Conclusioni 226
CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE
Nella presente tesi è descritto un dispositivo portatile di prova, denominato nel seguito PTM, che può essere utilizzato per ottenere misure della resistenza meccanica dei principali materiali da costruzione impiegati nell’ambito dell’Ingegneria civile (calcestruzzi, malte, laterizi, acciai da c.a., etc.). Una prima versione del dispositivo (denominata PTM 1.0), sviluppata nel corso di una tesi di dottorato discussa nel 2012 (Cipolli Dario: Costruzioni in
contesti caratterizzati da disastri naturali, guerre e arretratezza tecnica [20]) e oggetto di
uno specifico brevetto sviluppato nell’ambito dell’Università di Pisa (Brev. MI2013A001493 -
R. Barsotti, S. Bennati, D. Cipolli, M. Cipolli [20]), è stata ripresa in esame. Lo scopo era
quello sia di analizzare con maggiore accuratezza i risultati ottenuti dalla campagna di validazione sperimentale effettuata in precedenza, sia di rivedere la forma, le dimensioni e l’organizzazione costruttiva del dispositivo in modo da migliorarne le prestazioni.
L’analisi statistica dei risultati ottenuti dalla prima campagna di validazione, relativa alla PTM 1.0, ha mostrato come la prima versione del dispositivo fosse già in grado di fornire valutazioni della resistenza meccanica dei materiali sottoposti a prova caratterizzate da errori tutt’altro che elevati e in alcuni casi paragonabili a quelli riscontrabili utilizzando le macchine di prova ufficiali, come avviene ad esempio per le prove di flessione ed indentazione sul calcestruzzo e quelle di flessione sulla malta.
I risultati incoraggianti raccolti a seguito della prima campagna di validazione hanno rinnovato l’interesse a sviluppare una nuova versione della PTM, che riprendesse e migliorasse le prestazioni di quella precedente, ad esempio consentendo l’esecuzione di prove anche su campioni aventi dimensioni paragonabili a quelle prescritte dalle normative tecniche di riferimento. Nelle sue linee fondamentali, lo schema costrutivo del dispositivo è rimasto pressoché invariato. Rispetto a quella precedente, la nuova versione PTM 2.0 si differenzia per il tipo di acciaio utilizzato, C40, per l’aggiunta di alcuni irrigidimenti e per l’incremento degli spessori delle varie parti. Le modifiche apportate hanno avuto come obiettivo principale
Conclusioni 227 quello di incrementare la rigidezza complessiva e la capacità portante del dispositivo, cercando al tempo stesso di mantenere il peso del dispositivo stesso entro limiti accettabili che non ne pregiudicassero la portabilità. Inoltre, è stata aggiunta una nuova coppia di aste metalliche allo scopo di assicurare ragionevolmente che il dispositivo mantenesse fissa la propria configurazione durante le prove, e sono stati rivisti completamente il sistema idraulico di applicazione del carico (pompa manuale e martinetto) e i dispositivi di misura (manometri). Il dimensionamento delle diverse parti che compongono la PTM2.0 è stato condotto, oltre che in via preliminare utilizzando modelli meccanici semplificati, anche mediante opportuni modelli agli elementi finiti costruiti utilizzando codici di calcolo commerciali (SAP 2000 e SolidWorks).
La verifica del comportamento effettivo della PTM 2.0 è stata condotta eseguendo una serie di prove preliminari di compressione su provini cilindrici di calcestruzzo di piccolo diametro. Durante le prove, la PTM 2.0 è stata strumentata con estensimetri a variazione di resistenza in modo da registrare il valore delle deformazioni presenti nelle aste principali del dispositivo. I risultati sperimentali hanno confermato pienamente le previsioni di progetto.
La campagna sperimentale di validazione della PTM 2.0 è stata articolata in una serie di prove di rottura a flessione e a compressione effettuate su campioni di malta e di calcestruzzo appartenenti a diverse classi di resistenza. L’analisi statistica dei risultati ottenuti dalla PTM 2.0 ha evidenziato come la dispersione delle misure sia in tutti i casi contenuta entro limiti accettabili. Inoltre, il confronto tra i risultati forniti dalla PTM 2.0 e quelli corrispondenti ottenuti dalle prove di tipo standard condotte utilizzando le macchine di prova del laboratorio ha evidenziato un accordo più che soddisfacente. Si osserva infine che le prove già eseguite, pur rappresentando un passaggio importante, non esauriscono tutte quelle necessarie per la validazione della PTM 2.0. Nei prossimi mesi si prevede pertanto di procedere all’esecuzione delle prove rimanenti (prove di resistenza su mattoni in laterizio, mattoni in terra cruda e barre d’acciaio in c.a.).
In conclusione, la PTM2.0 ha mostrato di essere un dispositivo in grado di eseguire prove per la caratterizzazione meccanica dei principali materiali da costruzione con un grado di
Conclusioni 228 precisione e di dispersione dei risultati pienamente accettabili. La PTM 2.0, com’è ovvio, non è certamente paragonabile, in termini di prestazioni, alle moderne macchine di prova di cui sono dotati i laboratori ufficiali. Tuttavia, è importante sottolineare come la PTM 2.0 sembri rispondere pienamente a quelli che erano gli obiettivi per i quali è stata progettata e realizzata. In altri termini, la PTM2.0 sembra possedere tutte le caratteristiche (leggerezza, semplicità d’uso, versatilità, sufficiente precisione) richieste ad uno strumento utilizzabile efficacemente dai tecnici operanti in contesti caratterizzati da condizioni ambientali che rendono impossibile o particolarmente difficile il ricorso a laboratori ufficiali.
