Ponti in c.a. soggetti a fenomeni corrosivi

Il presente lavoro di Tesi tratta l’analisi di ponti in c.a. soggetti a fenomeni corrosivi. L’obiettivo è quello di studiare ed evidenziare gli effetti sul comportamento strutturale e sulla sicurezza della costruzione di scenari corrosivi. Nel corso del lavoro si sono evidenziati i potenziali fenomeni che portano all’innesco della corrosione delle barre di armatura, con particolare attenzione alla corrosione indotta da cloruri; questo perché, a differenza di quanto avviene nel caso del calcestruzzo carbonatato, la corrosione da cloruri risulta localizzata in piccoli crateri (fenomeno noto come pitting) causando un’elevata velocità di corrosione e risultando, pertanto, più pericolosa dal punto di vista della sicurezza strutturale. In particolare sono stati riportati i modelli presenti in letteratura per modellare il decadimento delle caratteristiche meccaniche del materiale acciaio, come la riduzione della sezione resistente della barra e la diminuzione della duttilità, e del calcestruzzo, come la riduzione di area resistente per l’espulsione del copriferro a seguito dello sviluppo dei prodotti di corrosione. L’originalità del lavoro risiede in primo luogo nell’accoppiamento tra i modelli di degrado prima citati e la simulazione del processo di diffusione dei cloruri nel calcestruzzo mediante un particolare algoritmo evolutivo detto Automa Cellulare, che consente di conoscere non solo il tempo d’innesco del fenomeno corrosivo ma anche la concentrazione dell’agente aggressivo sulla sezione in c.a per intervalli di tempo discreti. Dopo aver definito opportuni indici di danno, per analizzare il comportamento di strutture soggette a corrosione si sceglie di sviluppare in questa sede un codice di calcolo per generici sistemi intelaiati spaziali che integra la simulazione del processo diffusivo con l’analisi strutturale grazie alla tecnica degli elementi finiti. Viene dunque sviluppato un elemento finito in c.a. nello spazio in grado di cogliere sia il comportamento non lineare dei materiali, sia gli effetti del second’ordine dovuti al cambio di configurazione, sia l’influenza dei fenomeni corrosivi in atto su questi ultimi. Ulteriore punto di originalità è costituito dalla modellazione non lineare del comportamento torsionale dell’elemento in c.a. Dapprima vengono proposti esempi con complessità crescente volti a validare il programma ed a capire gli effetti di fenomeni corrosivi sul comportamento strutturale. Infine vengono proposte due analisi numeriche su struttura reali, un ponte Maillart in c.a. e un ponte con impalcato a graticcio, in cui si evidenziano gli effetti della corrosione sulla sicurezza di strutture esistenti.