Prove di pull-out su connettore in bra di acciaio

Con il nome di connettore si indica comunemente un tipo di dispositivo di an-coraggio terminale, o intermedio, da applicare a rinforzi in materiale composito per incrementare la resistenza nei confronti dei meccanismi di rottura per distac-co del supporto, generalmente fragili e notevolmente distac-condizionanti il progetto del rinforzo stesso. Con la prova di pull-out (prova di estrazione dal supporto) si va a valutare la resistenza del connettore inghisato nella parete in laterizio. Scopo della sperimentazione è vericare la prestazione di connettori realizzati con tessuto in acciaio applicati con diverse matrici. Inoltre, si vuole analizzare l'eetto di di-verse profondità di inserimento nella muratura, e si vogliono sperimentare didi-verse congurazioni di tessuto utilizzato per i connettori, variando numero di trefoli o densità degli stessi. Nel complesso si sperimentano sette diverse applicazioni, come

Tabella 3.10: Compositi realizzati per prove di single lap shear

Composito Matrice Fibra Strisce 1 Geocalce Fino GeoSteel G600 3 2 Geolite GeoSteel G600 3 3 Geolite GeoSteel G2000 3

(a)

(b)

Figura 3.16: Schema di prova per single lap shear test (a) e pannello C0 con i nove compositi applicati (b)

riportato in Tabella 3.11 , basate sul tipo di matrice, di bra, sul numero di trefoli e su tre diverse lunghezze di ancoraggio L. A. (10, 20, 30 cm) su foro cieco. Si è deciso di scegliere tre pareti dierenti (B3C, B4L, B4C), in modo da organizzare i connettori sulla base della loro lunghezza di ancoraggio (Figura 3.17).

Figura 3.17: schema pannelli per pull-out test.

successiva-Tabella 3.11: Compositi realizzati per prove di pull-out

Composito Fibra Matrice Parete Trefoli L. a. Campioni SL_KEB_B3C_30_24 G600 EcoBinder B3C 24 30 3 SL_KEF_B3C_30_24 G600 EpoFill B3C 24 30 3 SL_KGL_B3C_30_24 G600 Geocalce Fluido B3C 24 30 3 SL_KEB_B3L_20_24 G600 EcoBinder B3L 24 20 3 SL_KEF_B3L_20_24 G600 EpoFill B3L 24 20 3 SL_KGL_B3L_20_24 G600 Geocalce Fluido B3L 24 20 3 SL_KEB_B3L_20_47 G600 EcoBinder B3L 47 20 3 SL_KGL_B3L_20_47 G600 Geocalce Fluido B3L 47 20 3 SM_KEB_B3L_20_47 G2000 EcoBinder B3L 47 20 3 SM_KGL_B3L_20_47 G2000 Geocalce Fluido B3L 47 20 3 SL_KEB_B4C_10_24 G600 EcoBinder B3C 24 10 3 SL_KEF_B4C_10_24 G600 EpoFill B3C 24 10 3 SL_KGL_B4C_10_24 G600 Geocalce Fluido B3C 24 10 3

mente l'ancoraggio con la macchina di prova; nel complesso, dunque, la lunghezza totale del connettore è data dalla somma tra i 60 cm esterni e la lunghezza di ancoraggio (La). Individuate le pareti (B3C per i 10 cm, B3L per i 20 cm, B4C per i 30 cm), utilizzando un trapano elettrico sono stati realizzati gli opportuni fori sulla muratura, di diametro 26 mm; Figura 3.18(b). Per comodità, e data la notevole resistenza del laterizio, si è inizialmente realizzato un foro da 24 mm, per poi ingrandirlo con la punta φ26. Per valutare la profondità del foro durante l'esecuzione è stata applicata alla punta del trapano una striscia di nastro adesivo di carta alla distanza opportuna, come illustrato in Figura 3.18(a); la cavità rea-lizzata inoltre, è stata leggermente inclinata verso il basso, per ridurre, in fase di iniezione, la fuoriuscita della miscela dal foro.

Una volta realizzati i connettori arrotolando manualmente le strisce di bra pre-parate, questi sono stati inseriti nei rispettivi fori e mantenuti leggermente inclinati verso l'alto. I fori da iniettare con Geocalce Fluido e Geolite sono stati opportuna-mente bagnati, Figura3.18(c), per favorire il processo di presa della miscela. Nel caso dell'EpoFill, la matrice più uida, una volta inseriti tutti i connettori, il foro è stato leggermente stuccato nella parte inferiore con Geolite Gel, Figura 3.18(d), e quindi ulteriormente occluso con uno strato di nastro adesivo di carta; tutti gli ac-corgimenti appena descritti sono stati realizzati per impedire alla miscela iniettata di fuoriuscire.

Per iniettare i fori, si è realizzato un sistema di pompaggio manuale utilizzando una siringa in plastica da 60 ml accoppiata ad un tubo in gomma. Il sistema, permette di inserire il tubo all'interno del connettore, di iniettare dal fondo del foro e di estrarre lentamente il tubo no a riempire totalmente la cavità di miscela. Una volta riempita la cavità, si provvede a chiuderla ulteriormente con nastro adesivo di carta (per evitare fuoriuscite di miscela) e a dare un ultima pompata di materiale inserendo il tubicino in gomma direttamente dalla parte superiore del foro, come visibile in Figura 3.18(e). L'estrema uidità della matrice epossidica EpoFill, ha provocato una notevole fuoriuscita di materiale dal foro, che potrebbe dunque risultare non del tutto saturato; la Figura 3.18(e) riporta i pannelli murari a ne prova; il pannello a sinistra, B3C, mostra un evidente stato di fuoriuscita

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Figura 3.18: Procedura di installazione connettori: misura punta trapano (a), esecuzio-ne foro (b), bagnatura foro per matrici inorganiche (c), inserimento bra e stuccatura foro (d), iniezione con miscela (e), ssaggio connettori per stagionatura (f)

della resina dai fori di iniezione.

Trascorsi due mesi, la parte esterna del connettore è stata inghisata a tubi in acciaio, su cui si aggrapperà la macchina di prova. I connettori vengono poi tagliati in modo che la lunghezza esterna sia di 39 cm, Figura 3.19(a). Quindi

i connettori sono inseriti all'interno di tubi in acciaio (Φ = 3 4 00

) lunghi 34 cm, precedentemente lavanti con diluente nitro e lettati ad un'estremità per potersi avvitare al sistema di prova. Nel complesso il connettore fuoriesce dal muro per una lunghezza di 8-10 cm, per poi inlarsi nel tubo per 30 cm circa. Per i connettori a media densità (G2000), la matrice in plastica su cui sono incollati i singoli trefoli è stata rimossa per permettere la massima iniezione della resina all'interno del tubo. Per l'iniezione si utilizza resina bicomponente EPOMAX (SPIT), disponibile in cartucce da applicare a normali pistole da silicone, che viene fatta percolare in modo uniforme per tutta la lunghezza del tubo, facendo attenzione di lasciare pulita l'ultima zona lettata, Figura 3.19(b). Dall'altro foro del tubo, invece, si lascia fuoriuscire un po' di resina, in modo da formare un tappo sigillante. I tubi, una volta iniettati, devono restare perpendicolari alla muratura e paralleli al connettore iniettato, Figura 3.19(c). Terminata la procedura di inghisaggio ai tubi, e atteso che la resina inizi a indurire, la parte lettata del tubo è stata ulteriormente pulita, per permettere un ecace avvitamento alla macchina di prova.

(a) (b) (c)

Figura 3.19: Procedura di preparazione connettori: taglio della parte in eccesso (a), inserimento dei connettori nei tubi in acciaio (b), iniezione della resina (c)

Due settimane dopo la preparazione dei provini, si sono svolte le prove di pull-out. Ogni connettore è stato messo in tensione e portato a rottura da un martinetto idraulico, Figura 3.20(a), azionato manualmente da una pompa oleodinamica, Fi-gura 3.20(b). Per ogni campione si è valutato il tipo di rottura, FiFi-gura 3.20(c), e si è fotografato il occo slato, Figura 3.20(d). Il sistema di acquisizione dati, oltre al carico massimo raggiunto, ha registrato le deformazioni al variare dello sforzo.

I risultati delle prove pull-out non saranno analizzati nella presente tesi, ma ver-ranno discussi in elaborati successivi, per dare continuità ad un percorso di analisi matematico-numerica e di confronto con i risultati ottenuti durante la sperimenta-zione. Ci si è pertanto limitati ad una breve descrizione della fase di preparazione dei campioni.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 3.20: Prova di pull out: il martinetto, la cella di carico e i trasduttori (a), il sistema collegato alla pompa (b), un immagine a ne prova (c) e la foto del connettore slato (d)

3.4 Caso studio: edicio privato in via Ugolani