Pull-out test

Il pull-out test è una prova sperimentale a carattere semi-distruttivo, che consi-ste nell'estrarre un inserto (in questo caso un lato di bre di rinforzo) da una matrice solida per valutarne l'interazione e la resistenza dei materiali testati. Vie-ne applicato un carico assiale che tira l'estremità della barra per determinarVie-ne le caratteristiche meccaniche. I test eseguiti tengono conto dei seguenti parametri: lunghezza, diametro, angolo di inclinazione degli ancoraggi, nonché lunghezza di aderenza nel supporto e caratteristiche del supporto stesso.

I dati disponibili prevedono che la bra, avvolta su se stessa per formare un connettore, sia inserita all'interno di un foro (eseguito in precedenza e trattato in modo da risultare ingombro da frammenti e polveri) e fatta aderire al supporto (inghisaggio) tramite iniezione di materiale adesivo (malta uida o resina epossi-dica), lasciando libera l'estremità uscente dal paramento. Questa, tramite apposite operazioni di presa, viene ssata alla macchina di prova che estrae il provino a con-trasto direttamente con la muratura su cui il lato di bre è inghisato (Figura 1.27).

(a) (b)

Figura 1.27: Set up di prova proposto in laboratorio (Algeri et. al, 2010)

La qualità delle operazioni eseguite durante le fasi preparatorie è fondamentale per il corretto sviluppo della prova: si possono altrimenti creare delle bolle d'aria all'interno del foro, dovute ad una non corretta fase di iniezione, che falsano i dati ottenuti o provocano lo slamento dell'ancoraggio. L'utilizzo di matrici organiche o inorganiche nella realizzazione del composito inuenza l'interazione tra bra e matrice (Alvaro V., 2007). L'involgimento della bra che forma il connettore, in-fatti, provoca un inttimento della maglia che oppone resistenza alla penetrazione completa delle malte, le quali hanno una granulometria comunque dell'ordine dei 10 µm. Diverso è invece il comportamento delle resine, che grazie alla loro estrema

liquidità riescono a saturare completamente la bra. Se la matrice non è pene-trata completamente può avvenire un meccanismo di rottura chiamato telescopic failure dovuto al successivo slamento delle bre dagli strati più esterni no al nucleo del cilindro di prova; i lamenti più esterni giungono a rottura per trazione (Figura 1.28), diminuendo gradualmente l'ecacia del rinforzo e garantendo una dissipazione dell'energia di frattura e quindi la duttilità.

Figura 1.28: Meccanismi di crisi di un rinforzo annegato in una matrice cementizia (Banholzer et. al, 2006)

La normativa vigente riguarda l'estrazione di barre d'acciaio ancorate a strut-ture in calcestruzzo (UNI-EN 1881 (2007), UNI-EN 12504-3 (2005)). Non vengono accennati i materiali brorinforzati e i compositi, per i quali mancano quasi to-talmente dati e sperimentazioni; infatti, lo stato dell'arte relativo a queste prove (riassunto nel capitolo successivo) propone una vasta gamma di pull-out eseguiti su calcestruzzo e una ridotta quantità di dati per i test che interessano i materiali compositi applicati a muratura.

Capitolo 2

Stato dell'Arte

2.1 Introduzione

Lo scopo del presente capitolo è quello di fornire una panoramica sullo stato dell'ar-te relativo alle sperimentazioni eseguidell'ar-te sui madell'ar-teriali compositi. Sono stati indagati i materiali di rinforzo, cercando di operare un confronto con le nuove tipologie svi-luppate nell'ultimo decennio, come l'utilizzo di bre di acciaio ad alta resistenza o PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo), rispetto alle più tradizionali reti in bra di carbonio, vetro e basalto. Le matrici organiche e inorganiche, con cui questi materiali vengono accoppiati, aumentano la gamma dei risultati e i parametri delle sperimentazioni, all'insegna di una recente ricerca di compatibilità di intervento sulle strutture in muratura.

Le sperimentazioni di seguito presentate raccolgono un'ampia varietà di dati le-gati al problema dell'adesione del rinforzo al supporto. La questione risulta attuale e molto dibattuta, le linee guida e le raccomandazioni CNR DT-200 R1 (2012), cercano di fornire una corretta soluzione alle tematiche proposte, suggerendo un approccio progettuale per la valutazione dei limiti di aderenza; purtroppo sono legate a certe tipologie di rinforzo e matrici, tralasciando le nuove combinazioni, ancora non chiaramente denite. Altre raccomandazioni disponibili per l'utilizzo di compositi classici sono contenute nell'ACI 440.2R-08 (2008), valido per gli Stati Uniti. Le prove di pull-o, pull-out e gli shear test, sono utili a comprendere il comportamento dei vari materiali di rinforzo, e forniscono diverse caratteristiche, a seconda della prova stessa. Quello che il capitolo vuole analizzare è la diversa

rispo-sta dei compositi alle tipologie di prove eettuate: vengono individuati molteplici fattori (tecniche diverse di rinforzo, matrici utilizzate, layout di prova variabili) ed esposti i risultati, al ne di conseguire maggiori informazioni sul comportamento statico e dinamico della struttura globale.

In ogni percorso di ricerca, la fase iniziale riguarda le sperimentazioni in labo-ratorio, che sono reperibili in letteratura e che hanno fornito una discreta quantità di dati; molto più carente è invece la parte relativa alle prove in sito, ancora ca-renti e poco utilizzate, a causa della mancanza di controllo dei fattori ambientali, del diverso livello di qualità che si può raggiungere e della possibile accessibilità alle strumentazioni di prova. I risultati ottenuti in sito, però, orono un quadro più realistico, in favore di una conoscenza diretta della struttura. La mancanza quasi totale di normative sulle prove in sito per i compositi indica la necessità di approfondire questo aspetto.

Nell'ottica di un cambiamento di scala, si è cercato di studiare dapprima il comportamento locale all'interfaccia tra muratura e composito, per poi passare ad uno studio globale del rinforzo e delle sue prestazioni. In questa seconda fase, vengono riportati i risultati di alcune sperimentazioni con prove diagonali, e si ragiona riguardo l'interpretazione dei risultati delle stesse. Si accenna inne agli interventi di rinforzo con diatoni articiali realizzati con materiali brorinforzati, una tecnica di consolidamento oggetto della presente tesi.