargo, parece aún no haber encontrado una definición arquitectónica clara. Con "plástico" aquí no se hace referencia al aspecto "escultórico" de tal material, sino a la acepción constructiva del término; es decir, plástico como capacidad del material de reproducir nuevas configuraciones tras la "rotura" ocurrida causada por carga excesiva; plástico como unión entre cantidades y capacidades de transmisión de las cargas; plástico, finalmente, como capacidad de resistencia del material debido a las formas de los elementos. A través de este filtro crítico se puede leer la historia de la arquitectura como un proceso continuo que ha afectado a la materia que constituye la realidad; materia por primera vez "encontrada" por el hombre nómada y de la que luego se reconoció su capacidad especial para ser utilizada como material de construcción dadas las necesidades sedentarias que surgieron. El material se transforma en elemento de construcción, a través de un mayor empeño del hombre en su elaboración. Tales elementos se pueden ensamblar en una estructura de la que serán legibles los caracteres en función del área geográfica-cultural de formación. El área geográfica-cultural se entiende como porción de territorio en que se puede reconocer un gran número de caracteres comunes en los materiales, en los elementos y en las estructuras de las construcciones (Strappa, 1995). La combinación de hormigón con hierro produce un material que es totalmente nuevo, desconocido, mágico. Una "piedra fundida", moldeable en cualquier forma que se desee, que trabaja a compresión y al mismo tiempo resistente a la tracción. Pier Luigi Nervi en Italia y Eduardo Torroja en España han intentado llevar a cabo una síntesis entre el mero diseño estructural, que se creía propio de los ingenieros, y la contribución creativa de los arquitectos, dando a la construcción una función unificadora.
The following notes represent the beginning of an investigation whose assumptions and beliefs are linked to the daily experience with architecture. Reference will be made to the critical method of analysis and interpretation on which the "Roman School" has defined the theoretical basis. This method aims to identify the permanent characters, which can be read in the different realities constructed in the slow changes that took place throughout history. A history that is not understood as a series of particular architectural episodes in which the special buildings represent the singularity, but as a sequence of transformations necessarily linked to each other that imply the totality of the constructed world, from the urban fabrics, passing through the city, to the anthropized territory. In this way, the reasons for form and expression are also reached, due to the consolidation and transmission, through time and space, of constructive needs and customs, typical of the different geographical-cultural areas. Why reinforced concrete? Because today is the building material par excellence. If on the one hand one can speak clearly of "elastic development", amply demonstrated by the widespread use of the structural framework in architecture, its "plastic potential", on the other hand however, seems to have not yet found a clear architectural definition. With "plastic" there is no reference to the "sculptural" aspect of such material, but to the constructive meaning of the term; that is, plastic as the ability of the material to reproduce new configurations after the "break" occurred caused by excessive loading; plastic as a union between quantities and capacities of transmission of loads; plastic, finally, as the ability to resist the material due to the shapes of the elements. Through this critical filter one can read the history of architecture as a continuous process that has affected the matter that constitutes reality; matter for the first time "found" by the nomadic man and from which his special capacity was later recognized to be used as construction material given the sedentary needs that arose. The material becomes a building element, through a greater effort of man in its development. Such elements can be assembled in a structure from which the characters will be legible according to the geographic-cultural area of formation. The geographic-cultural area is understood as a portion of territory in which a large number of common characters can be recognized in the materials, in the elements and in the structures of the constructions (Strappa, 1995).
Les següents notes representen l'inici d'una recerca que els seus suposats i creences estan lligats a l'experiència diària amb l'arquitectura. Es farà referència al mètode crític d'anàlisi i interpretació sobre els quals la "Escola Romana" ha definit la base teòrica. Aquest mètode té com a objectiu identificar els caràcters permanents, que poden ser llegits en les diferents realitats construïdes en els lents canvis que van tenir lloc al llarg de la història. Una història que no s'entén com una sèrie d'episodis arquitectònics particulars en els quals els edificis especials representen la singularitat, sinó com una seqüència de transformacions necessàriament vinculades unes a les altres que impliquen la totalitat del món construït, des dels teixits urbans, passant per la ciutat, fins al territori **antropizado. D'aqueixa manera s'aconsegueixen, a més, les raons de la forma i l'expressió, degudes a la consolidació i la transmissió, a través del temps i de l'espai, de necessitats i costums constructius, típiques de les diferents àrees geogràfica-culturals. Per què el formigó armat? Perquè avui és el material de construcció per excel·lència. Si d'una banda es pot parlar amb claredat de "desenvolupament elàstic", àmpliament demostrat per l'ús difós del marc estructural en l'arquitectura, el seu "potencial plàstic", d'altra banda no obstant açò, sembla encara no haver trobat una definició arquitectònica clara. Amb "plàstic" ací no es fa referència a l'aspecte "escultòric" de tal material, sinó a l'accepció constructiva del terme; és a dir, plàstic com a capacitat del material de reproduir noves configuracions després del "trencament" ocorregut causat per càrrega excessiva; plàstic com a unió entre quantitats i capacitats de transmissió de les càrregues; plàstic, finalment, com a capacitat de resistència del material a causa de les formes dels elements. A través d'aquest filtre crític es pot llegir la història de l'arquitectura com un procés continu que ha afectat a la matèria que constitueix la realitat; matèria per primera vegada "trobada" per l'home nòmada i de la qual després es va reconèixer la seua capacitat especial per a ser utilitzada com a material de construcció donades les necessitats sedentàries que van sorgir. El material es transforma en element de construcció, a través d'una major obstinació de l'home en la seua elaboració. Tals elements es poden assemblar en una estructura de la qual seran llegibles els caràcters en funció de l'àrea geogràfica-cultural de formació. L'àrea geogràfica-cultural s'entén com a porció de territori en què es pot reconèixer un gran nombre de caràcters comuns en els materials, en els elements i en les estructures de les construccions (**Strappa, 1995). La combinació de formigó amb ferro produeix un material que és totalment nou, desconegut, màgic. Una "pedra fosa", emmotllable en qualsevol forma que es desitge, que treballa a compressió i al mateix temps resistent a la tracció. **Pier Luigi **Nervi a Itàlia i Eduardo **Torroja a Espanya han intentat dur a terme una síntesi entre el mer disseny estructural, que es creia propi dels enginyers, i la contribució creativa dels arquitectes, donant a la construcció una funció unificadora.
Camporeale, A. (2018). ARCHITETTURA PLASTICA - L'impiego organico del calcestruzzo armato nel progetto contemporaneo [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/100088
TESIS

L’aderenza tra barre fibrorinforzate e calcestruzzo è una chiave fondamentale per comprendere al meglio l’azione composita di strutture rinforzate o armate in FRP. Deve essere mobilitata una certa aderenza tra la barra e calcestruzzo per trasferire gli sforzi da un corpo all’altro. Poiché il materiale composito è anisotropo, in direzione longitudinale le proprietà meccaniche sono governate da quelle delle fibre, mentre in direzione trasversale dalla resina. La matrice presenta in genere resistenze più basse di quella a compressione del calcestruzzo, cosicché il meccanismo di aderenza risulta diverso da quello sviluppato dalle tradizionali barre in acciaio. In questa tesi viene sviluppata appunto un’indagine sperimentale sul fenomeno dell’aderenza di barre in acciaio e barre in CFRP (fibra di carbonio) nel calcestruzzo, cercando di capire come cambia il fenomeno al variare dei parametri da cui dipende principalmente l’aderenza, come ad esempio la resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo, il diametro e la deformazione superficiale della barra e la posizione di questa nel provino di calcestruzzo. Sono state quindi realizzate delle prove di pull-out, ovvero delle prove di estrazione di barre da provini di calcestruzzo, per determinare le tensioni tangenziali d’aderenza in funzione dello scorrimento locale della barra (local bond-slip). Infine sono stati calibrati, sui risultati delle prove sperimentali, i tre modelli analitici più noti in letteratura che descrivono il fenomeno dell’aderenza delle barre in FRP nel calcestruzzo, ovvero quello di Malvar (1994), il CMR Model (1995) e il Modified BPE Model (1996).

Lo scopo di questo lavoro è stato creare un modello agli elementi finiti e calibrarlo con le poche prove sperimentali presenti in letteratura, che potesse essere utilizzato per la calibrazione e la messa a punto di prove sperimentali future, al fine di mettere in luce i fattori che maggiormente caratterizzano il comportamento di questo tipo di strutture

Gli additivi superfluidificanti sono oggi riconosciuti come un componente chiave nella preparazione del calcestruzzo, in quanto assicurano prestazioni allo stato fresco e indurito non altrimenti raggiungibili. La maggior parte degli additivi presenti oggi sul mercato sono polimeri di sintesi, in genere policarbossilati eteri, ottenuti a partire da acido acrilico/metacrilico e polietilenglicole. Scopo di questa tesi è lo sviluppo di un additivo (super)fluidificante a partire da risorse rinnovabili, che possa sostituire gli additivi tradizionali in particolari applicazioni. Tale sviluppo si inserisce in un contesto di sostenibilità che costituisce uno dei principali megatrends del mercato delle costruzioni.