RICERCA 2019
La durabilità delle opere strutturali
Una metodologia di monitoraggio, in continuo e remoto, del rischio corrosione delle armature mediante sensori
Angelo Mulone, 
Manuela Ceraulo, 
Università di Palermo, Dipartimento di Ingegneria
manuela.ceraulo@unipa.it
Rosalinda Inguanta, 
Università di Palermo, Dipartimento di Ingegneria
rosalinda.inguanta@unipa.it
Renato Giarrusso, 
Antonio Mancino, 
Antonio Mulone, 
Chalmers University of Technology, Goteborg
mulone@chalmers.se
Francesco Paolo La Mantia
Università di Palermo, Dipartimento di Ingegneria
francescopaolo.lamantia@unipa.it
Structural 221 | Gennaio - Febbraio  2019
10.12917/Stru221.04 – https://doi.org/10.12917/STRU221.04

Il metodo si propone di misurare in modo non distruttivo il contenuto dei cloruri e il pH del calcestruzzo strutturale impiegato nelle costruzioni civili e nelle opere di ingegneria in generale, al fine di valutare le condizioni di degrado e di monitorare nel tempo il processo di invecchiamento ed ammaloramento.
In particolare, il metodo sperimentale proposto si basa sulla misura del potenziale di un elettrodo di diametro millimetrico inserito all'interno del calcestruzzo in fase di getto o post-getto, riferito ad un controelettrodo del tipo a giunzione liquida posto sulla superficie esterna dello stesso.
Nel caso dei cloruri, l'elettrodo di misura è costituito da un filo di argento ricoperto da un film di AgCl ottenuto per anodizzazione elettrochimica. Nel caso del pH, l'elettrodo di misura è costituito da un filo di iridio rivestito da un film di ossido di iridio ottenuto mediante ossidazione termica. Il controelettrodo è costituito da una barretta di rame immersa in una soluzione satura di solfato di rame. Un apposito sistema, gestito da un circuito elettronico, consente, ad ogni misura, il ricambio automatico della soluzione garantendo la stabilità a lungo termine delle misure. Le misure di potenziale vengono tradotte in valori di concentrazione tramite curve di calibrazione, specifiche per ogni sensore, ricavate da misure in laboratorio utilizzando gli standard di riferimento.
I dati, acquisibili con una frequenza temporale regolabile, vengono trasmessi mediante GSM ad un portale che registra le informazioni e gestisce gli alert, consentendo a distanza di avere un monitoraggio funzionale dello stato di conservazione del calcestruzzo del copriferro e dei processi di degrado in atto, nonché della loro evoluzione nel tempo.
Il sistema di monitoraggio risulta non invasivo ed economico. Inoltre consente di misurare i parametri chimico-fisici in punti della struttura difficilmente accessibili, come viadotti e piloni. Il metodo oggetto del presente articolo riguarda un sistema di rilevamento in situ brevettato (rif. ITALIA: concessione n° 1423532; EUROPA: Application n°15716866.7-1020. Patent n° 3114477, UAE: Application n° P6000163/2016).
 

ARGOMENTO:  CORROSION - CORROSIONE,DIAGNOSTICS, STRUCTURAL MONITORING - DIAGNOSTICA, MONITORAGGIO,CEMENT AND CONCRETE corrosion, durability, structural reinforcement - CEMENTO E CLS corrosione, durabilita', ripristino
PAROLE CHIAVE: degrado del calcestruzzo, rischio di corrosione armature, monitoraggio in situ, pH, cloruri liberi nel calcestruzzo
Abstract
x
The durability of constructions
A methodology for the monitoring by sensors, in continuous and in remote, of the corrosion risk of the metal armatures

The method aims to measure non-destructively the chloride content and the pH of the concrete in civil constructions and in engineering works in general, in order to evaluate the conditions of degradation and to monitor over time the process of aging and deterioration. In particular, the proposed experimental method is based on the measurement of the half-cell potential of an electrode (with a diameter of one millimiter) inserted inside the concrete during the casting or post-jet phase, and referred to a counter-electrode of the liquid junction type placed on the external surface of the construction. For the measurement of the chlorides content, the electrode is a wire of silver coated with an AgCl film obtained by electrochemical anodization. For the measurement of the pH, the electrode is an iridium wire coated with a film of iridium oxide obtained by annealing. The counter electrode consists of copper bar immersed in a saturated solution of copper sulphate. A special system, controlled from an electronic circuit, allows for each measurement the automatic replacement of solution guaranteeing a long-term stability of the measures. The potential measurements are converted into concentration values through calibration curves, specific for each sensor, obtained from measurements in the laboratory using reference standards. The data, acquirable with an adjustable time frequency, are transmitted via GSM to a portal that registers the information and manage alerts, allowing a remote monitoring of the state of preservation of the concrete cover and of the ongoing degradation processes, and of their evolution over time. The monitoring system is non-invasive and economic. It also allows to measure the chemical-physical parameters in points of the structure difficult to access, such as viaducts and pylons. The method covered by this article concerns a patented in situ detection system. (ref. ITALY: concession No. 1423532; EUROPE: application No. 15,716,866.7-1.020. Patent No. 3114477, EAU: Application No. P6000163 / 2016).

KEYWORDS: degradation of concrete, corrosion risk of reinforcement, in situ monitoring, pH, chloride content in concrete
Sei già abbonato al Magazine o registrato?
Do you have an account or a subscription?
Sign in
Vuoi acquistare degli articoli?
ARCHIVIO STRUCTURAL: seleziona e scarica fino a 5 o 10 articoli pubblicati, in formato PDF (escluso l'anno in corso).
Buy your articles
Structural ARCHIVES: select and download up to 5 or 10 articles, in PDF format (excluding the current year).
5 ARTICLES - 15,00 €
10 ARTICLES - 25,00 €
Se sei interessato alla consultazione degli articoli più recenti, visita la sezione MAGAZINE.
Visit the MAGAZINE section for the most recent articles.