Caratterizzazione dei materiali: muratura

Indagini su strutture in muratura

Per gli edifici in muratura è necessario distinguere fra caratterizzazione dei materiali base (conci di pietra, mattoni, malte, ecc.) e caratterizzazione della muratura visto come nuovo materiale derivante dall'assemblaggio dei suddetti materiali base.

Per inda­gare le carat­teri­stiche dei mate­riali base la meto­dolo­gia più di­retta è il pre­lievo di cam­pioni e la suc­ces­siva carat­teriz­za­zione mec­cani­ca in labo­rato­rio.

Per valutare, invece, le caratteristiche meccaniche del solido murario, materiale macroscopicamente disomogeneo, la porzione di materiale oggetto dell'indagine deve essere necessariamente più estesa e interessare dei macroelementi in situ.

Le metodologie d'indagine più diffuse sui manufatti in muratura sono le prove con martinetti piatti.

Tali prove eseguite con martinetto singolo e doppio consentono di stimare lo stato tensionale verticale presente nel solido murario e di valutare le caratteristiche di deformabilità dello stesso.

Tuttavia, essendo la muratura un materiale fortemente anisotropo, per ottenere una sua completa caratterizzazione meccanica è necessario determinarne anche il comportamento per carichi orizzontali (parametro necessario per la valutazione della resistenza al sisma).

Prove di scorrimento

La prova di scorrimento in situ consente di valutare l'effettiva resistenza a taglio della muratura misurandola direttamente.

Indagini endoscopiche

Accanto alla determinazione delle caratteristiche meccaniche della muratura è talvolta importante eseguire una valutazione della qualità di esecuzione degli elementi murari e delle loro connessioni.

L'ispezione dell'interno del solido murario attraverso indagini endoscopiche consente di effettuare tali valutazioni praticando sulla parete un foro di pochi millimetri di diametro.

Attraverso tali fori è possibile ispezionare l'interno di oggetti o manufatti senza danneggiare gli stessi viene introdotta un’apposita sonda equipaggiata per illuminare e fotografare gli spazi interni.

Di largo uso nelle indagini sulle murature, tali campagne d'indagine permettono la valutazione diretta dell’estensione dei vuoti presenti nonché l'ispezione delle caratteristiche e dello stato dei diatoni e degli ammorsamenti fra pareti.

Oltre alla valutazione in itinere consentita dalla visualizzazione continua delle immagini, la possibilità di registrare singole immagini consente ulteriori valutazioni successive ed approfondite.

Martinetti piatti

Si distinguono due diverse indagini che fanno uso della medesima strumentazione: prova con martinetto singolo o con martinetto doppio. La prima consente la determinazione della tensione verticale media presente nella parete mentre la seconda permette la determinazione in situ delle caratteristiche di deformabilità della muratura.

Tale metodologia è poco invasiva, occorrendo solo l’esecuzione di uno o due tagli, lungo i corsi di malta, per l'inserimento dei martinetti.

La preparazione ed il ripristino interessano solo la finitura che va rimossa nell'area oggetto della prova.

L'esecuzione della prova con martinetto singolo prevede l'individuazione di coppie di punti (applicando appositi dischetti di riferimento) sopra e sotto la linea del taglio, la lettura della distanza su dette basi prima del taglio con strumenti aventi precisione di 0,001 mm, l'esecuzione di un taglio orizzontale e l'inserimento del martinetto al suo interno, l'applicazione attraverso il martinetto (procedendo per passi a controllo di spostamento) della pressione necessaria per riportare gli spostamenti delle basi ai valori precedenti al taglio.

La sud­det­ta pres­sio­ne, op­por­tu­na­men­te cor­ret­ta a mez­zo di co­ef­fi­cien­ti che tengono conto della effettiva geometria del sistema, è la tensione nella muratura prima dell'esecuzione del taglio.

L'esecuzione della prova con martinetto doppio prevede, l'esecuzione di due tagli orizzontali e distanti 50/100 cm e l'inserimento al loro interno dei martinetti (collegati fra loro in basi parallelo), l'individuazione di coppie di punti (basi di misura) all'interno della porzione di muratura compresa fra i martinetti, l'esecuzione di una prova di carico in situ nella quale il carico viene applicato a mezzo dei martinetti e le deformazioni vengono lette sulle basi di misura.

I ri­sul­ta­ti del­la pro­va con­sen­to­no di trac­cia­re i dia­gram­mi ten­sio­ne-de­for­ma­zio­ne ca­rat­te­ri­sti­ci del so­li­do mu­ra­rio com­pr­eso fra i due mar­ti­net­ti e quin­di di de­ter­mi­nar­ne le ca­rat­te­ri­sti­che mec­ca­ni­che.

Le due pro­ve, ese­gui­te in suc­ces­sio­ne, con­sen­to­no di determinare l'effettivo coefficiente di sicurezza della muratura per carichi verticali presenti.

(continua)