Materiali innovativi | paridedistasio

L' attività da me svolta, è animata sempre dallo spirito di avere un occhio rivolto al futuro, per cui la valutazione di materiali e tecniche innovative, nel mondo delle costruzioni, resta per me, un obiettivo irrinunciabile. La mia attività di collaborazione con il Dipartimento di Strutture per l' Ingegneria e l'Architettura dell'Università Federico II di Napoli, attualmente si basa sulle attività rivolte alla qualificazione e certificazione di prodotti innovativi, prima dell'immissione dei prodotti sul mercato dei materiali utilizzabili come rinforzi strutturali. ovviamente si tratta di attività propedeutiche al rilascio dei CVT in ambito italiano, ed ETA, per quello europeo. La platea degli attori interessati a tale tipo di attività, si rivolge a tutti i produttori di materiali innovativi, e quindi ad aziende di livello nazionale e sovranazionale del settore. Ovviamente, tale tipo di attività, è anche legata all' attività scientifica, ed al progresso delle conoscenze e tecniche. Inoltre, ci si occupa anche dei controlli di qualità dei materiali e prodotti, già immessi sul mercato, al fine del mantenimento delle certificazioni, secondo i diversi standard previsti dalle varie norme, quali quelle italiane, europee, e nord americane (ICC). Il campo delle attività, copre una vasta gamma di materiali, quali FRP, FRCM e CRM, oggi normati, ed in fase di evoluzione.

FRP

Per quanto concerne le FRP, le prove vengono eseguite sia su provini di tessuto impregnato in situ, che su lamine preformate. Per quanto concerne i tessuti, le prove , avvengono previo campionamento negli stabilimenti di produzione, della tipologia di tessuto e della relativa resina da testare. Si procede dunque con la preparazione dei provini, che avviene dopo aver mescolato i componenti A e B della resina, nelle giuste proporzioni. Successivamente si procede con l'impregnazione del tessuto, e, ad asciugatura avvenuta, si procede con la preparazione di placchette di determinate dimensioni. Tali placchette, vengono poi preparate con elementi in alluminio alle stremità, e strumentate, per essere pronte per il test di trazione.

Le prove vengono eseguite a mezzo di una macchina universale tipo MTS 810, che applica un carico uniassiale di trazione, che consente l’esecuzione di prove in trazione, compressione e cicliche in controllo di forza o di spostamento. Il telaio di prova è costituito da un basamento rigido in acciaio e da due colonne fissate nel basamento lungo le quali scorre una traversa mobile. Dal basamento fuoriesce la parte mobile dell’attuatore, mentre alla traversa risultano solidali la testa fissa e la cella di carico della macchina pari a 500 kN. Le teste sono dotate di morsetti d’acciaio opportunamente sagomati per garantire l’afferraggio dei provini ad una pressione max di 70 MPa, grazie alla presenza di un circuito oleodinamico di alimentazione supplementare. Le prove sono state condotte in controllo di spostamento, con una velocità di spostamento costante e pari a 2 mm/min. Durante le prove, le grip sono mantenute ad una pressione costante di 14 MPa. Le deformazioni sono misurate su ogni provino mediante n. 2 estensimetri strain gauges con proprio fattore di conversione, disposti lungo la direzione di carico ciascuno dei quali posizionato su una faccia del campione a metà altezza. Infine per l’acquisizione dati, si adopera una apposita centralina di acquisizione dati.

Durante l'esecuzione delle prove, vengono acquisiti i valori di carico, di allungamento e di deformazione che vengono poi adoperati per le elaborazioni.

Vengono determinati i seguenti parametri:

-Pmax = Carico di rottura

Carico massimo registrato durante la prova.

-A= Area media della sezione trasversale

Calcolata sulla base delle tre letture della larghezza moltiplicata per lo spessore del laminato pari al n°. di strati per lo spessore equivalente del tessuto secco (in mm).

-Ftu=Resistenza a trazione

Ftu= Pmax/A

-εu=Deformazione a rottura a trazione

εu = Ftu / Echord

-Echord=Modulo elastico a trazione

Echord= (Ftu (50%) - Ftu (10%)) / (ε (Ftu 50%) - ε (Ftu 10%))

Inoltre vengono valutate le tipologie di rottura, i diagrammi tensione deformazione, oltre che le elaborazioni numeriche per i controlli di accettazione.

Per quanto concerne le prove sulle lamine preformate, esse vengono realizzate allo stesso modo, tranne per il fatto che i provini vengono realizzati a mezzo di tagli da lamine fornite da campionamenti in stabilimento. La procedura per il resto è identica a quella dei tessuti.

Di seguito si riportano delle immagini relative ai provini realizzati ante e post prova, e inseriti nella macchina di trazione ante e post prova.

FRCM

Quando si parla di FRCM, ci si riferisce a materiali compositi fibrorinforzati a matrice inorganica che vengono utilizzati per il consolidamento strutturale di strutture esistenti. Tali sistemi possono essere adoperati sia su strutture esistenti in muratura, che in c.a.. Le FRCM, hanno un campo di applicazione compreso tra i 5 e i 15 mm al netto del livellamento del supporto, nel caso di una singola rete. Nel caso di più reti, lo spessore massimo, non può essere superiore a 30 mm.

Allo stato attuale, i sistemi FRCM, presenti sul mercato nazionale, sono quasi tutti in via di certificazione, viste le recenti linee guida, e i tempi per la realizzazione delle campagne sperimentali per le certificazioni dei prodotti. Infatti esse prevedono una serie di prove non condizionate, con prove di trazione sulle reti e sui provini FRCM, e una serie di prove condizionate, con cicli di gelo e disgelo, invecchiamento ambientale, in ambiente salino ed alcalino, prove termiche e di sovrapposizione. Inoltre vengono previste prove di distacco dal supporto, a seconda del materiale di bae che si vuol rinforzare (es. pareti di tufo, laterizio, ecc.). Di seguito, vengono riportate alcune immagini circa la realizzazione di provini, e test di laboratorio.

Si riportano di seguito una serie di immagini relative ai provini realizzati per le prove di trazione ante e post prova, a il loro posizionamento nella macchina , ante e post prova.

CRM

Quando si parla di CRM, ci si riferisce a materiali compositi fibrorinforzati a matrice polimerica con sistemi di reti, che si possono utilizzare per il consolidamento di costruzioni esistenti, con la tecnica dell'intonaco armato. Data la recente pubblicazione delle linee guida, per esse è in fase di sviluppo la campagna per le certificazioni dei prodotti.

Di seguito si riportano le principali norme di riferimento.