Analisi dei materiali
Analisi dei materiali
Analisi qualitativa e quantitativa dei materiali edili
L’analisi dei materiali e della loro composizione chimica a livello qualitativo e quantitativo è fondamentale per garantire la sicurezza e l'efficacia degli stessi, in particolare quando si tratta di materiali da costruzione come calcestruzzi, intonaci, cementi, scorie di fonderia, ferroleghe e refrattari. Le analisi permettono, infatti, di valutare la resistenza, la durabilità e altre caratteristiche cruciali che è essenziale valutare correttamente per poter assicurare la sicurezza delle strutture e delle persone che le frequentano.
Le analisi condotte dalla nostra Business Unit Lifeanalytics Engineering ti aiutano a identificare le componenti chimiche e fisiche dei materiali che impieghi, assicurando che soddisfino gli standard richiesti.
I nostri professionisti sono estremamente specializzati e sfruttano tecnologie all’avanguardia per rispondere alle tue esigenze: oltre alle analisi petrografiche e microstratigrafiche, ricorriamo alle tecniche analitiche quali la Diffrazione a Raggi X (XRD) e la Fluorescenza a Raggi X (XRF) per identificare gli elementi presenti e le loro proporzioni.
Vediamo nel dettaglio le tecniche analitiche utilizzate nei nostri laboratori.
Analisi dei materiali per garantire la loro sicurezza
Per garantire la qualità e la sicurezza dei materiali da costruzione, è essenziale utilizzare tecniche analitiche avanzate, che consentano di rimanere al passo con le ultime innovazioni e di rispondere prontamente agli eventuali rischi che possono palesarsi in fase di analisi.
Alcune delle tecniche principali utilizzate sono la Diffrazione a Raggi X (XRD), la Fluorescenza a Raggi X (XRF) e le analisi petrografiche: permettono di analizzare la composizione e la struttura dei materiali, fornendo informazioni cruciali per la loro valutazione e utilizzo.
Determinazione qualitativa e quantitativa della composizione chimica di calcestruzzi, intonaci, cementi, scorie di fonderia, ferroleghe, refrattari.
L'analisi chimica di materiali come calcestruzzi, intonaci, cementi, ferroleghe è fondamentale per garantire che la loro miscela di aggregati e additivi sia corretta e che il prodotto finale sia resistente, duraturo e dotato di tutte le proprietà necessarie all’applicazione edile. Si tratta di informazioni cruciali da analizzare per garantire che tali materiali abbiano le proprietà richieste per l'applicazione prevista e rispetti le normative vigenti.
Diffrazione a Raggi X (XRD)
La Diffrazione a Raggi X (XRD) è una tecnica analitica utilizzata per determinare la struttura cristallina dei materiali: consente di identificare i composti minerali presenti nei materiali da costruzione, come quelli elencati in precedenza (calcestruzzi, intonaci, cementi, scorie di fonderia, ferroleghe e refrattari).
Nello specifico, l'XRD fornisce informazioni dettagliate sulla disposizione atomica e sulle dimensioni dei cristalli, per valutare le proprietà meccaniche e fisiche dei materiali. In questo senso, la tecnica è cruciale per assicurare che i materiali da costruzione siano adeguati per l'uso previsto e rispettino gli standard di sicurezza.
Fluorescenza a Raggi X (XRF)
La Fluorescenza a Raggi X (XRF) è una tecnica non distruttiva, veloce e precisa, utilizzata per determinare la composizione elementare dei materiali: consente di identificare e quantificare gli elementi presenti nella costruzione, come silice, ossido di calcio, ossido di alluminio, ossido di ferro e altri.
Le informazioni ottenute con l'XRF sono essenziali per garantire che i materiali soddisfino gli standard di qualità e sicurezza. Per esempio, nella valutazione dei cementi, l'XRF può determinare la quantità di ossido di calcio presente, che è cruciale per le proprietà leganti del cemento.
Analisi petrografiche
Le analisi petrografiche studiano la composizione e la struttura microscopica delle rocce e dei materiali da costruzione: attraverso l’utilizzo di un microscopio ottico o elettronico, è possibile esaminare la distribuzione dei minerali e la presenza di difetti o inclusioni.
Le analisi petrografiche sono fondamentali per valutare la qualità e la durabilità dei materiali, identificando eventuali problemi strutturali che potrebbero compromettere la sicurezza delle costruzioni. Ad esempio, nell'analisi degli intonaci, la petrografia può rivelare la distribuzione dei leganti e degli aggregati, fornendo indicazioni sulla resistenza del materiale.
- Analisi FTIR
L'analisi FTIR (spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier) è una tecnica analitica potente utilizzata per identificare e caratterizzare materiali attraverso l'analisi delle loro proprietà chimiche. Questo metodo sfrutta la capacità delle molecole di assorbire radiazioni infrarosse a specifiche lunghezze d'onda, che corrispondono alle vibrazioni delle loro legami chimici. Quando un campione è esposto alla radiazione infrarossa, produce uno spettro caratteristico, noto come spettro FTIR, che funge da "impronta digitale" unica del materiale essenziale nello studio delle reazioni chimiche, monitorando i cambiamenti nei legami molecolari durante i processi di sintesi e degradazione.
- Analisi TGA-DSC
L'analisi termogravimetrica (TGA) e la calorimetria a scansione differenziale (DSC) sono tecniche complementari utilizzate per studiare le proprietà termiche dei materiali. La TGA misura la variazione di massa di un campione in funzione della temperatura o del tempo, fornendo informazioni sulla stabilità termica e sui processi di decomposizione. È particolarmente utile per determinare la composizione, l'umidità, i residui e i contenuti volatili. La DSC, d'altra parte, misura la differenza di calore tra un campione e un riferimento mentre entrambi vengono sottoposti a un programma di temperatura controllato. Questa tecnica permette di identificare transizioni termiche come fusioni, cristallizzazioni, transizioni vetrose e reazioni chimiche esotermiche o endotermiche.
Combinando TGA e DSC, è possibile ottenere una comprensione completa del comportamento termico e delle proprietà di un materiale, consentendo l'ottimizzazione dei processi di produzione e miglioramento delle prestazioni del materiale stesso.
- Prove di corrosione in atmosfera artificiale
Le prove di corrosione in atmosfera artificiale sono test cruciali per valutare la resistenza dei materiali in condizioni ambientali simulate. Questi test riproducono, in laboratorio, condizioni aggressive come l’esposizione a nebbie saline, umidità elevata e variazioni termiche, per accelerare i processi corrosivi e studiare il comportamento dei materiali nel tempo.
I materiali vengono sottoposti a cicli di esposizione e verifica, osservando i cambiamenti superficiali, la perdita di massa e la formazione di prodotti di corrosione rivelando i meccanismi di deterioramento e sono test essenziali per ottimizzare leghe esistenti e prevedere la durata dei materiali in ambienti specifici, contribuendo alla sicurezza e longevità delle strutture.
Le prove di corrosione in nebbia salina e camera umidostatica su materiali e rivestimenti metallici e organici possono distinguersi:
o Nebbia salina neutra – NSS. Il test NSS è il più basilare e simula un ambiente marino utilizzando una soluzione di cloruro di sodio. I campioni vengono esposti a questa nebbia salina in una camera di prova per valutare la loro resistenza alla corrosione.
o Nebbia salino acetica – ASS. L’ASS utilizza una soluzione salina acida, ottenuta aggiungendo acido acetico alla soluzione di cloruro di sodio. Questo test è più aggressivo del NSS e serve per simulare condizioni più severe di inquinamento industriale o ambienti acidi.
o Nebbia cupro salino acetica – CASS. Il test CASS è più severo rispetto ai precedenti perché si aggiungendo cloruro rameico alla soluzione salina acetica. Questo test è utilizzato principalmente per valutare la resistenza alla corrosione di rivestimenti decorativi e protettivi come accessori metallici.
o Test in camera umido statica. Questo test simula un ambiente umido statico per determinare la resistenza alla corrosione dei materiali. I campioni vengono esposti a condizioni di alta umidità (tipicamente 95-100% RH) e temperature controllate. La durata del test può variare da ore a settimane, a seconda delle specifiche richieste. L'obiettivo è osservare la formazione di ruggine, corrosione superficiale e altre forme di degrado, fornendo dati preziosi per migliorare le leghe metalliche e i rivestimenti protettivi.
o Test in atmosfera umida contenente SO2. Il test SO2 noto anche come Test di Kesternich valuta la resistenza alla corrosione in ambienti industriali simulando l'esposizione a gas diossido di zolfo (SO2) in condizioni di alta umidità. I campioni sono esposti a cicli di umidificazione e secchezza in presenza di SO2, replicando gli effetti di piogge acide e inquinamento atmosferico. Questo metodo è particolarmente rilevante per materiali utilizzati in infrastrutture urbane e industriali, dove la presenza di SO2 è comune. I risultati del test forniscono indicazioni sulla durabilità e sulla necessità di trattamenti protettivi aggiuntivi.
Questi testi sono cruciali per sviluppare materiali più resistenti alla corrosione, prolungando la vita utile dei prodotti e riducendo i costi di manutenzione. L'analisi dettagliata dei risultati aiuta infatti nella selezione dei materiali più adatti per specifiche applicazioni ambientali.
Analisi su matrici organiche, plastiche e gomme
Oltre ai materiali appena citati, Lifeanalytics Engineering si occupa di analizzare anche matrici organiche, plastiche e gomme a uso edile. L’analisi di queste matrici coinvolge metodologie come la misura della densità, le analisi FTIR e DSC. Tali analisi sono essenziale per garantire la conformità normativa, la sicurezza e la qualità dei materiali utilizzati.
Analisi metalli
L’analisi dei metalli comprende invece una serie di tecniche per valutare la loro composizione chimica e le loro proprietà fisiche. Queste tecniche includono metodologie sia per via umida che spettrometrica. Nell’analisi per via umida, si impiegano reazioni chimiche per identificare e quantificare gli elementi presenti nei metalli e nelle leghe. L’analisi spettrometrica determina invece la composizione chimica analizzando lo spettro elettromagnetico o le masse degli elementi presenti.
Vengono analizzate molteplici metalli con l’obiettivo di garantire la qualità, la sicurezza e l’affidabilità dei materiali utilizzati nelle molteplici applicazioni:
- Analisi chimiche di acciai al carbonio, inossidabili, legati, bassolegati;
- Ghise;
- Leghe (alluminio, rame, zinco, titanio, nickel, ecc.);
- Metalli puri;
- Carbonio e zolfo in acciai e leghe;
- Gas nei metalli: Azoto, Ossigeno, Idrogeno.
Lifeanalytics Engineering per le tue costruzioni nuove ed esistenti
Lifeanalytics Engineering offre una vasta gamma di servizi di diagnostica e analisi nel campo dell’ingegneria, della geotecnica e dei beni culturali, permettendoci di essere un punto di riferimento per stazioni appaltanti, studi di ingegneria e studi di architettura che operano nel campo delle ristrutturazioni o nuove costruzioni.
Questi settori possono operare in maniera autonoma, se necessario e se le richieste sono specifiche per una singola matrice, oppure posso intervenire in sinergia, fornendo un supporto a 360° che consente ai nostri clienti di confrontarsi con un solo interlocutore e di coordinare interventi e restituzioni. Questa integrazione rende il nostro laboratorio completo, politecnico e pronto a fornire soluzioni per ogni esigenza.
Inoltre, i nostri servizi sono accreditati dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, avendo conseguito tre importanti certificazioni che ne attestano la validità e la conformità normativa:
- Circolare 08 settembre 2010, n. 7617 / STC - Criteri per il rilascio dell’autorizzazione ai Laboratori per l’esecuzione e certificazione di prove sui materiali da costruzione di cui all’art. 59 del D.P.R. n. 380/2001 - Settore A.
- Circolare 03 dicembre 2019, n. 633/STC - Criteri per il rilascio dell’autorizzazione ai Laboratori per prove e controlli sui materiali da costruzione su strutture e costruzioni esistenti di cui all’art. 59, comma 2, del D.P.R. n. 380/2001 - Settori A e C.
- Circolare 08 settembre 2010, n. 7618 / STC - Criteri per il rilascio dell’autorizzazione ai Laboratori per l’esecuzione e certificazione di prove su terre e rocce di cui all’art. 59 del D.P.R. n. 380/2001 - Settori A e B.
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