│ CAPITOLO 2 CERTIFICATI DI PROVA WIENERBERGER S.p.A.

(1)

Capitolo 2- Certificati di prova Wienerberger S.p.A.

│

24

CAPITOLO 2

CERTIFICATI DI PROVA WIENERBERGER S.p.A.

2.1. L’azienda

L’azienda Wienerberger, fondata nel 1819 a Vienna, vanta di una tradizione secolare nella produzione di laterizi. Dal 1986 la società ha iniziato un’espansione dinamica, incentrando il proprio core business sui materiali da costruzione e in pochi decenni è diventata un produttore mondiale contando ben 215 stabilimenti collocati in 30 Paesi. Ad oggi è il leader mondiale nella produzione di laterizi e N.1 in Europa per i mattoni faccia a vista e tegole in cotto.

Fra la sua gamma di prodotti si evidenziano:

- i blocchi “Porotherm Bio Plan”, prodotti biocompatibili con impasti di argille naturali; le cui micro cavità sono generate dalla combustione di farine di legno totalmente prive di additivi chimici. Questi blocchi si contraddistinguono per le facce di appoggio superiori e inferiori rettificate cioè perfettamente planari e parallele che consentono di realizzare murature con giunti orizzontali estremamente sottili (1 mm di spessore). Per realizzare questi giunti è necessario impiegare una malta speciale o una schiuma prodotte dall’azienda stessa; i giunti verticali sono ad incastro maschio-femmina.

- i blocchi “Porotherm Modulare”, caratterizzati da un’elevata porosità e massa garantiscono un isolamento termico ed acustico, mentre la stabilità è garantita dalla robustezza del blocco stesso. L‘ottimale rapporto tra peso-dimensione e la posizione ergonomica dei fori garantisce una posa in opera semplice e precisa ottimizzando così i costi del cantiere.

2.2. Prove nel laboratorio Lapi

LAPI è un laboratorio privato che opera dal 1983 nel settore di analisi e prove industriali.

Specializzato nelle prove di comportamento al fuoco (dove occupa una posizione di assoluto rilievo a livello europeo) ha da tempo intrapreso l’attività di analisi in altri settori pur mantenendo la propria identità di laboratorio di prove al fuoco.

Il forno utilizzato per le prove è di tipo verticale con bocca di dimensioni 3040x3040 mm, sulle pareti laterali sono disposti 10 bruciatori con funzionamento di tipo on/off ad impulsi con innesco ad elettrodo e rilevazione fiamma ad UV. Il rilevatore di pressione presente è posto a 500 mm dalla base del campione di prova e i fumi di combustione sono aspirati da un ventilatore e evacuati mediante un

(2)

│

25 camino. Il sistema di rilevamento della temperatura interna è costituito da centraline poste sui lati verticali del forno e da termocoppie a filo di tipo “K”.

2.2.1. PROVA 1: Porotherm Bio Plan 8-50/19,9 e giunti in malta speciale

In data 24 aprile 2013 nel laboratorio di Lapi a Calenzano (FI) si è svolta la prova per la determinazione della resistenza al fuoco di una parete non sottoposta a carico, secondo le norme EN 1363 e EN 1364, realizzata con mattoni denominati “Porotherm BIO PLAN 8-50/19,9” della ditta Wienerberger Spa.

Nel rapporto di classificazione N. 113/C/13-181FR riportato nell’allegato A è descritto il metodo di allestimento, le condizioni di prova ed i risultati ottenuti escludendo la possibilità di qualsiasi variazione riguardante le dimensioni, i dettagli costruttivi, i carichi, gli sforzi e le condizioni ai bordi. Il campione di prova è costituito da una parete simmetrica in laterizio intonacata su ambo i lati di dimensioni 3000 x 3000 mm e spessore 110 mm.

I singoli blocchi in laterizio alveolare biocompatibile sono caratterizzati da: microporizzazione lenticolare ottenuta con farina di legno e totalmente priva di additivi chimici, fori disposti in direzione verticale a sezione rettangolare, densità lorda dichiarata è 920 kg/m3_{, percentuale di foratura è 45%} (Fig. 2.1).

Fig. 2.1 Porotherm Bio Plan 8-50/19,9. Le caratteristiche dimensionali dei blocchi sono:

−

lunghezza nominale: 500 mm;

−

spessore nominale: 80 mm;

−

altezza nominale: 199 mm.

La tramezzatura è stata realizzata sfalsando di mezzo blocco le file consecutive in elevazione con giunti orizzontali in malta speciale Porotherm Bio Plan, mentre per i giunti verticali è stato sufficiente il semplice accostamento per la presenza di un incastro maschio-femmina.

(3)

│

26 La malta speciale è una polvere marrone caratterizzata da (Fig.2.2):

− densità 15,5-1,7 g/cm³, − pH 12, − idrosolubilità 5 g/l, − viscosità 150-250 mPa s(23°C), − resistenza a compressione M10, − aderenza 0,30 N/mm²,

− contenuto di cloruri <0,1 % in massa,

− permeabilità al vapore d’acqua µ:5/20,

− reazione al fuoco A1.

Fig. 2.2 Sacco di malta speciale Porotherm Bio Plan.

La malta speciale, confezionata in sacchi, è facilmente mescolabile all’interno di un normale secchio evitando cosi di disporre di un silos per la malta; è sufficiente uno strato molto sottile del prodotto, in genere 1 mm di spessore contro i 10 mm necessari per i normali blocchi con malta tradizionale. Una volta delimitata la posizione della parete, vanno fissate due aste verticali (calandri) alle estremità del muro e fra queste teso un filo parallelo al piano di livello che consente l'allineamento dei blocchi. Il piano di appoggio va bagnato e su questo steso uno strato di malta comune dello spessore di circa 2 cm per consentire la posa a livello del primo corso di blocchi. Il filo teso tra i calandri va di volta in volta sollevato all'altezza del corso in esecuzione. Posato il primo corso di blocchi si può iniziare a predisporre la malta speciale Porotherm Bio-Plan.

La preparazione può essere eseguita all’interno di un normale secchio aggiungendo acqua nella quantità necessaria a rendere l’impasto sufficientemente plastico (in media dai 9 agli 11 litri d’acqua per sacco di malta da 25 kg). Per la miscelazione si potrà impiegare un normale trapano munito di mescolatore o un mescolatore vero e proprio. Una volta ottenuto un impasto omogeneo della malta, si può procedere alla sua stesura, che può essere effettuata sia con il rullo stendi-malta che per immersione del blocco. Impiegando il rullo si inizierà col riempimento della vaschetta, versando la malta direttamente dal secchio nel quale è stata mescolata, e poi alla sua stesura sul corso dei

(4)

│

27 blocchi montati. L’impiego del rullo consente di stendere, rapidamente e in modo semplice e pulito, la giusta quantità di malta (Fig. 2.3).

Nel caso invece si impieghi la tecnica per immersione, la malta speciale va versata in una bacinella di opportune dimensioni, immergendo il blocco nella malta (bastano pochi millimetri) essa si aggrapperà alla faccia intinta in modo uniforme e nella quantità sufficiente a garantire un saldo collegamento in opera tra gli elementi. Non è necessario tirare la malta con la cazzuola sulla faccia del blocco. Dopo la preparazione del primo corso, la posa dei blocchi successivi procederà in modo semplice e rapido. Il perfetto incastro verticale degli elementi faciliterà ulteriormente le operazioni.

Per chiudere i fianchi e gli angoli della muratura è necessario predisporre dei pezzi speciali; essi si ricaveranno dai normali blocchi tagliandoli a misura con un flessibile, una sega per murature o, ancora meglio, con una sega a disco. Impiegando i pezzi speciali così ricavati si riuscirà a mantenere inalterata la perfetta omogeneità della muratura Porotherm Bio-Plan, il che permette di conservare, senza alterazioni, le eccezionali caratteristiche prestazionali della parete.

Fig. 2.3 Diversi modi di posa della malta: foto sinistra con rullo, foto destra per immersione. Nel test di prova in questione, i diversi corsi sono stati posati con la tecnica dell’immersione.

Per i bordi perimetrali il collegamento con l’intelaiatura di prova è stato realizzato con malta tradizionale di 10 mm di spessore mentre per l’intonaco di rifinitura e di protezione, 15 mm di spessore per lato, è stata utilizzata una malta fibro-rinforzata composta da aggregato siliceo, calce, cemento e fibre in polipropilene prodotta dall’azienda Gras Calce S.p.A. (Fig.2.4).

La presenza delle fibre nell’impasto crea una micro-reticolatura nello spessore dell’intonaco che contrasta la formazione in superficie delle cavillature. La resistenza a compressione del prodotto è maggiore di 11 N/mm2_.

(5)

│

28 Fig. 2.4 Sacco di malta per la realizzazione dell’intonaco.

La preparazione della malta avviene in modo tradizionale con l’aggiunta di acqua (3 litri per sacco) tramite: impastatrice a coclea o manualmente fino a che l’impasto non risulta omogeneo.

Dalla fine dell’impasto non devono passare più di 30 minuti, la rasatura avviene con il frattazzo o cazzuola e movimenti circolari.

Il campione è stato realizzato all’interno dell’intelaiatura di prova del forno, in modo da realizzare una camera di combustione chiusa esponendo un solo lato del pannello al fuoco. Tre lati sono stati vincolati all’intelaiatura mentre un lato verticale è lasciato libero con un’intercapedine di 30 mm riempita con fibra ceramica di densità 128 kg/m3_{. Il campione è stato lasciato stagionare per un} periodo superiore a 28 gg (Fig. 2.5).

(6)

│

29 Posizionato il pannello nel forno i tecnici hanno installato le varie strumentazioni di misura fra cui le termocoppie esterne per la misurazione della temperatura, media e massima, e la stazione totale per la misura degli spostamenti fuori dal piano del pannello in corrispondenza del centro del campione (punto A) e del bordo libero (punto B). Le termocoppie TC1÷TC5 sono al centro del pannello e lungo le diagonali, le termocoppie TC6 eTC7 a 15 mm dal bordo e la TC8 a 100 dal bordo libero (Fig. 2.6).

Fig. 2.6 Foto: posizione delle termocoppie e dei punti di misura per gli spostamenti (24/04/13). Su richiesta, è stato installato un altro distanziometro laser per la misurazione degli spostamenti in altri punti nel pannello; oltre agli spostamenti in A e B sono noti anche gli spostamenti degli otto punti contrassegnati dalla presenza delle termocoppie. La stazione totale utilizzata è prodotta dall’azienda leader Leica Geosystem (Fig. 2.7).

Fig. 2.7 Foto: stazione totale aggiuntiva per la misurazione in altri punti (24/04/13).

1 2 6 4 3 5 8 7 A B

(7)

│

30 Su richiesta del Committente sono state applicate quattro termocoppie aggiuntive all’interno del blocco centrale della parete per ricavare informazioni sulla temperatura interna nei vari tempi di esposizione. Questi dati solo a titolo informativo e non hanno compromesso l’esecuzione della prova, ma sono stati utili nel tracciamento del profilo di temperatura all’interno del pannello (Fig. 2.8).

Fig. 2.8 Posizione termocoppie interne.

Installate tutte le strumentazioni, si è dato inizio alla prova con all’accensione del forno. La temperatura ambiente registrata era di circa 20°C e fin dai primi minuti si sono manifestati, sul lato non esposto, i seguenti fenomeni:

al 10° minuto formazione di una crepa superficiale a metà larghezza per tutta l’altezza delle parete;

al 16° minuto tracce di condensa lungo i bordi della crepa formata;

al 21° minuto formazione di una crepa diagonale in corrispondenza degli angoli sinistri della parete;

al 22° minuto formazione di un’altra crepa non passante tra la TC 2 e la TC3; al 26° minuto tracce di condensa lungo i bordi della crepa descritta al minuto 22;

al 48° minuto fuoriuscita di vapore dal bordo superiore in corrispondenza della crepa diagonale dell’angolo sinistro superiore;

al 53° minuto fuoriuscita di vapore lungo il bordo inferiore della parete e tracce di condensa; al 75° minuto diminuzione della fuoriuscita di vapore e della condensa;

83° minuto fine della produzione di condensa;

123° minuto fallimento del criterio di isolamento: ∆Tmed > 140°C; 127° minuto interruzione della prova (Fig. 2.9).

I risultati della prova sono rappresentati nella tabella 2.1 sottostante: A

B C

(8)

│

31

Criterio di prestazione Risultato

Descrizione Tempo [min]

Tenuta “E”

Tampone di cotone 127’- non perduta

Fiamme persistenti 127’- non perduta

Calibro da 6 mm 127’- non perduta

Isolamento “I” ∆Tmed > 140°C (TC 1-5) 123’ - ∆Tmed =141 °C

∆Tmax > 180°C (TC 1-8) 127’ – ∆Tmax=155 °C

Tabella 2.1 Criteri di prestazione prova n.1.

Fig. 2.9 Foto: lato non esposto alla fine della prova (24/04/13). Nel rapporto di classificazione il muro separane ha una resistenza al fuoco EI 120.

Dai dati forniti dalle strumentazioni, si sono estrapolati i seguenti grafici:

L’andamento temperatura/tempo delle termocoppie esterne a confronto con la curva di riscaldamento del forno durante la prova, mostra come il pannello smorza il flusso termico che investe il lato esposto grazie all’inerzia termica dei blocchi in laterizio (Fig. 2.10).

(9)

│

32 Fig. 2.10 Incremento temperatura del forno e delle termocoppie esterne.

L’andamento temperatura/tempo delle termocoppie interne è simile fra loro, con valori di temperatura minori man mano che ci allontaniamo dalla sorgente di calore. Il platò a 100°C si ha per l’evaporazione dell’acqua contenuta nei blocchi e nella malta (Fig. 2.11).

Fig. 2.11 Incremento temperatura delle termocoppie interne.

L’andamento degli spostamenti in funzione del tempo per le varie posizioni rilevate mostra che nella posizione centrale (TC5 e A) si raggiungono valori di circa 40 mm, un valore rilevante se si considera che i blocchi hanno uno spessore di 80 mm. In prossimità del telaio di prova si raggiungono spostamenti molto più piccoli, dell’ordine di qualche millimetro (TC6 e TC7), mentre vicino al bordo libero lo spostamento massimo registrato è pari a 19 mm.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Te m pe ra tu ra T er m oc op pi e [ °C ] Te m pe ra tu ra G as f or no [ °C ] Tempo [min] gas forno TC 1 TC 2 TC 3 TC 4 TC 5 TC 6 TC 7 TC 8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Te m pe ra tu ra [ °C ] Tempo [min] A C D B

(10)

│

33 Nei centri dei quattro quadranti del provino lo spostamento è dell’ordine di 20 mm (Fig. 2.12).

Fig. 2.12 Spostamenti in funzione del tempo nelle diverse posizioni rilevate.

Per tempi di esposizione ad intervalli di 10 minuti viene riportato un andamento della possibile deformata data dagli spostamenti rilevati nelle sezioni orizzontali del pannello di prova.

I punti di estremità (0,0 e 0, 2970 mm) in mancanza di una misurazione sono stati considerati pari a zero (Fig. 2.13, 2.14, 2.15, 2.16).

Fig. 2.13 Prospetto pannello di prova n.1.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 S po st am en to f uo ri d al p ia no [ m m ] Tempo [min] A B Pos. TC1 Pos. TC2 Pos. TC3 Pos. TC4 Pos. TC5 Pos. TC6 Pos. TC7 Pos.TC8 3/4H 1/2H 1/4H Sez. Sez. Sez.

(11)

│

34 Fig. 2.14 Spostamenti sezione 1/4H.

Fig. 2.15 Spostamenti sezione H/2.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 S po st am en to f uo ri d al p in ao [ m m ]

Posizione letture spostamenti [mm]

10' 20' 30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 100' 110' 120' 125' TC 4 _{TC 3} 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 S po st am en to f uo ri d al p in ao [ m m ]

10' 20' 30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 100' 110' 120' 125' TC 6 TC 5 TC 8

(12)

│

35 Fig. 2.16 Spostamenti sezione 3/4H.

2.2.2. PROVA 2: Porotherm Bio Plan 8-50/19,9 e giunti in schiuma dryfix

In data 6 maggio 2013 nel laboratorio di Lapi a Calenzano (FI) si è svolta la prova per la determinazione della resistenza al fuoco di una parete non sottoposta a carico, secondo le norme EN 1363 e EN 1364, realizzata con mattoni denominati “Porotherm BIO PLAN 8-50/19,9” della ditta Wienerberger Spa.

Nel rapporto di classificazione N. 114/C/13-182FR riportato nell’allegato B è descritto il metodo di allestimento, le condizioni di prova ed i risultati ottenuti escludendo la possibilità di qualsiasi variazione riguardante le dimensioni, i dettagli costruttivi, i carichi, gli sforzi e le condizioni ai bordi. Il campione di prova è costituito da una parete simmetrica in laterizio intonacata su ambo i lati di dimensioni 3000 x 3000 mm e spessore 110 mm.

I singoli blocchi in laterizio che costituiscono il pannello sono gli stessi della Prova1, si rimanda al paragrafo 2.2.1 per le specifiche sul materiale e le caratteristiche geometriche.

La tramezzatura è realizzata sfalsando di mezzo blocco le file consecutive in elevazione, per i giunti orizzontali si è utilizzata una schiuma adesiva monocomponete poliuretanica denominata “Porotherm Dryfix Extra” che indurisce per l’esposizione all’umidità atmosferica, di colore giallo e classe di reazione al fuoco E. I giunti verticali sono accostati con incastro maschio-femmina (Fig. 2.17).

10' 20' 30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 100' 110' 120' 125' TC 1 TC 2

(13)

│

36 Fig. 2.17 Foto: campione di prova con giunti orizzontali in schiuma dryfix (6/05/13).

La schiuma dryfix è stata ideata per i blocchi rettificati in modo da ridurre le tempistiche in cantiere rendendo la posa molto più veloce, inoltre per la sua stesura c’è bisogno solo della bomboletta evitando di preparare l’impasto di malta e acqua. Proprio per queste caratteristiche è spesso utilizzata nelle ristrutturazioni o in quei contesti in cui siano necessarie operazioni di cantiere non invasive. Prima di applicare la schiuma si deve controllare che sulla superficie del mattone non siano presenti impurità che potrebbero danneggiare la corretta posa dei corsi; dopo di che si procede con agitare circa 20 volte la bomboletta, avvitarla all’adattatore e stendere le striscia di prodotto, in genere sono necessarie due strisce per blocchi con spessore maggiore di 30 cm (Fig. 2.18).

Fig. 2.18 Modalità di posa della schiuma dryfix extra.

(14)

│

37 Per i bordi perimetrali il collegamento con l’intelaiatura di prova è stato realizzato con malta tradizionale di 10 mm di spessore mentre per l’intonaco di rifinitura e di protezione, 15 mm di spessore per lato, è stata utilizzata la malta “Bastarda” dell’azienda Gras Calce S.p.A. descritta nel paragrafo precedente.

Il campione è stato realizzato all’interno dell’intelaiatura di prova del forno, in modo da realizzare una camera di combustione chiusa esponendo un solo lato del pannello al fuoco. Tre lati sono stati vincolati all’intelaiatura mentre un lato verticale è lasciato libero con un’intercapedine di 30 mm riempita con fibra ceramica di densità 128 kg/m3_{. Il campione è stato lasciato stagionare per un} periodo superiore a 28 gg.

Posizionato il pannello nel forno i tecnici hanno installato le varie strumentazioni di misura fra cui le termocoppie esterne per la misurazione della temperatura, media e massima, e la stazione totale per la misura degli spostamenti fuori dal piano del pannello in corrispondenza del centro del campione (punto A) e del bordo libero (punto B). Le termocoppie TC1÷TC5 sono al centro del pannello e lungo le diagonali, la termocoppia TC6 eTC7 a 15 mm dal bordo e la TC8 a 100 dal bordo libero (Fig. 2.19).

Su richiesta del Committente sono state applicate quattro termocoppie aggiuntive all’interno del blocco centrale della parete per ricavare informazioni sulla temperatura interna nei vari tempi di esposizione (Fig. 2.20). Questi dati solo a titolo informativo e non hanno compromesso l’esecuzione della prova, ma sono stati utili nel tracciamento del profilo di temperatura all’interno del pannello. Dati ulteriori sono stati presi anche per le deformazioni misurando lo spostamento nei punti C e D.

Fig. 2.19 Foto: posizione delle termocoppie e dei punti di misura per gli spostamenti (6/05/13).

1 ₂ 6 4 3 5 8 7 A D B C

(15)

│

38 Fig. 2.20 Posizione termocoppie interne.

Installate tutte le strumentazioni, si è dato inizio alla prova con all’accensione del forno. La temperatura ambiente registrata era di circa 22°C e fin dai primi minuti si sono manifestati, sul lato non esposto, i seguenti fenomeni:

al 10° minuto formazione crepa superficiale a metà larghezza per tutta l’altezza delle parete; al 14° minuto formazione di crepe non passanti diagonali in corrispondenza dell’angolo superiore ed inferiore sinistro della parete e inferiore destro;

al 22° minuto tracce di umidità lungo il bordo superiore con leggere fuoriuscita di vapore; al 26° minuto fuoriuscita di vapore lungo la crepa verticale a metà larghezza della parete; al 38° minuto tracce di umidità lungo il bordo inferiore;

al 46° minuto fuoriuscita di vapore dai bordi della parete e dai bordi delle crepe sopra descritte; al 84° minuto imbrunimento dei bordi delle crepe;

al 100° minuto diminuzione della fuoriuscita di vapore dalle crepe;

110° minuto imbrunimento dei bordi della crepa diagonale dell’angolo superiore sinistro; 114° minuto fallimento del criterio d’isolamento: ∆Tmax > 180°C per la TC 5;

121° minuto interruzione della prova (Fig. 2.21).

I risultati della prova sono rappresentati nella tabella 2.2 sottostante:

Tenuta “E”

Isolamento “I” ∆Tmed > 140°C 119’ - ∆Tmed =141 °C

∆Tmax > 180°C 114’ – ∆Tmax=182 °C

Tabella 2.2 Criteri di prestazione prova n.2. A

B C

(16)

│

39 Fig. 2.21 Foto: lato non esposto alla fine della prova (6/05/13).

Nel rapporto di classificazione il muro separane ha una resistenza al fuoco EI 90 e E120.

Dai dati presenti nel certificato si posso estrapolati i seguenti grafici:

Fig. 2.22 Incremento temperatura del forno e delle termocoppie esterne.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Te m pe ra tu ra T er m oc op pi e [ °C ] Te m pe ra tu ra G as f or no [ °C ] Tempo [min] gas forno TC 1 TC 2 TC 3 TC 4 TC 5 TC 6 TC 7 TC 8

(17)

│

40 L’andamento temperatura/tempo delle termocoppie interne è simile fra loro, con valori di temperatura minori man mano che ci allontaniamo dalla sorgente di calore. Il platò a 100°C si ha per l’evaporazione dell’acqua contenuta nei blocchi e nella malta (Fig. 2.23).

Fig. 2.23 Incremento temperatura termocoppie interne aggiuntive.

L’andamento degli spostamenti in funzione del tempo nei vari punti nella mezzeria del pannello mostra che avvengono spostamenti di oltre 35 mm nella parte centrale e verso il lato libero (punto A e D), mentre si riduce verso le estremità (punto C e B). Per comprendere tale deformazione si riporta un suo possibile andamento per tempi di esposizione ad intervalli di 10. I punti di estremità (0,0 e 0,2970 mm) in mancanza di una misurazione sono stati considerati pari a zero (Fig. 2.24, 2.25).

Fig. 2.24 Spostamenti in funzione del tempo dei punti.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Te m pe ra tu ra [ °C ] Tempo [min] A C D B 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 S po st am en to f uo ri d al p ia no [ m m ] Tempo [min] C A D B

(18)

│

41 Fig. 2.25 Spostamenti sezione di mezzeria.

2.3. Prove nel laboratorio Istituto Giordano

L’istituto Giordano, nato nel 1959, è all’avanguardia nel testing di prodotto, certificazione, ricerca, progettazione e formazione, offendo servizi ad alto livello per ogni esigenza di verifica alla conformità. L’intera struttura dispone di 20 laboratori multidisciplinari ma ingenti investimenti sono previsti per la modernizzazione delle strumentazioni e dei macchinari al fine di garantire un’adeguata risposta alle nuove esigenze.

Il forno utilizzato per le prove è di tipo verticale le cui dimensioni interne sono: 3200 x 3200 mm e profondità 1200 mm. Rivestito con fibra ceramica è provvisto di 8 bruciatori a doppia fiamma alimentati a gasolio e distribuiti equamente sulle pareti verticali. Sono presenti due rilevatori di pressione posti, uno a 500 mm dalla base del campione di prova e all’altro a 2/3 della sua altezza. I fumi di combustione sono aspirati da un ventilatore ed evacuati mediante due camini con valvole di variazione della sezione d’uscita comandate elettronicamente.

Il sistema di rilevamento della temperatura interna è costituito da tre centraline poste sui lati verticali del forno e da termocoppie a filo di tipo “K” collegate ad una centralina mobile.

10' 20' 30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 100' 110' 120' C A B D

(19)

│

42

2.3.1. PROVA 3: Porotherm Bio Plan 12-50/19,9 e giunti in malta tradizionale

In data 28 maggio 2012 nel laboratorio dell’Istituto Giordano (RN) si è svolta la prova per la determinazione della resistenza al fuoco di una parete non sottoposta a carico, secondo le norme EN 1363 e EN 1364, realizzata con mattoni denominati “Porotherm Bio Plan 12-50/19” della ditta Wienerberger Spa.

Nel rapporto di classificazione N. 295527/3434FR riportato nell’allegato C è descritto il metodo di allestimento, le condizioni di prova ed i risultati ottenuti escludendo la possibilità di qualsiasi variazione riguardante le dimensioni, i dettagli costruttivi, i carichi, gli sforzi e le condizioni ai bordi. Il campione di prova è costituito da una parete simmetrica in laterizio intonacata su ambo i lati di dimensioni 3170 x 3200 mm e spessore di circa 150 mm.

I singoli blocchi in laterizio alveolare biocompatibile sono caratterizzati da: microporizzazione lenticolare ottenuta con farina di legno e totalmente priva di additivi chimici, 60 fori disposti in direzione verticale a sezione rettangolare, peso dichiarato di 10,4 kg e percentuale di foratura è 45% (Fig. 2.26).

Fig. 2.26 Porotherm Bio Plan 12-50/19,9.

Le caratteristiche dimensionali dei blocchi sono:

−

La tramezzatura è stata realizzata sfalsando di mezzo blocco le file consecutive in elevazione con giunti orizzontali in malta tradizionale a base cementizia di tipo “M5”; mentre per i giunti verticali è stato sufficiente il semplice accostamento per la presenza di un incastro maschio-femmina.

Per i bordi perimetrali il collegamento con l’intelaiatura di prova è stato realizzato con malta tradizionale di 10 mm di spessore mentre per l’intonaco di rifinitura e di protezione, di spessore 15 mm per lato, è stata utilizzata una malta tradizionale con densità nominale di 1450 kg/m3_.

(20)

│

43 Il campione è stato realizzato all’interno dell’intelaiatura di prova del forno, in modo da realizzare una camera di combustione chiusa esponendo un solo lato del pannello al fuoco. Tre lati sono stati vincolati all’intelaiatura mentre un lato verticale è lasciato libero con un’intercapedine di qualche decina di mm riempita con lana minerale. Il campione è stato lasciato stagionare per circa 96 giorni fino al raggiungimento di una condizione ambientale di equilibrio.

Posizionato il pannello nel forno i tecnici hanno installato le varie strumentazioni di misura fra cui le termocoppie esterne per la misurazione della temperatura, media e massima, e i trasduttori di spostamento per la misura degli spostamenti fuori dal piano del pannello in corrispondenza del centro del campione (punto A) e del bordo libero (punto B). Le termocoppie TC1÷TC5 sono al centro del pannello e lungo le diagonali, le termocoppie TC6 eTC7 a 15 mm dal bordo e la TC8 a 100 dal bordo libero (Fig. 2.27).

Fig. 2.27 Foto: posizione delle termocoppie e dei punti di misura per gli spostamenti (28/5/12). Installate tutte le strumentazioni, si è dato inizio alla prova con all’accensione del forno. La temperatura ambiente registrata era di circa 22°C e fin dai primi minuti si sono manifestati, sul lato non esposto, i seguenti fenomeni:

al 20° minuto formazione di una crepa non passanti ad andamento verticale ed orizzontale sull’intera superficie non esposta;

al 30° minuto formazione di crepe non passanti ad andamento obliquo in corrispondenza degli angoli superiori ed inferiori del bordo verticale vincolato della parete del campione;

al 40° minuto formazione delle macchie di condensa in corrispondenza delle crepe descritte; al 168° minuto interruzione della prova a causa della perdita d’isolamento termico da parte del campione dovuto al superamento della temperatura ambiente di 140°C da parte della

B 3 5 4 1 2 6 8 7 A

(21)

│

44 temperatura media registrata dalle 5 termocoppie applicate al centro e lungo le diagonali del campione (TC 1÷5) (Fig. 2.28).

Tenuta “E”

Isolamento “I” ∆Tmed > 140°C 168’ – ∆Tmed =141 °C

(22)

│

L’andamento degli spostamenti in funzione del tempo dei due punti nella mezzeria del pannello sono riportati in Fig. 2.30. La deformazione massima si raggiunge nel punto centrale A.

Fig. 2.30 Spostamenti in funzione del tempo punti A e B.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 Te m pe ra tu ra T er m oc op pi e [ °C ] Te m pe ra tu ra G as f or no [ °C ] Tempo [min] gas forno TC 1 TC 2 TC 3 TC 4 TC 5 TC 6 TC 7 TC 8 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 S po st am en to f uo ri d al p ia no [ m m ] Tempo [min] A B

(23)

│

46

2.3.2. PROVA 4: Porotherm Modulare 12-30/19 e giunti in malta tradizionale

In data 18 aprile 2012 nel laboratorio dell’Istituto Giordano (RN) si è svolta la prova per la determinazione della resistenza al fuoco di una parete non sottoposta a carico, secondo le norme EN 1363 e EN 1364, realizzata con mattoni denominati “Porotherm Modulare 12-30/19” della ditta Wienerberger Spa.

Nel rapporto di classificazione N. 295147/3416FR riportato nell’allegato D è descritto il metodo di allestimento, le condizioni di prova ed i risultati ottenuti escludendo la possibilità di qualsiasi variazione riguardante le dimensioni, i dettagli costruttivi, i carichi, gli sforzi e le condizioni ai bordi. Il campione di prova è costituito da una parete simmetrica in laterizio intonacata su ambo i lati di dimensioni 3170 x 3200 mm e spessore 150 mm.

I singoli blocchi in laterizio microporizzato sono caratterizzati da 34 fori a sezione rettangolare disposti in direzione verticale e lungo tre file longitudinali, peso dichiarato di 6,5 kg e percentuale di foratura pari al 45% (Fig. 2.31).

Fig. 2.31 Porotherm Modulare 12-30/19.

Le caratteristiche dimensionali dei blocchi sono:

−

La tramezzatura è stata realizzata sfalsando di mezzo blocco le file consecutive in elevazione con giunti orizzontali e verticali in malta tradizionale a base cementizia di tipo “M5”.

Per i bordi perimetrali il collegamento con l’intelaiatura di prova è stato realizzato con malta tradizionale di 10 mm di spessore mentre per l’intonaco di rifinitura e di protezione, di spessore 15 mm per lato, è stata utilizzata una malta tradizionale con densità nominale di 1450 kg/m3_.

Il campione è stato realizzato all’interno dell’intelaiatura di prova del forno, in modo da realizzare una camera di combustione chiusa esponendo un solo lato del pannello al fuoco. Tre lati sono stati

(24)

│

47 vincolati all’intelaiatura mentre un lato verticale è lasciato libero con un’intercapedine di qualche decina di mm riempita con lana minerale. Il campione è stato lasciato stagionare per circa 90 giorni fino al raggiungimento di una condizione ambientale di equilibrio.

Posizionato il pannello nel forno i tecnici hanno installato le varie strumentazioni di misura fra cui le termocoppie esterne per la misurazione della temperatura, media e massima, e i trasduttori di spostamento per la misura degli spostamenti fuori dal piano del pannello in corrispondenza del centro del campione (punto A) e del bordo libero (punto B). Le termocoppie TC1÷TC5 sono al centro del pannello e lungo le diagonali, le termocoppie TC6 eTC7 a 15 mm dal bordo e la TC8 a 100 dal bordo libero (Fig. 2.32).

Fig. 2.32 Foto: posizione delle termocoppie e dei punti di misura per gli spostamenti (18/04/12). Installate tutte le strumentazioni, si è dato inizio alla prova con all’accensione del forno. La temperatura ambiente registrata era di circa 14°C e fin dai primi minuti si sono manifestati, sul lato non esposto, i seguenti fenomeni:

al 10° minuto formazione di crepe non passanti ad andamento obliquo sulla superficie in corrispondenza degli angoli superiore e inferiore del bordo verticale vincolato;

al 15° minuto formazione di una crepa non passante ad andamento verticale;

al 25° minuto formazione delle macchie di condensa in corrispondenza delle crepe descritte; al 35° minuto formazione di ulteriori piccole crepe non passanti ad andamento orizzontale nella zona centrale della superficie accompagnate dalla formazione di ulteriori macchie di condensa in corrispondenza delle crepe stesse;

al 205° minuto interruzione della prova a causa della perdita d’isolamento termico da parte del campione dovuto al superamento della temperatura ambiente di 180°C da parte della

B 3 5 4 1 2 6 8 7 A

(25)

│

48 temperatura registrata dalla termocoppia 6 applicata a 15 mm dal bordo verticale vincolato ed a metà altezza (Fig. 2.33).

Tenuta “E”

Isolamento “I” ∆Tmed > 140°C 205’ – ∆Tmed =136 °C

(26)

│

L’andamento degli spostamenti in funzione del tempo dei due punti nella mezzeria del pannello sono riportati in Fig. 2.35. La deformazione massima si raggiunge nel punto centrale A.

Fig. 2.35 Spostamenti in funzione del tempo punti A e B.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190200 Te m pe ra tu ra T er m oc op pi e [ °C ] Te m pe ra tu ra G as f or no [ °C ] Tempo [min] gas forno TC 1 TC 2 TC 3 TC 4 TC 5 TC 6 TC 7 TC 8 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 S po st am en to f uo ri d al p ia no [ m m ] Tempo [min] A B