Obiettivi Formativi

L’insegnamento di Degrado e diagnostica dei materiali da costruzione ha come obiettivo quello di fornire le conoscenze teorico/pratiche sul comportamento dei materiali in opera necessarie per la corretta valutazione della vita in servizio delle strutture e per il ripristino di strutture ammalorate con particolare attenzione ai temi: del degrado dei materiali in funzione delle condizioni di esposizione ambientale, della prevenzione in sede di progetto, delle tecniche di indagine sui materiali e sulle strutture, dei materiali e delle tecnologie per il ripristino delle strutture degradate. L’insegnamento di Degrado e diagnostica dei materiali da costruzione ha come obiettivo quello di fornire le conoscenze teorico/pratiche sul comportamento dei materiali in opera necessarie per la corretta valutazione della vita in servizio delle strutture e per il ripristino di strutture ammalorate con particolare attenzione ai temi: del degrado dei materiali in funzione delle condizioni di esposizione ambientale, della prevenzione in sede di progetto, delle tecniche di indagine sui materiali e sulle strutture, dei materiali e delle tecnologie per il ripristino delle strutture degradate. Il corso mira a: far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite sui meccanismi e tipologie di degrado dei materiali e sulle tecnologie di indagine e di protezione anche attraverso lo svolgimento di attività di analisi di contesti reali e di progettazione di interventi di ripristino e di protezione utilizzando tecniche e strumenti adeguati; far sviluppare la capacità di utilizzo delle fonti tecnico scientifiche, normative nazionali, europee e internazionali del settore per aggiornarsi su metodi, tecniche, tecnologie e strumenti nel settore dei materiali da costruzione. Il corso si prefigge di: far acquisire la capacità di individuare autonomamente gli strumenti e le fonti di dati necessarie all'analisi, alla comprensione e alla risoluzione dei problemi pertinenti il degrado dei materiali anche attraverso l'integrazione delle conoscenze acquisite con appropriate indagini bibliografiche tali da consentire un confronto critico tra le diverse soluzioni possibili; fornire le competenze nel campo della progettazione di una appropriata attività sperimentale, dell’interpretazione dei dati e della deduzione delle conclusioni con attività da svolgere singolarmente e/o in gruppo. Il corso ha come obiettivo quello di far sviluppare le capacità espositive e le capacità critiche dello studente in contesti teorici e sperimentali; far sviluppare una capacità comunicativa con un linguaggio tecnico appropriato mirato a consentire di dialogare costruttivamente con altre figure professionali tecniche coinvolte e non, anche con una terminologia specifica in lingua inglese. Il corso è finalizzato a far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali e la capacità di apprendimento anche attraverso un confronto tra pari o con esperti del settore.

Learning Goals

The course of Durability and diagnostics of building materials has the aim of providing the theoretical / practical knowledge on the behaviour of in field materials necessary for the correct assessment of the service life of a structures and for the restoration of deteriorated structures with particular attention to topics such as: the degradation of materials according to the environmental exposure conditions, the prevention during the designing stage, investigation and inspection techniques on materials and structures, materials and technologies for the restoration of degraded structures.  OF1 (Knowledge and understanding): The course aims to provide knowledge on the mechanisms and types of degradation of construction materials with particular reference to reinforced concrete, prestressed reinforced concrete and construction steel. Provide knowledge on both laboratory and in situ investigation technologies for a correct degradation diagnostics. To learn the possible intervention and protection techniques for increasing the service life of structures and for maintaining design safety levels.  OF2 (Ability to apply knowledge and understanding): The course aims to: develop the ability to apply the engineering knowledge acquired on mechanisms and types of degradation of materials and on investigation and protection technologies also through the analysis of real contexts and the design of restoration interventions and protection using appropriate techniques and tools; to develop the ability to use technical and scientific sources, national, European and international regulations in the sector to update on methods, techniques, technologies and tools in the field of construction materials  OF3 (Autonomy of judgment): The course aims to: acquire the ability to independently identify the tools and data sources necessary for the analysis, understanding and resolution of problems relevant to the degradation of materials also through the integration of the knowledge acquired with appropriate bibliographic investigations such to allow a critical comparison between the different possible solutions; provide skills in the field of designing an appropriate experimental activity, interpretation of data and deduction of conclusions with activities to be carried out individually and / or in groups. The course is aimed at acquiring an individual study method suitable to allow the deepening of knowledge and to tackle further advanced or sectoral issues and learning ability also through a comparison between peers or with experts in the sector.  OF4 (Communication skills): The course aims to develop the student's exhibition skills and critical skills in theoretical and experimental contexts; to develop a communication skills with an appropriate technical language aimed at allowing you to converse constructively with other technical and professional figures involved and not, even with specific terminology in English.  OF5 (Learning skills): The course is aimed to acquire an individual study method suitable to allow the deepening of knowledge and to address further advanced issues and learning ability also through a comparison between peers or with experts in the sector.

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni frontali svolte in aula anche attraverso l’uso di strumenti multimediali. Sono previste esercitazioni in laboratorio e di sviluppo progettuale tese ad applicare le conoscenze e sviluppare la capacità di comprensione da svolgere sia individualmente che in gruppo. Lo sviluppo delle attività progettuali prevede anche l'integrazione delle conoscenze acquisite con appropriate indagini bibliografiche tali da consentire un confronto critico tra le diverse soluzioni possibili. Sono previste esercitazioni pratiche sia in laboratorio che in campo (su strutture reali) con analisi critica dei risultati e discussione in aula.

Teaching Methods

The course includes lectures held in the classroom also through the use of multimedia tools. Laboratory and project development exercises are planned, to be carried out both individually and in groups, aimed at applying knowledge and developing the ability to understand. The development of the project activities also provides for the integration of the knowledge acquired with appropriate bibliographic investigations such as to allow a critical comparison between the different possible solutions. Practical exercises are planned both in the laboratory and in the field (on real structures) with critical analysis of the results and discussion in the classroom.

Prerequisiti

Per poter frequentare utilmente il corso è richiesta una conoscenza di base di Chimica e dei Materiali da Costruzione, con particolare riferimento agli acciai e al calcestruzzo.

Prerequisites

In order to use the course usefully, a basic knowledge of Chemistry and Building Materials is required, with particular reference to steel and concrete.

Verifiche dell'apprendimento

Durante il corso sono previste verifiche intermedie (almeno due) con valutazione in trentesimi che prevedono la risoluzione e la discussione di applicazioni numeriche per la stima della vita in servizio di strutture in c.a.; L’esame finale consiste nella discussione di un elaborato progettuale di un intervento di ispezione e recupero di una struttura in c.a. (basato sull’analisi di un contesto reale), con approfondimento sugli aspetti teorici, finalizzato ad accertare le conoscenze acquisite, la padronanza dei concetti e le capacità di applicarle in maniera critica adoperando un linguaggio tecnico ed un approccio metodologico adeguati. Gli studenti non frequentanti, preliminarmente alla discussione dell’elaborato progettuale, dovranno sostenere una prova scritta che prevede la risoluzione e la discussione di applicazioni numeriche per la stima della vita in servizio di strutture in c.a.; dovranno sostenere la prova scritta anche gli studenti che hanno ricevuto una valutazione media inferiore a 18/30 nelle verifiche in itinere. La valutazione finale, in trentesimi, per gli studenti frequentanti si baserà sulla mediadelle valutazioni ottenute durante le prove in itinere e nella discussione dell’elaborato progettuale. Per gli studenti non frequentanti la valutazione finale, in trentesimi, si baserà sulla media delle valutazioni ottenute nella prova scritta e nella discussione dell’elaborato finale.

Assessment

During the course at least two intermediate evaluations with score out of thirty, will be done. The evaluations will consist in the resolution and discussion of numerical applications for estimating the service life of reinforced concrete structures; The final exam consists in the discussion of a design document of an inspection and recovery intervention on a reinforced concrete structure (based on the analysis of a real context), with in-depth analysis of the theoretical aspects, aimed at ascertaining the knowledge acquired, the mastery of the concepts and the ability to apply them critically using an appropriate technical language and methodological approach. Non-attending students, prior to the discussion of the design work, will have to take a written test that involves the resolution and discussion of numerical applications for estimating the service life of reinforced concrete structures. Students who have received an average rating of less than 18/30 in the intermediate tests will also have to take the written test. The final evaluation, out of thirty, for attending students will be based on the average of the assessments obtained during the ongoing tests and in the discussion of the design work. For non-attending students, the final assessment, out of thirty, will be based on the average of the assessments obtained in the written test and in the discussion of the f the design work

Programma del Corso

-INTRODUZIONE AL CORSO Breve excursus storico sull’impiego del calcestruzzo armato nell’ingegneria civile. Esempi di strutture architettoniche di pregio in calcestruzzo armato. -MICROSTRUTTURA E PROPRIETÀ DEL CALCESTRUZZO: richiami su mix-design, prescrizioni progettuali, prestazioni del calcestruzzo e classi di esposizione (UNI EN 206 e UNI 11104). I MECCANISMI DI DEGRADO DEI MATERIALI E DELLE COSTRUZIONI: richiami di elettrochimica e principi di corrosione; probabilità di corrosione e cinetica dei processi elettrochimici; le principali forme di corrosione nelle strutture in c.a. e c.a.p. DEGRADO DEL CALCESTRUZZO E DELLE ARMATURE: degrado precoce del calcestruzzo, degrado ambientale del calcestruzzo, corrosione delle armature per carbonatazione e cloruri, corrosione delle armature di precompressione. Comportamento al fuoco delle strutture in c.a. e c.a.p. Corrosione atmosferica delle strutture metalliche; corrosività atmosferica e norma ISO 9223. PREVENZIONE DEL DEGRADO IN SEDE DI PROGETTO: fattori legati al calcestruzzo; protezioni aggiuntive (armature resistenti a corrosione, trattamenti superficiali del calcestruzzo, prevenzione catodica); il progetto della durabilità. Definizione stima della vita in servizio di una struttura in c.a. Modelli per la stima del tempo di fessurazione. INDAGINI SUI MATERIALI E SULLE COSTRUZIONI: il processo ispettivo e il corretto approccio metodologico; tecniche di ispezione sulle strutture e metodi di indagine non distruttivi; valutazione (diretta e indiretta) delle proprietà del calcestruzzo in opera; analisi sui materiali degradati; monitoraggio del degrado; analisi chimiche e microstrutturali dei materiali. MATERIALI E TECNICHE PER IL RIPRISTINO DELLE STRUTTURE: Raccomandazioni tecniche RILEM 124 e la norma EN 1504; metodi elettrochimici; materiali e tecnologie per il consolidamento strutturale. Illustrazione di esempi applicativi. Analisi di un contesto reale e sviluppo di un progetto di intervento di ripristino e protezione.

Course Syllabus

INTRODUCTION TO THE COURSE: Brief historical overview on the use of reinforced concrete in civil engineering. Examples of valuable architectural structures in reinforced concrete. MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF CONCRETE: references on mix-design, design requirements, concrete performance and exposure classes (UNI EN 206 and UNI 11104) DEGRADATION MECHANISMS OF MATERIALS AND BUILDINGS: references to electrochemistry and corrosion principles; corrosion probability and kinetics of electrochemical processes; the main forms of corrosion in reinforced concrete and structures. DEGRADATION OF CONCRETE AND REINFORCEMENT: early degradation of concrete, environmental degradation of concrete, corrosion of reinforcement by carbonation and chlorides, corrosion of prestressing reinforcement. Fire behavior of reinforced concrete and prestressed concrete structures. Atmospheric corrosion of metal structures; atmospheric corrosivity and ISO 9223 standard. DEGRADATION PREVENTION DURING DESIGN: factors related to concrete; additional protections (corrosion resistant reinforcements, concrete surface treatments, cathodic prevention); the durability project. Definition of the estimated service life of a reinforced concrete structure. Models for estimating the cracking time. INVESTIGATIONS ON MATERIALS AND BUILDINGS: the inspection process and the proper methodological approach; inspection techniques on structures and non-destructive investigation methods; evaluation (direct and indirect) of in situ concrete properties; analysis on degraded materials; degradation monitoring; chemical and microstructural analysis of materials. MATERIALS AND TECHNIQUES FOR THE RESTORATION OF STRUCTURES: RILEM 124 technical recommendations and EN 1504; electrochemical methods; materials and technologies for structural consolidation. Illustration of application examples. Analysis of a real context and development of a restoration and protection intervention project.