L’utilizzo dei rinforzi strutturali in materiale composito in ambito civile, è stato accompagnato, a livello mondiale, da una sempre più intensa attività di ricerca sperimentale. Tra i molteplici campi di studio, molto interesse è stato suscitato, in tempi recenti, dall’analisi del comportamento del composito, caratterizzato come rinforzo strutturale, sotto differenti condizioni chimico-fisiche di esposizione ambientale. Le informazioni che possono derivare da questo tipo di indagini, oltre a fornire indicazioni sulla potenziale durabilità del sistema, a lungo termine, permettono altresì di definire quantitativamente (e non solo qualitativamente) l’immediata risposta delle strutture rinforzate sollecitate in particolari situazioni, permettendo così di sviluppare soluzioni ad hoc per la protezione delle strutture o di ottimizzare quelle attualmente disponibili. Gli eventi sismici del 1997 delle Regioni Umbria e Marche, hanno rappresentato da questo punto di vista un ottimo database di informazioni cui attingere per studiare ed analizzare nel dettaglio interventi di rinforzo e di miglioramento sismico realizzati mediante l’uso di materiali compositi su costruzioni in muratura. A distanza di oltre un decennio da queste realizzazioni è sembrato opportuno “rivisitare” i lavori fatti, per verificarne il comportamento nel tempo dal punto di vista della funzionalità ed anche della “tenuta” della tecnica di rinforzo con FRP, relativamente ad alcuni dei suoi parametri critici (incollaggio, aderenza, etc). In particolare si è prestata particolare attenzione a due proprietà del composito: - la resistenza dell’adesione a sforzi di trazione perpendicolari alle fibre di rinforzo, indagata mediante prove di pull-off; - la resistenza dell’adesione a sforzi di trazione tangenziali alle fibre di rinforzo, indagata mediante prove del tipo direct shear test. La determinazione di tali proprietà è avvenuta mediante indagini sperimentali in sito, andando a prendere in esame applicazioni che si differenziassero, oltre che per tipologia dell’intervento e diversa qualità del supporto murario, anche per grado di esposizione agli agenti di degrado chimico o fisico. Parallelamente alle suddette prove sperimentali in sito, il crescente uso di compositi in fibra d’acciaio immersi in matrice cementizia per il rinforzo strutturale ha portato all’insorgere di un notevole interesse per la durabilità di questa nuova tipologia di materiali compositi in ambienti aggressivi. Tale problema è stato infatti analizzato in alcuni lavori relativi a compositi fibrorinforzati a matrice polimerica, mentre più scarsi se non del tutto assenti sono stati gli studi specifici per le fibre metalliche. In questa ottica, nel presente lavoro vengono presentati i risultati relativi ad una campagna di prove di sperimentali condotte in laboratorio su una serie di provini in fibra d’acciaio (alcuni dei quali immersi in matrice cementizia). I provini sono stati sottoposti a prove di trazione quasi-statica dopo essere stati trattati in laboratorio in ambiente corrosivo a pH neutro o acido oppure dopo essere stati lasciati all’aperto all’azione degli agenti atmosferici. Inoltre per conferire organicità e completezza, si è provveduto all’esecuzione di ulteriori prove di durezza: i fili prelevati dai trefoli, sono stati sottoposti al durometro e i valori di durezza analizzati in HV, mediante semplici tabelle, sono state convertiti direttamente in resistenza a trazione.

Un contributo allo studio della durabilità dei rinforzi strutturali con materiali compositi

BORRI, Antonio;CASTORI, GIULIO
2009

Abstract

L’utilizzo dei rinforzi strutturali in materiale composito in ambito civile, è stato accompagnato, a livello mondiale, da una sempre più intensa attività di ricerca sperimentale. Tra i molteplici campi di studio, molto interesse è stato suscitato, in tempi recenti, dall’analisi del comportamento del composito, caratterizzato come rinforzo strutturale, sotto differenti condizioni chimico-fisiche di esposizione ambientale. Le informazioni che possono derivare da questo tipo di indagini, oltre a fornire indicazioni sulla potenziale durabilità del sistema, a lungo termine, permettono altresì di definire quantitativamente (e non solo qualitativamente) l’immediata risposta delle strutture rinforzate sollecitate in particolari situazioni, permettendo così di sviluppare soluzioni ad hoc per la protezione delle strutture o di ottimizzare quelle attualmente disponibili. Gli eventi sismici del 1997 delle Regioni Umbria e Marche, hanno rappresentato da questo punto di vista un ottimo database di informazioni cui attingere per studiare ed analizzare nel dettaglio interventi di rinforzo e di miglioramento sismico realizzati mediante l’uso di materiali compositi su costruzioni in muratura. A distanza di oltre un decennio da queste realizzazioni è sembrato opportuno “rivisitare” i lavori fatti, per verificarne il comportamento nel tempo dal punto di vista della funzionalità ed anche della “tenuta” della tecnica di rinforzo con FRP, relativamente ad alcuni dei suoi parametri critici (incollaggio, aderenza, etc). In particolare si è prestata particolare attenzione a due proprietà del composito: - la resistenza dell’adesione a sforzi di trazione perpendicolari alle fibre di rinforzo, indagata mediante prove di pull-off; - la resistenza dell’adesione a sforzi di trazione tangenziali alle fibre di rinforzo, indagata mediante prove del tipo direct shear test. La determinazione di tali proprietà è avvenuta mediante indagini sperimentali in sito, andando a prendere in esame applicazioni che si differenziassero, oltre che per tipologia dell’intervento e diversa qualità del supporto murario, anche per grado di esposizione agli agenti di degrado chimico o fisico. Parallelamente alle suddette prove sperimentali in sito, il crescente uso di compositi in fibra d’acciaio immersi in matrice cementizia per il rinforzo strutturale ha portato all’insorgere di un notevole interesse per la durabilità di questa nuova tipologia di materiali compositi in ambienti aggressivi. Tale problema è stato infatti analizzato in alcuni lavori relativi a compositi fibrorinforzati a matrice polimerica, mentre più scarsi se non del tutto assenti sono stati gli studi specifici per le fibre metalliche. In questa ottica, nel presente lavoro vengono presentati i risultati relativi ad una campagna di prove di sperimentali condotte in laboratorio su una serie di provini in fibra d’acciaio (alcuni dei quali immersi in matrice cementizia). I provini sono stati sottoposti a prove di trazione quasi-statica dopo essere stati trattati in laboratorio in ambiente corrosivo a pH neutro o acido oppure dopo essere stati lasciati all’aperto all’azione degli agenti atmosferici. Inoltre per conferire organicità e completezza, si è provveduto all’esecuzione di ulteriori prove di durezza: i fili prelevati dai trefoli, sono stati sottoposti al durometro e i valori di durezza analizzati in HV, mediante semplici tabelle, sono state convertiti direttamente in resistenza a trazione.
2009
883711771X
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