Condizionamento e affaticamento R5 5 kg

Con il fine di valutare probabili sinergie tra degrado nelle catene polimeriche delle fibre dovuto a azioni meccaniche (introdotte con l’affaticamento su spigolo) e azioni fotocatalitiche (introdotte con l’irraggiamento), si sono svolte campagne di prove dove si è previsto affaticamento di cordini già assoggettati a irraggiamento, secondo le modalità già descritte nel Capitolo 5.

In Figura 6-10 vengono riportati i grafici di resistenza residua F_r e perdita di resistenza percentuale ∆𝐹_&% di cordini Kong affaticati su spigolo R5 e massa 5 kg e cordini Kong parimente affaticati per i quali però è stato disposto antecedentemente un irraggiamento per 300 ore.

Come si può notare si sviluppa un effetto in antitesi con quanto riscontrato per provini irraggiati e non affaticati: il degrado delle catene polimeriche dell’anima per azione fotocatalitica dell’irraggiamento non trova una sinergia con il degrado prodotto dall’azione meccanica di flessione ripetuta, conferendo invece ai provini irraggiati e affaticati maggiore resistenza residua rispetto agli omologhi provini semplicemente affaticati con ugual configurazione.

Sebbene l’effetto fotodegradativo sia incorso, dal momento che per zero cicli posso notare una perdita di resistenza di circa il 10% per il cordino irraggiato, quando viene sottoposto ai cicli di affaticamento lo stesso cordino dimostra proprietà meccaniche maggiori risetto al cordino non irraggiato: questo determina che l’affaticamento sortisce minor effetto danneggiante alle fibre polimeriche dell’anima. La spiegazione la si è trovata osservando i provini irraggiati. Già dall’estrazione dalla camera d’irraggiamento si è potuto notare come fosse decisamente aumentata la rigidità dei cordini a causa del condizionamento.

Questo effetto è facilmente spiegabile osservando la tecnologia con cui è stato condotto l’irraggiamento. Le lampade ad arco di xeno producono una radiazione il cui spettro è il più sovrapponibile con lo spettro di radiazione solare incidente sulla terra rispetto a tutte le tecniche di invecchiamento artificiale, come si può vedere in Figura 6-12.

Dalla figura in questione è altresì possibile notare come gli spettri tuttavia differiscano visibilmente nella regione di lunghezze d’onda proprie delle radiazioni infrarosse, ovvero le regioni con λ

(a) (b)

superiore a 650-700 nm: nei valori di irradianza della lampada ad arco di xeno in questa regione noto dei picchi abbastanza marcati.

Dal momento che i raggi infrarossi notoriamente producono riscaldamento dei corpi che investono è possibile trarre una conclusione allineata con i risultati equivoci prodotti dal condizionamento antecedente all’affaticamento.

Nell’apparecchiatura per il condizionamento utilizzata non è previsto un sistema di smaltimento del calore prodotto da tali radiazioni IR: questo non è imputabile alla ditta produttrice dell’apparecchiatura né a Dolomiticert, dal momento che la normativa EN 12492, per la quale è utilizzata tale apparecchiatura, non prescrive niente a riguardo. Inoltre, essendo Dolomiticert una ditta certificatrice è soggetta a periodici controlli ministeriali sulle apparecchiature, è da escludere dunque un malfunzionamento delle stesse.

Gli effetti del riscaldamento indotto da queste radiazioni IR tuttavia hanno vanificato l’affaticamento: la calza esterna, scaldata da tali radiazioni, ha subito probabili effetti di microfusione tra le fibre che la costituiscono. Tali microfusioni provocano maggiore coesione tra le fibre e conseguente maggiore solidità della stessa: la conseguenza è che le fibre dell’anima vengono meno sollecitate dall’affaticamento e, di conseguenza, il loro danneggiamento risulta inferiore.

Gli effetti di degradazione fotocatalitica sull’anima del cordino vengono dunque mascherati durante l’affaticamento dal fenomeno appena spiegato.

Le campagne di affaticamento dopo irraggiamento sono state protratte per valutare come questo fenomeno appena descritto si presentasse al variare della durata dell’irraggiamento.

Di seguito sono riportati, in coppia, i grafici resistenza residua Fr e ∆𝐹_&% per cordini Kong affaticati a 600 e 1000 cicli per 300 e 400 ore, confrontati con risultati di cordini Kong non condizionati. Come si può vedere il fenomeno del minor danneggiamento dell’anima ad opera dei cicli di affaticamento nel caso di un precedente irraggiamento con lampada ad arco di xeno rispetto a cordini non irraggiati si ripresenta anche in condizionamenti con durata di 400h.

Non si ha dunque, nemmeno nel caso delle 400 ore di irraggiamento, un aumento rilevante dell’effetto della degradazione fotochimica delle catene polimeriche dell’anima: se si considerano i dati relativi ai 1000 cicli si nota che, seppur in misura estremamente ridotta, il dato relativo al cordino condizionato per 400 ore dimostra una maggior decrescita di proprietà meccaniche rispetto al dato relativo alle 300 ore di condizionamento.

Figura 6-12 spettro radiazione solare e lampada ad arco di xeno Spettro solare Spettro lampada xeno

In questo caso è possibile che l’effetto protettivo della calza, resa maggiormente coesa per microfusione delle fibre sulla sua superficie, inizi a scemare per l’indebolimento della stessa prodotto dall’alto numero di cicli e che, di conseguenza, diventi più rilevante la degradazione fotochimica delle catene polimeriche: a rigor di logica questo effetto, dato il maggior irraggiamento dei provini, deve esser necessariamente più presente nelle fibre dell’anima che quindi rispondono allo stesso affaticamento con maggior perdita di resistenza meccanica.

Si sono condotte anche per Beal prove a riguardo. Di seguito, in Figura 6-12, sono riportati i grafici risultanti da tali prove.

É intuitivo, alla luce di quanto spiegato per Kong, vedere dai grafici come si ripresenti la stessa condizione.

Bisogna dunque riflettere sulle modalità di condizionamento.

(a) (b)

Figura 6-12 Effetto condizionamento su affaticamento 5 Kg R5 Beal

(a) (b)