EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 2/128 DESCRIZIONE DELLA TECNICA DI RINFORZO...

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2 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 2/128 Indice DESCRIZIONE DELLA TECNICA DI RINFORZO...5 CARATTERISTICHE DEI MATERIALI COMPONENTI...7 Premessa...7 Resistenza a compressione dei mattoni...8 Campioni di prova...8 Descrizione attrezzatura di prova...8 Procedura di prova e risultati...8 Resistenza a compressione e a trazione sulle malte...10 Premessa...10 Campione di prova...10 Descrizione attrezzatura di prova...11 Procedura di prova e risultati...11 Resistenza a compressione di elementi in muratura...14 Premessa...14 Campioni di prova...14 Descrizione attrezzature per la prova...14 Procedura di prova e risultati...14 Resistenza a trazione sui connettori in GFRP...16 Premessa...16 Campione di prova...16 Descrizione attrezzature per la prova...17 Procedura di prova e risultati...17 Aderenza dei connettori...18 Premessa...18 Campioni di prova...18 Descrizione attrezzature per la prova...20 Procedura di prova e risultati...22 Prova di trazione sulla rete in GFRP...24 Premessa...24 Campioni di prova...25 Descrizione attrezzature per la prova...25

3 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 3/128 Procedura di prova e risultati...25 PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE...28 Scopo delle prove...28 Campioni di prova...28 Descrizione dell apparato di prova...31 Procedura di prova...33 Prove di compressione diagonale su muratura a due teste...34 Descrizione delle prove...34 Risultati sperimentali...35 Campioni con malta di Tipo A...37 Campioni con malta di Tipo C...43 Confronto curve...48 Prove di compressione diagonale su muratura a tre teste...49 Descrizione delle prove...49 Risultati sperimentali...51 Campioni con malta di Tipo A...53 Campioni con malta di Tipo B...61 Confronto curve...63 Prove di compressione diagonale su muratura a sacco...65 Descrizione delle prove...65 Risultati sperimentali...65 Campioni con malta di Tipo A...67 Campioni con malta di Tipo B...72 Confronto curve...74 Prove di compressione diagonale su muratura di pietra...76 Descrizione delle prove...76 Risultati sperimentali...76 Campioni con malta di Tipo A...79 Campioni con malta di Tipo B...85 Confronto curve...88 Campioni non rinforzati riparati dopo la prova...89

4 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 4/128 INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI SPERIMENTALI...93 Scopo...93 Determinazione della tensione principale di trazione massima...93 Determinazione resistenza a trazione...98 Determinazione modulo di elasticità tangenziale Valutazione duttilità FORMULE DI UTILITA PRATICA Scopo Stima della resistenza a trazione equivalente Relazione proposta per la resistenza in configurazione non fessurata Relazione proposta per la resistenza in configurazione fessurata Verifica relazioni proposte Stima della rigidezza a taglio equivalente Relazione proposta Verifica relazione proposta CONCLUSIONI

5 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 5/128 PREMESSA La Ditta FIBRENET S.r.l. di Udine con sede in via Zanussi n. 311 ZIU ha commissionato al Dipartimento di Progettazione Architettonica e Urbana dell Università di Trieste uno studio teorico e sperimentale mirato a quantificare l efficacia di una tecnica, proposta dal Committente, per il rinforzo di murature di edifici storici consistente nell applicazione sulle due facce delle murature di un intonaco armato con rete in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) solidarizzato alla muratura mediante connettori pure in GFRP. In particolare lo studio prevede la progettazione dei modelli di prova, la programmazione ed esecuzione di prove sperimentali di compressione diagonale (dimensione campioni 1160x1160 mm) presso lo stabilimento della Ditta Fibre Net, la stesura di un rapporto tecnico. A fianco alle prove sperimentali sui campioni di muro, per controllare le caratteristiche effettive dei materiali impiegati vengono eseguite prove di compressione sulle malte, sui mattoni, su campioni di muratura e su campioni di barra in GFRP. Nello studio sono stati considerati cinque tipi di rete in GFRP, tre tipi di malta per muratura e quattro diverse tipologie di muratura. In particolare viene valutato il comportamento delle seguenti tipologie di muratura: in mattoni pieni a due teste e tre teste, in mattoni a doppio paramento con sacco interno in ciottoli di pietra legati con malta molto scadente e in pietra grossolanamente squadrata. In seguito al cambio di afferenza del responsabile dello studio dal Dipartimento di Progettazione Architettonica e Urbana al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, avvenuto in data 5 febbraio 2010, anche la convenzione stipulata con il Dipartimento di Progettazione Architettonica e Urbana è stata trasferita presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. Tale convenzione è stata successivamente integrata e sottoscritta dalle parti in data 19 aprile Le prove sperimentali riguardanti lo studio in argomento sono state eseguite presso la sede della Ditta Fibrenet con personale ed attrezzature sperimentali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. Le prove sui materiali sono state eseguite presso il Laboratorio Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale DESCRIZIONE DELLA TECNICA DI RINFORZO La tecnica di rinforzo considerata in questo studio consiste nell applicazione su entrambe le facce della muratura di un intonaco di malta bastarda armato con rete in

6 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 6/128 GFRP e solidarizzato alla muratura mediante opportuni dispositivi di connessione pure in GFRP. I fili della rete in GFRP sono costituiti da fibre di vetro lunghe rivestite da una resina termoindurente (vinilestere epossidica e perossido di benzoile come catalizzatore). Nella formazione della rete le fibre dei fili in una direzione sono intrecciate in modo da fissare i fili nell altra direzione in corrispondenza delle intersezioni. La procedura di applicazione della tecnica di rinforzo consiste nelle seguenti fasi: a) rimozione dell intonaco pre-esistente e della malta dai giunti tra gli elementi di muratura (10-15mm in profondità), da entrambe le facce del pannello, b) applicazione di un primo strato di intonaco (rinzaffo), c) esecuzione di fori passanti, con diametro pari a 25 mm per consentire l inserimento dei connettori, d) applicazione della rete in GFRP su entrambe le facce del pannello (Fig. 1a), e) inserimento nei fori dei connettori ad L in GFRP (di sezione 8x12mm) ed iniezione di resina epossidica tixotropica per solidarizzare i connettori (Fig. 1b), f) applicazione di un nuovo strato di intonaco di malta bastarda. Lo spessore totale dell intonaco è di circa 30 mm. (a) (b) Figura 1. Tecnica di rinforzo proposta: (a) applicazione della rete in GFRP, (b) dettaglio dei connettori in GFRP. Sono previsti sei connettori a L per metro quadro e sono giuntati per sovrapposizione all interno del foro con una lunghezza di sovrapposizione di circa 220 mm. Nella Fig. 1a è anche evidenziata la disposizione dei connettori su un campione di muratura di dimensione 1160x1160 mm. Nella Fig. 1b si evidenzia il dettaglio di un connettore.

7 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 7/128 In particolare la posizione dei dispositivi di collegamento trasversale nei campioni di muratura da sottoporre a prova di compressione diagonale è illustrata in Fig. 2. Figura 2. Posizione dei dispositivi di collegamento nei campioni di prova. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI COMPONENTI Premessa Al fine di determinare le caratteristiche meccaniche dei materiali utilizzati per la costruzione dei pannelli da sottoporre a compressione diagonale, sono state eseguite, presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali dell Università di Trieste le seguenti prove:

8 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 8/128 Prova di compressione sui mattoni; Prova di compressione e di trazione sulle malte; Prova di compressione su elementi in muratura; Prova di trazione sui connettori; Prova di estrazione sui connettori (Pull-off); Resistenza a compressione dei mattoni Per ricavare la resistenza a compressione dei mattoni sono state eseguite alcune prove specifiche in base al D.M Norme Tecniche per le Costruzioni, che richiamano la norma europea UNI EN 772-1:2002, Methods of test for masonry units determination of compressive strenght. Il metodo di campionamento è conforme alla norma UNI EN 771-1:2003, Specification for masonry units - Part 1: Clay masonry units e del successivo aggiornamento (A1-2005). Campioni di prova Per le fasi di preparazione dei campioni da sottoporre a prova vengono utilizzate le linee guida fornite dalla norma europea UNI EN 772-1:2002. Il campione di prova è costituito da due metà di mattone pieno tipo UNI sovrapposte, intercalate da uno strato di malta cementizia di spessore di circa 1-3 mm. Le facce esterne superiore e inferiore del campione, che vanno in contatto con i piatti della macchina di prova, sono livellate e rese parallele applicando uno strato sottile di malta cementizia 1 3 mm. I campioni così ottenuti sono lasciati maturare per 24 ore prima dell esecuzione della prova. Descrizione attrezzatura di prova Le prove di compressione sui mattoni in laterizio sono state eseguite presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Trieste. È stata utilizzata una pressa verticale COMAZZI (portata nominale a compressione unidirezionale 3000 kn), con dinamometro analogico. Procedura di prova e risultati Le prove sono state condotte a controllo di forza. In conformità con quanto riportato nella norma UNI EN 772 1:2002, e stimando una resistenza a compressione dell elemento compresa nell intervallo MPa, viene adottata una velocità di carico pari a circa 5 kn/s. Sono state eseguite in totale 10 prove di compressione su mattoni in laterizio: le prove M1, M2 sono state eseguite il giorno ;

9 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 9/128 le prove M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10 sono state eseguite il giorno Campione Lato Sezione Carico ultimo Resist. [mm] [mm 2 ] [kn] [MPa] M M M M M M M M M M Media σ Tabella 1. Risultati della prova di compressione su mattoni. (a) (b) Figura 3. Campione M8: (a) prima della prova (b) e a fine prova. Nella Tab. 1. vengono presentati i dati geometrici, i valori del carico di rottura e della resistenza a compressione dei campioni sottoposti a prova di compressione. Infine, come da UNI EN 772, (11-resoconto di prova), viene inserito il valore medio della resistenza a compressione e il coefficiente di variazione del campione. In Fig. 3 è illustrato il campione di prova M8 prima e dopo l esecuzione della prova.

10 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 10/128 Resistenza a compressione e a trazione sulle malte Premessa Per ricavare la resistenza a compressione e a trazione delle malte sono state eseguite alcune prove specifiche in base a quanto riportato nelle NTC Campione di prova Per le fasi di preparazione dei campioni di malta da sottoporre a prova, le NTC 2008 richiamano le linee guida fornite dalla norma europea UNI EN :2007, Methods of test for mortar for masonry - Determination of flexural and compressive strenght of hardened mortar, rifacendosi al metodo di campionamento conforme alla norma UNI EN Per quanto riguarda, invece, la determinazione della resistenza a trazione della malta bastarda ci si è rifatti al metodo di campionamento conforme alla norma UNI EN :2010, Prove sul calcestruzzo indurito - Resistenza a trazione indiretta dei provini. Sono stati confezionati, presso la ditta FibreNet S.r.l., da personale incaricato dalla ditta stessa, tre tipi di malta di calce idraulica per muratura ed un tipo di malta bastarda per intonaco. I dosaggi del legante sono riportati in Tab. 2. Dosaggio del legante Malta calce idraulica cemento [kg/m 3 ] [kg/m 3 ] Malta per muratura A B C Malta per intonaco Malta bastarda Tabella 2. Dosaggio dei leganti nei vari tipi di malta. La sabbia, come stabilito dalle analisi chimiche a Fluorescenza X presso l azienda Poletto S.p.A. in data , è di tipo calcareo con granulometria compresa tra 0,5 mm e 2 mm. La quantità d acqua è tale da ottenere una consistenza plastica per l impasto. Ogni campione di forma cilindrica ha un diametro di 100 mm ed un altezza di 100 mm è stato confezionato e poi lasciato maturare per un periodo superiore ai 28 giorni. Le facce superiore e inferiore dei campioni sono state livellate e rese parallele mediante

11 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 11/128 applicazione di uno strato di malta di gesso, di spessore mm, lasciato maturare per 24 ore prima dell esecuzione della prova. Descrizione attrezzatura di prova Le prove di compressione e di trazione sulle malte sono state eseguite presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Trieste. È stata utilizzata una macchina universale di prova GALDABINI (portata nominale a compressione e trazione 100 kn, con dinamometro analogico). Per la determinazione del modulo elastico della malta è stato impiegato un trasduttore di spostamento a induzione. Procedura di prova e risultati Le prove sono state condotte a controllo di carico. In conformità con la Norma UNI EN :2007, citata precedentemente, nelle prove di compressione viene adottata una velocità di carico compresa tra 0.25 kn/s e 1.00 kn/s, in modo tale che la durata della prova fosse compresa tra 30 s e 90 s e nelle prove di trazione indiretta viene adottata una velocità di carico definita dai dettami della Norma UNI EN 12390: Sono state eseguite in totale 18 prove di compressione sulle malte, di cui 9 su malta per muratura e 9 su malta per intonaco. Le prove sono state eseguite in quattro sessioni e precisamente: 1a sessione: prove eseguite il giorni dopo il confezionamento, ha riguardato tre prove su campioni di malta di calce idraulica per muratura tipo A (A1, A2, A3) e tre prove su campioni di malta per muratura tipo C (C1, C2, C3). In questa sessione di prove è stato determinato anche il modulo elastico E delle due malte; 2a sessione: prove eseguite il , 47 giorni dopo il loro confezionamento, ha riguardato tre prove su campioni di malta tipo B (B1, B2, B3); 3a sessione: prove eseguite il 01/07/2009 e il 03/07/2009, 35 giorni dopo il loro confezionamento, ha riguardato sei prove su campioni di malta bastarda per intonaco (D1, D2, D3, D4, D5, D6); 4a sessione: prove eseguite il 09/03/2010, 100 giorni dopo il loro confezionamento, ha riguardato sei prove su campioni di malta bastarda per intonaco: su tre campioni (D7, D8, D9) è stata effettuata la prova di compressione monoassiale per determinare la resistenza a compressione e il modulo elastico; su tre campioni (D10, D11, D12) è stata effettuata la prova di trazione indiretta (prova brasiliana) per determinare la resistenza a trazione di questo tipo di malta.

12 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 12/128 Le malte di tipo A sottoposte a prova hanno fornito un valore del modulo elastico medio pari a 881,7 MPa; le malte di tipo C hanno fornito un valore del modulo elastico medio di 1163,1 MPa; le malta bastarde (Tipo D ) hanno fornito infine un valore del modulo elastico medio di 2850,3 MPa. Nella Tab. 3 sono riportate le caratteristiche geometriche dei campioni (diametro, sezione trasversale e altezza) ed i valori della resistenza a compressione e del modulo elastico rilevati. Vengono anche indicati i valori medi e lo scarto quadratico. Campione Diametro Sezione Altezza Carico ultimo Resist. Modulo elastico secante E s [mm] [mm 2 ] [kn] [MPa] [MPa] A1 96,5 7313,8 100,2 23,5 3,2 - A2 96,5 7313,8 97,2 22,8 3,1 1220,2 A3 97,7 7496,9 101,5 22,5 3,0 1105,9 Media 22,9 3,1 1163,1 σ 0,4 0,1 57,2 B1 96,6 7329,0 99,2 19,5 2,7 - B2 97,0 7389,8 98,0 20,1 2,7 959,3 B3 98,0 7543,0 99,7 21,7 2,9 803,7 Media 20,4 2,8 881,5 σ 0,8 0,1 77,8 C1 96,8 7359,4 100,5 46,6 6,3 - C2 96,3 7283,5 98,2 45,5 6,2 - C3 97,6 7481,5 101,1 43,1 5,8 - Media 45,0 6,1 - σ 1,3 0,2 - D1 97,3 7430,5 99,9 53,6 7,2 - D2 97,9 7532,7 98,9 61,3 8,1 - D3 97,7 7491,7 98,9 62,6 8,4 - D4 97,8 7507,1 98,9 59,6 7,9 - D5 96,2 7273,5 99,5 55,7 7,7 - D6 97,4 7445,8 100,5 58,2 7,8 - D7 97,3 7435,6 98,7 58,7 7,9 2781,5 D8 98,1 7558,4 99,9 58,9 7,8 2874,8 D9 98,4 7604,7 100,2 59,5 7,8 2901,5 Media 58,7 7,8 2852,6 σ 2,7 0,3 47,4 Tabella 3. Risultati della prova di compressione sulle malte. In Fig. 4 è illustrata la prova riguardante il campione A1. In particolare è illustrato il campione inserito fra le teste della macchina di prova all inizio (Fig. 4a) e alla fine della prova (Fig. 4b). Nella Tab. 4. sono riportati i risultati della prova di trazione indiretta. Per ricavare la resistenza a trazione è stata utilizzata la seguente relazione:

13 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 13/128 f t 2 F L d Dove F è il carico massimo raggiunto nella prova, L è la lunghezza (in questo caso l altezza) ed infine d è il diametro del provino. (a) (b) Figura 4. Campione A1: (a) a inizio prova e (b) a fine prova. Campione Lato Altezza Carico ultimo Resist. [mm] [kn] [MPa] D10 95,7 101,1 12,4 0,82 D11 97,1 99,2 11,5 0,76 D12 95,1 99,5 12,3 0,83 Media 12,1 0,80 σ 0,4 0,03 Tabella 4. Risultati della prova di trazione indiretta.

14 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 14/128 Resistenza a compressione di elementi in muratura Premessa Per ricavare la resistenza a compressione di elementi di muratura sono state eseguite alcune prove specifiche in base a quanto riportato nelle NTC 2008, Cap. 11. Materiali e prodotti per uso strutturale. Campioni di prova I campioni di muratura sono formati con mattoni pieni tipo UNI intercorsi da strati di malta idraulica di circa 10 mm di spessore. Il campione ha forma prismatica con base quadrata (250 mm di lato) e altezza pari a circa 400 mm. Queste dimensioni dei campioni sono dettate dai limiti delle macchine di prova disponibili presso il Laboratorio Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Trieste. Sono stati confezionati 6 campioni di prova: 3 campioni costruiti con malta di tipo A e 3 campioni con malta di tipo C. Descrizione attrezzature per la prova Per le prove di compressione è stata utilizzata una pressa verticale LOSEN per prove statiche con attuatore idraulico servocontrollato (portata nominale in compressione di 5000 kn), con dinamometro analogico. Sono stati utilizzati quattro trasduttori potenziometrici lineari GEFRAN (mod. PA1, corsa 25 mm) per rilevare la contrazione a compressione del campione e quindi permettere la determinazione del modulo elastico secante della muratura. Procedura di prova e risultati Le prove sono state condotte a controllo di carico, con velocità di accrescimento del carico costante pari a 2 kn/s. Sono state eseguite 6 prove di compressione su elementi di muratura: la prova A-P1 è stata eseguita il 26/08/2009; la prova A-P2 è stata eseguita il 28/08/2009; la prova A-P3 è stata eseguita il 31/08/2009; la prova C-P1 è stata eseguita il 27/08/2009; la prova C-P2 è stata eseguita il 31/08/2009; la prova C-P3 è stata eseguita il 01/09/2009;

15 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 15/128 Le prove riguardanti i campioni costruiti con malta A hanno fornito un valore medio del carico di rottura a compressione di kn. Invece le prove riguardanti i campioni costruiti con malta C hanno fornito un valore medio del carico di rottura a compressione di kn. tensione di compressione c [kn] Compressione su pilastrini in muratura E s =9526MPa E s =4234MPa Malta "A" - P2 Malta "C" - P deformazione di compressione c [mm] (a) (b) Figura 5. Diagramma tensione-deformazione dei piastrini in muratura, (a), immagine della prova A-P2 (b). Campione Malta Tipo "A" [mm] [mm 2 ] [mm] [kn] [MPa] [MPa] P ,0 10,4 6069,0 P ,6 11,4 6449,0 P ,7 12,6 6926,0 Media ,6 11,5 6481,3 σ ,4 0,8 - Malta Tipo "C" Base Sezione Altezza Carico ultimo Resist. Modulo elastico secante E s P ,1 14,4 7994,0 P ,7 14,7 7356,3 P ,3 18,1 8753,0 Media ,7 15,7 8034,4 σ ,4 1,6 - Tabella 5. Risultati della prova di compressione su elementi in muratura.

16 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 16/128 Nella Fig. 5. sono rappresentati (a) i diagrammi tensione-deformazione di due campioni, uno costruito con malta A (A-P2) e uno con malta C (C-P3) e (b) un immagine di un campione portato a rottura. Nella Tab. 5. vengono riassunte le caratteristiche geometriche e meccaniche medie determinate in seguito alla prova di compressione. Resistenza a trazione sui connettori in GFRP Premessa Per ricavare la resistenza a trazione dei connettori sono state eseguite delle prove specifiche in base a quanto riportato nella norma CNR DT 203/2006, Appendice B (Determinazione delle proprietà meccaniche). Campione di prova Il campione di prova è costituito da una barra in materiale composito fibro-rinforzato GFRP di lunghezza l=400 mm, con sezione rettangolare. È stata valutata la resistenza a trazione di barre con sezione 6x8 mm e con sezione 8x12 mm. La percentuale di fibre è compresa tra il 30% e il 35% della sezione. Figura 6. Barre in GFRP oggetto di prova a trazione.

17 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 17/128 Si è reso necessario l utilizzo di cilindri cavi in alluminio (Φ est =19.5 mm, s corona =1.5 mm, l=80 mm) per permettere di afferrare le barre alle teste della macchina di prova. Le due estremità di ogni barra sono state inserite nei suddetti cilindri e successivamente è stato iniettato un ancorante epossidico bicomponente ad elevate prestazioni (Fischer Fis Em 390 S). Sono stati utilizzati appositi dispositivi per il centraggio della barra all interno del cilindro di alluminio. In Fig. 6 sono illustrati alcuni campioni preparati per la prova. Descrizione attrezzature per la prova Le prove di trazione sono state eseguite presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Trieste. È stata utilizzata una macchina universale GALDABINI per prove statiche con attuatore idraulico servocontrollato (portata nominale a trazione e compressione da 100 kn), con dinamometro analogico. Procedura di prova e risultati Le prove sono state eseguite a controllo di carico, con velocità di incremento del carico costante pari a 0.2 kn/s, per le prove su barre con sezione 6x8 mm, e 0.4 kn/s, per quelle su barre con sezione 8x12 mm. Il giorno sono state eseguite sei prove di trazione semplice: 3 prove su barre con sezione 6x8mm; 3 prove su barre con sezione 8x12mm. Campione Connettori sez. 8x12mm Sezione Area fibre Lungh. Resist. % fibre [mm 2 ] [mm 2 ] [mm] [MPa] CFA , ,8 CFA , ,9 CFA , ,4 Media ,0 σ ,9 Connettori sez. 6x8mm CFB , ,6 CFB , ,6 CFB , ,2 Media ,5 σ ,2 Tabella 6. Resistenza media a trazione dei connettori.

18 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 18/128 Le prove sui campioni con sezione minore hanno fornito un valore medio della tensione di rottura a trazione di MPa. Invece i campioni con sezione maggiore hanno fornito un valore medio della tensione di rottura a trazione di MPa. Nella Tab. 6. vengono riassunte le caratteristiche geometriche ed i valori delle resistenze medie ricavate con le prove di trazione. In Fig. 7 è illustrata la rottura dei campioni di sezione 6x8 mm e 8x12 mm. (a) (b) Figura 7. Campione CFA2 (a) e campione CFB1 (b) a fine prova Aderenza dei connettori Premessa Per verificare l efficacia della giunzione per sovrapposizione tra i connettori all interno della muratura, sono state eseguite alcune prove specifiche di estrazione (Pull-Off). Campioni di prova I campioni di prova sono stati progettati in modo tale da poter rappresentare correttamente le condizioni di ancoraggio dei connettori all interno della muratura e al tempo stesso permettere di eseguire agevolmente la prova. Sono state utilizzate coppie di barre in materiale composito fibro-rinforzato GFRP, aventi le stesse sezioni considerate nel paragrafo precedente. Le barre sono state solidarizzate ad un elemento in muratura per simulare una porzione ben definita del pannello murario.

19 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 19/128 La solidarizzazione delle due barre alla muratura è stata eseguita con la stessa tecnica che viene adottata nella costruzione dei pannelli murari rinforzati sottoposti a prova di compressione diagonale, ovvero con l iniezione di una resina tixotropica ad elevate prestazioni. Per le prove di estrazione sono stati costruiti due gruppi di tre campioni: il primo gruppo riguarda barre di sezione rettangolare 6x8 mm, il secondo gruppo riguarda barre di sezione rettangolare 8x12 mm. I campioni di muratura nei quali sono ancorate le barre hanno dimensione di 380x250x380 mm e sono formati con mattoni pieni (Fig. 8). I campioni sono stati confezionati presso la ditta FibreNet S.r.l. di Udine da personale incaricato dalla Ditta stessa. I campioni di muratura sono stati lasciati maturare all aria per 28 giorni. Dopo il periodo di maturazione, al centro del pannello è stato eseguito un foro passante di diametro Φ=25 mm, con l impiego di attrezzo a rotazione. Eliminati i detriti presenti all interno del foro mediante pistola ad aria compressa, sono state inserite nel foro due barre in materiale fibrorinforzato, una che sporge dalla faccia anteriore e l altra che sporge dalla faccia posteriore, con una sovrapposizione all interno del foro di 220 mm. Dopo la messa in posizione delle barre all interno del foro è stata eseguita l iniezione di un ancorante epossidico bicomponente ad elevate prestazioni (Fischer Fis Em 390 S) per solidarizzare le barre fra loro e con la muratura. Prima della prova l ancorante epossidico è stato lasciato maturare 18 ore. Figura 8. Dimensioni del campione di prova.

20 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 20/128 I mattoni pieni in laterizio tipo UNI hanno le medesime caratteristiche meccaniche di quelli sottoposti a prova di compressione (pagg della presente relazione) mentre la malta utilizzata è quella di tipo C. Descrizione attrezzature per la prova Le prove di estrazione sono state eseguite presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Trieste. È stata utilizzata una pressa orizzontale per prove statiche con attuatore idraulico servocontrollato (portata nominale a trazione e compressione da 100 kn), con dinamometro analogico. Il controllo effettivo del carico di prova è stato reso possibile grazie all utilizzo di un trasduttore di pressione (pressione nominale 100 Bar) collegato ad un sistema elettronico di gestione automatica e di acquisizione dei dati. Figura 9. Vista frontale del campione e dell apparato di prova.

21 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 21/128 Poiché il campione di muratura con le barre in GFRP solidarizzate viene idealmente estratto da un pannello murario di un edificio, si è voluto ricreare, artificialmente, lo stato tensionale di compressione, presente all interno dello stesso. La tensione di compressione in un pannello murario al piano terra di un edificio di 2 piani può essere assunta pari a 0,3 MPa. Tale tensione viene trasmessa al campione in muratura attraverso un apparecchiatura composta da 8 profili UPN100, da 4 profili UPN120 e da 4 barre filettate in acciaio C40, di diametro Φ=18 mm (Fig. 9). Figura 10. Vista laterale del campione di prova.

22 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 22/128 Applicando una coppia di serraggio pari a 121 Nm alle barre in acciaio è stato possibile applicare alla muratura la tensione di compressione specificata. Le estremità libere delle due barre in GFRP sono state adeguatamente preparate (si veda Resistenza a trazione dei connettori in GFRP) per permettere di aggrappare le stesse alla macchina da prova (Fig. 10). Per rilevare il possibile scorrimento delle due barre rispetto all elemento di muratura sono stati utilizzati due trasduttori di spostamento (mod. PA1, corsa 50 mm) aventi 25 mm di corsa. Procedura di prova e risultati Le prove sono state condotte a controllo di carico, adottando una velocità di accrescimento del carico costante di 0,2 kn/s fino alla conclusione della prova, coincidente con la rottura di una delle due barre in materiale fibrorinforzato, in conformità con la CNR DT 203/2006. Sono stati registrati, con frequenza 1 Hz, i valori del carico e degli spostamenti rilevati dagli strumenti di misura. Nei giorni sono state eseguite le prove sui campioni M1, M2 ed M3, ovvero i campioni solidarizzati con le barre in GFRP con sezione maggiore, 8x12 mm. Nei giorni sono state eseguite le prove sui campioni con barre di sezione 6x8 mm (prove M4, M5 e M6). In nessuna delle sei prove è stato registrato slittamento delle barre in GFRP. La connessione si è mantenuta rigida e di conseguenza i due trasduttori induttivi posizionati sulle barre hanno misurato l allungamento a trazione delle stesse. Nella Fig. 11 sono illustrate le curve che esprimono il carico in funzione dello slittamento delle barre per le prove riguardanti i connettori in GFRP con sezione 8x12 mm. Il valore dello slittamento è la media dei valori letti dai due strumenti. In realtà tale misura comprende anche l allungamento della barra nel tratto compreso tra i due estremi di misura dello strumento. In Fig. 12 è illustrato il campione PO-M3 prima dell esecuzione della prova. Il carico di rottura della barra è risultato pari a 37,9 kn per la prova M1 (rottura barra posteriore), 28,9 kn per la prova M2 (rottura barra posteriore) ed infine 33,8 kn per la prova M3 (rottura barra posteriore). La variabilità dei risultati è da imputare al fatto che le barre non sono perfettamente allineate, essendo per un tratto sovrapposte, e quindi si hanno anche delle sollecitazioni flessionali parassite che anticipano in maniera più o meno marcata la rottura della barra.

23 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 23/ Giunzione e connessione Sezione connettori: 8x12mm 30 carico F [kn] PO - M1 5 PO - M2 PO - M slittamento [mm] Figura 11. Diagramma carico-allungamento dei connettori di sezione 8x12 mm. Figura 12. Immagine della prova PO-M3 su connettori di sezione 8x12 mm.

24 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 24/128 Campione Sezione Area fibre Carico ultimo Resist. % fibre [mm 2 ] [mm 2 ] [kn] [MPa] Rott. Barra PO - M posteriore PO - M posteriore PO - M posteriore Media σ PO - M anteriore PO - M posteriore PO - M posteriore Media σ Tabella 7. Risultati della prova di estrazione. Per quanto riguarda le prove di estrazione su connettori con sezione 6x8 mm il carico di rottura della barra è risultato 19,7 kn per la prova M4 (rottura barra anteriore), 18,4 kn per la prova M5 (rottura barra posteriore) ed infine 17,6 kn per la prova M6 (rottura barra posteriore). La Tab. 7 riporta le caratteristiche geometriche dei connettori ed i risultati sperimentali in termini di resistenza della giunzione per sovrapposizione. Si evidenzia anche che il cedimento avviene sempre per rottura della barra in GFRP e non si è mai verificato un cedimento per rottura dell aderenza (slittamento). Questa prova ha fornito preziose indicazioni riguardo l efficacia della connessione. In base a questi risultati è stato anche scelto il connettore da impiegare per solidarizzare l intonaco armato alla muratura nei campioni da sottoporre a prova di compressione diagonale: il connettore con sezione 8x12 mm. Prova di trazione sulla rete in GFRP Premessa Per determinare la resistenza a trazione della rete in GFRP sono state eseguite alcune prove specifiche in base a quanto riportato nella norma CNR DT 203/2006, Appendice B (Determinazione delle proprietà meccaniche). Le prove sono state eseguite presso il Laboratorio Prove Materiali dell Istituto Tecnico Industriale A. Malignani di Udine. Nel presente documento si riportano in sintesi i risultati delle prove per dare maggiore completezza al documento.

25 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 25/128 Campioni di prova I campioni di prova sono costituiti da fili singoli della rete in materiale composito fibrorinforzato GFRP di lunghezza l=500 mm estratti dalla rete tagliando a metà maglia i fili trasversali in modo da non disturbare il nodo. È stata valutata la resistenza a trazione di porzioni di rete in GFRP con maglie: 33x33mm, tipo S, di cui 5 campioni di rete con fibre parallele (fili longitudinali) e 5 campioni di rete con fibre intrecciate (fili trasversali); 66x66mm, tipo S di cui 5 campioni di rete con fibre parallele (fili longitudinali) e 5 campioni di rete con fibre intrecciate (fili trasversali); 99x99mm, tipo S di cui 5 campioni di rete con fibre parallele (fili longitudinali) e 5 campioni di rete con fibre intrecciate (fili trasversali); 66x66mm, tipo D di cui 4 campioni di rete con fibre parallele (fili longitudinali) e 5 campioni di rete con fibre intrecciate (fili trasversali); 99x99mm, tipo D di cui 5 campioni di rete con fibre parallele (fili longitudinali) e 5 campioni di rete con fibre intrecciate (fili trasversali). La rete tipo S presenta fili di tipo standard con un area di fibre di 3.8 mm 2, mentre la rete tipo D presenta fili con area doppia di fibre 7.6 mm 2. Si è reso necessario l utilizzo di cilindri cavi (Φ est =19, mm, s corona =1,5 mm, l=80 mm) in alluminio per permettere di afferrare le barre alle teste della macchina di prova. Le due estremità di ogni filo sono state inserite nei suddetti cilindri e successivamente è stato iniettato un ancorante epossidico bicomponente ad elevate prestazioni (Fischer Fis Em 390 S). Sono stati utilizzati opportuni dispositivi per il centraggio del filo all interno del cilindro. Descrizione attrezzature per la prova Le prove di trazione sono state eseguite presso il Laboratorio Prove Materiali dell ITI Malignani di Udine con macchina per prove di trazione. Procedura di prova e risultati Le prove sono state condotte a controllo di carico, con velocità di accrescimento del carico costante e pari a 0,2 kn/s per tutte le prove. Il Laboratorio dell ITI Malignani ha fornito i risultati delle prove di trazione e questi sono stati elaborati in maniera tale da presentare i risultati che vengono richiesti nella CNR DT203/2006.

26 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 26/128 Nella Tab. 8. vengono, quindi, indicate le dimensioni geometriche dei campioni ed i valori medi delle caratteristiche meccaniche. Il diametro equivalente è stato ricavato immergendo in liquido tratti di filo della rete in GFRP. Ricavato il volume e nota la lunghezza degli estratti, è stato possibile ricavare il diametro equivalente: V eq. les. Questo parametro ha valore solo indicativo, il parametro principale è la quantità (area) di fibre presenti nel filo. 4 Rete in GFRP Maglia 33x33mm, Tipo "S", fibre parallele Area fibre Φ equiv. Carico ultimo EA ε [mm 2 ult ] [mm] [kn] [kn] Valori medi σ Maglia 33x33mm, Tipo "S", fibre intrecciate Valori medi σ Maglia 66x66mm, Tipo "S", fibre parallele Valori medi σ Maglia 66x66mm, Tipo "S", fibre intrecciate Valori medi σ Maglia 99x99mm, Tipo "S", fibre parallele Valori medi σ Maglia 99x99mm, Tipo "S", fibre intrecciate Valori medi σ Maglia 66x66mm, Tipo "D", fibre parallele Valori medi σ Maglia 66x66mm, Tipo "D", fibre intrecciate Valori medi σ Maglia 99x99mm, Tipo "D", fibre parallele Valori medi σ Maglia 99x99mm, Tipo "D", fibre intrecciate Valori medi σ Tabella 8. Risultati delle prove di trazione sulla rete in GFRP.

27 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 27/128 Con ε ult viene indicata la deformazione ultima del campione. Con tale valore è possibile ricavare l allungamento ultimo dell elemento sottoposto a prova di trazione attraverso la relazione: dove l e è la lunghezza dell estensimetro utilizzato durante la prova (50 mm). u Con EA viene indicata la rigidezza assiale del filo che, essendo il materiale a comportamento elastico-fragile, può essere ricavato dal rapporto fra il carico ultimo dell elemento di prova C e la deformazione corrispondente ε ult : u ult l e C u EA Siccome la rete viene formata mediante immersione delle fibre di vetro in un bagno di resina e successiva tessitura, la quantità di resina che rimane aderente alle fibre risulta variabile, di conseguenza è sicuramente più significativo fare riferimento alla rigidezza assiale della sezione piuttosto che definire un modulo elastico equivalente del composito. ult

28 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 28/128 PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE Scopo delle prove Lo scopo dello studio sperimentale è quello di evidenziare l efficacia della tecnica di rinforzo descritta in precedenza. È stata programmata una vasta campagna sperimentale su 64 campioni di muratura di forma quadrata (dimensioni 1160x1160mm), considerando l influenza di diversi parametri: tipo di muratura, tipi di malte e maglia delle reti in GFRP. Per confronto, sono stati testati anche alcuni pannelli rinforzati con rete elettrosaldata in acciaio. Quattro campioni non rinforzati sono stati riparati dopo l esecuzione della prova di compressione diagonale con le tecniche di rinforzo in studio e sottoposti nuovamente a prova di compressione diagonale. Campioni di prova Le prove di compressione diagonale sono state eseguite su: 20 campioni di muratura a due teste di mattoni pieni (spessore di 250 mm), 18 campioni di muratura a tre teste di mattoni pieni (spessore di 380 mm), 12 campioni di muratura di mattoni pieni a doppio paramento con sacco interno in ciottoli di pietra legati con malta molto scadente (spessore totale di 380 mm) ed infine 14 campioni di muratura in pietra grossolanamente squadrata (spessore di 400 mm). La tessitura della muratura dei campioni di prova è illustrata in Fig. 13. In particolare nella Fig. 13a sono illustrate la geometria e la disposizione dei mattoni per i campioni di muratura a due teste (spessore 250 mm), in Fig. 13b sono illustrate le dimensioni e la tessitura dei campioni di muratura a tre teste (380 mm), in Fig. 13c sono illustrate la geometria e la disposizione degli elementi dei campioni di muratura di mattoni a doppio paramento con sacco interno in ciottoli di pietra legati con malta molto scadente e in Fig. 13d sono illustrati i dettagli riguardanti i campioni di muratura in pietra grossolanamente squadrata (400 mm). Sono stati utilizzati due tipi di malta per ogni gruppo di campioni: il tipo A ed il tipo C per la muratura a due teste, A e B per le altre tipologie di muratura. Per il rinforzo della muratura dei campioni sono state utilizzate 5 differenti maglie di rete in GFRP: il tipo S con maglie 33x33 mm, 66x66 mm e 99x99 mm, ed il tipo D (filo della rete con doppia quantità di fibre rispetto alla rete S ) con maglie 66x66 mm e 99x99 mm. Infine 6 campioni sono stati rinforzati con rete in acciaio elettrosaldata: 4 campioni con rete Φ5 e maglia 150x150 mm e 2 con rete Φ6 e maglia 200x200 mm.

29 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 29/128 Muro a due teste 250 mm Muro a tre teste 380 mm Base in legno o cls Base in legno o cls 2^ Fila 2^ Fila 1^ Fila 1^ Fila (a) Muro a sacco 380 mm Sacco in ciottoli e malta (b) Muro in pietrame 400 mm Base in legno o cls Base in legno o cls 1^ Fila 2^ Fila 2^ Fila 1^ Fila (c) Figura 13. Dimensioni e tessitura dei campioni: a) muratura a due teste (250 mm), b) muratura a tre teste (380 mm), c) muratura a doppio paramento con sacco in ciottoli di pietra (380 mm) e d) muratura di pietra. (d)

30 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 30/128 Per ogni caso considerato (tipologia di muratura, tipo di malta e di rinforzo) sono stati testati due campioni per verificare la ripetibilità del risultato. Le prove sui pannelli non rinforzati sono state eseguite su campioni privi di intonaco. Le caratteristiche dei campioni sono riportate nella Tab. 9. I campioni sono descritti attraverso un identificatore alfa-numerico, suddiviso in tre parti: le prime due lettere rappresentano il tipo di muratura (MD muratura a due teste, MT muratura a tre teste, MS muratura a sacco, MP muratura in pietra); nella seconda parte il numero distingue i due campioni con le stesse caratteristiche e il tipo di malta; nella terza parte dell identificatore si distinguono tipo di rete (S acciaio, F GFRP), la maglia della rete ed infine le caratteristiche del filo della rete GFRP (S filo standard, D filo con doppia quantità di fibre rispetto ad S). I campioni non rinforzati non hanno il terzo gruppo di caratteri mentre i campioni rinforzati con intonaco applicato solamente su una delle due facce hanno una lettera L aggiunta alla fine della sigla. Campione Malta Tipo di rinforzo Campione Malta Tipo di rinforzo Muratura a due teste di mattoni pieni (spessore 250mm) MD-1A MD-2A A - MD-1A-F33S MD-2A-F33S A Rete GFRP S (33x33mm) MD-1A-F66S MD-2A-F66S A Rete GFRP S (66x66mm) MD-1A-F99S MD-2A-F99S A Rete GFRP S (99x99mm) MD-1A-S150 MD-2A-S150 A Rete elettr. Φ5 (150x150mm) MD-1A-S200 MD-2A-S200 A Rete elettr. Φ6 (200x200mm) MD 1C MD 2C C - MD-1C-F33S MD-2C-F33S C Rete GFRP S (33x33mm) MD-1C-F66S MD-2C-F66S C Rete GFRP S (66x66mm) MD-1C-F99S MD-2C-F99S C Rete GFRP S (99x99mm) Muratura di mattoni pieni a sacco, doppio paramento MS-1A MS-2A A - MS-1A-F66S MS-2A-F66S A Rete GFRP S (66x66mm) MS-1A-F99S MS-2A-F99S A Rete GFRP S (99x99mm) MS-1B MS-2B B - MS-1B-F33S MS-2B-F33S B Rete GFRP S (33x33mm) MS-1B-F66S MS-2B-F66S B Rete GFRP S (66x66mm) Muratura a tre teste di mattoni pieni (spesspre 380mm) MT-1A MT-2A A - MT-1A-F33S MT-2A-F33S A Rete GFRP S (33x33mm) MT-1A-F66S MT-2A-F66S A Rete GFRP S (66x66mm) MT-1A-F66SL MT-2A-F66SL A Rete GFRP S (66x66mm), rinforzo singolo MT-1A-F66D MT-2A-F66D A Rete GFRP D (66x66mm) MT-1A-F99D MT-2A-F99D A Rete GFRP D (99x99mm) MT-1A-S150 MT-2A-S150 A Rete elettr. Φ5 (150x150mm) MT-1B MT-2B B - MT-1B-F99D MT-2B-F99D B Rete GFRP D (99x99mm) Muratura in pietra grossolanamente squadrata MP-1A MP-2A A - MP-1A-F33S MP-2A-F33S A Rete GFRP S (33x33mm) MP-1A-F66S MP-2A-F66S A Rete GFRP S (66x66mm) MP-1A-F66SL MP-2A-F66SL A Rete GFRP S (66x66mm), rinforzo singolo MP-1A-F66D MP-2A-F66D A Rete GFRP D (66x66mm) MP-1B MP-2B B - MP-1B-F66S MP-2B-F66S B Rete GFRP S (66x66mm) Tabella 9. Caratteristiche dei campioni.

31 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 31/128 Descrizione dell apparato di prova Per l esecuzione delle prove di compressione diagonale è stato progettato un apposito apparato di prova, in modo tale da applicare il carico senza dover movimentare il campione. I campioni sono stati costruiti su un banco di legno. Una parte del banco è stata rimossa ad avvenuta maturazione dei campioni per poter alloggiare il dispositivo di applicazione del carico in uno dei due angoli inferiori del campione. Un dispositivo di applicazione del carico è formato con due piatti saldati ad angolo retto, da piazzare sull angolo inferiore del campione, adeguatamente irrigidito con elementi metallici saldati ai due piatti. Un secondo dispositivo simile è stato posizionato all angolo opposto del campione. Infine un terzo dispositivo è collegato a quello inferiore mediante quattro barre di acciaio in modo da permettere l applicazione del carico diagonale con un martinetto idraulico, interposto tra i due dispositivi superiori. Nella Fig. 14 è riportato un dettaglio dell apparato sperimentale, mentre nella Fig. 15 è illustrata un immagine dell apparato nel suo complesso, durante l esecuzione di una prova. Figura 14. Dispositivo per l applicazione del carico: vista frontale e laterale.

32 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 32/128 Figura 15. Apparato di prova. Per l applicazione del carico è stato utilizzato un martinetto idraulico ENERPAC, mod. RR-1006, avente portata massima di 950 kn (a 700 bar di pressione), corsa massima di 170 mm. Il martinetto viene azionato mediante una pompa manuale ENERPAC, mod. P84. Il valore del carico applicato è stato misurato con un trasduttore di pressione AEP Transducers, mod. LAB TP14 (pressione massima di esercizio 700 bar ed errore f.s. 0.05%). Nella Fig. 16 sono indicate le due coppie di trasduttori potenziometrici: T1-T3 applicati sulla faccia anteriore del pannello, T2-T4 su quella posteriore, per la misura degli spostamenti relativi di due punti delle diagonali del pannello murario distanti 1200 mm fra loro. Nella prima sessione di prove sono stati utilizzati dei trasduttori rotativi UniMeasure, mod. LX Pa, con corsa di 250 mm, mentre nella seconda sessione sono stati utilizzati trasduttori lineari GEFRAN, mod. PA1, con corsa di 50 mm. Tutta la strumentazione è stata collegata ad un unità di acquisizione elettronica PCMCI National Instruments, mod. DAQ Card-AI-16-XE-50, interfacciata con un computer. Il software utilizzato per l acquisizione dei dati ha permesso di visualizzare sul monitor in tempo reale la storia di carico, il diagramma carico-spostamento ed anche i valori rilevati dai singoli trasduttori di spostamento.

33 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 33/128 Front P P Back T1 T3 T2 T4 P pannello in muratura Figura 16. Disposizione dei trasduttori di spostamento sulle facce del campione. 400 (step di carico) carico diagonale P [kn] tempo [sec] Figura 17. Sequenza di carico-scarico-ricarico applicata ai campioni. Procedura di prova Come specificato in precedenza, sono stati sottoposti a prova di compressione diagonale 64 campioni in muratura. La procedura di carico è caratterizzata da una sequenza di cicli di carico-scarico-ricarico con ampiezza di 25 kn fino al valore di picco della resistenza (Fig. 17). La velocità del carico è stata regolata manualmente in

34 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 34/128 modo tale che risultasse costante, sia in fase di carico che in fase di scarico, e pari a circa 1.2 kn/s. I cicli di carico-scarico, nella maggior parte dei casi, riguardano solo il primo tratto della curva fino al raggiungimento del carico massimo e servono per evidenziare se durante lo scarico-ricarico si hanno significativi cicli di isteresi. Dopo il picco di resistenza, le prove sono state condotte monotonamente e a controllo di spostamento. Le prove sono state arrestate quando la contrazione della diagonale compressa ha raggiunto un valore prossimo ai 20 mm. Prove di compressione diagonale su muratura a due teste Descrizione delle prove Sono stati confezionati 20 campioni di muratura di mattoni pieni UNI aventi giunti di malta dello spessore medio di 10 mm. I mattoni, prima della costruzione dei pannelli murari, sono stati bagnati in modo tale che essi risultassero saturi ma senza ristagni di acqua sulla superficie. Sono stati utilizzati due diversi tipi di malta per il confezionamento dei campioni di muratura. Un primo gruppo di 12 campioni è stato costruito con malta di tipo A ed un secondo gruppo di altri 8 campioni è stato costruito con malta di tipo C. Per entrambi i tipi di malta sono stati sottoposti a prova quattro diversi campioni di muratura: uno senza alcun rinforzo, tre aventi come rinforzo un intonaco armato con rete di GFRP standard di maglia, rispettivamente, di 33x33 mm, di 66x66 mm e di 99x99 mm e due aventi come rinforzo un intonaco armato con rete elettrosaldata Φ5 (150x150 mm) e Φ6 (200x200 mm). La rete in GFRP è applicata su entrambe le superfici del pannello ed è solidarizzata alla muratura mediante 9 connettori in GFRP (8x12 mm), sagomati a L, passanti attraverso la muratura. Anche la rete elettrosaldata è stata applicata su entrambe le superfici del pannello murario e solidarizzata alla muratura mediante 9 connettori in acciaio ad aderenza migliorata Φ6 passanti attraverso la muratura. Per verificare la ripetibilità dei risultati, è stata eseguita una replica di ogni singola prova. L elenco delle prove di compressione diagonale eseguite su campioni di muratura di mattoni pieni a singolo paramento di spessore da 250 mm è riportato nella Tab. 9. Nella Tab. 10, oltre alla descrizione per esteso delle caratteristiche dei campioni, sono riportate la data di confezione della muratura, la data in cui è stato applicato l intonaco armato e la data di esecuzione della prova. Si evidenzia che l intonaco armato è stato

35 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 35/128 applicato in genere da 30 a 40 giorni prima dell esecuzione delle prove di compressione diagonale. Risultati sperimentali I risultati sperimentali riguardanti le prove di compressione diagonale su murature in mattoni a due teste (250 mm) sono riportati in forma sommaria nella Tab. 11. In particolare nella tabella sono riportati il carico diagonale massimo (P max ), la deformazione media di trazione ( spl ) e di compressione ( cp ) in corrispondenza del carico massimo, il valore del carico residuo in corrispondenza di una deformazione media di compressione di -0.5%, il rapporto tra il valore del carico massimo del campione rinforzato ed il valore del carico massimo dei campioni di riferimento non rinforzati (media dei due campioni) (P max(r) /P max(u) ) e infine il rapporto tra il valore del carico residuo ad una deformazione media di compressione di -0.5% del campione rinforzato ed il valore del carico residuo del campione non rinforzato (P 05(R) /P 05(U) ). Per comodità espositiva il carico P è assunto positivo. Campione Descrizione Data conf. Muratura Applicazione intonaco Esecuzione prova Muratura a due teste di mattoni pieni (spessore 250mm) MD-1A 11/12/ /06/2009 Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "A" MD-2A 12/12/ /06/2009 MD-1A-F33S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 14/12/ /05/ /07/2009 MD-2A-F33S 33x33mm, malta di tipo "A" 15/12/ /05/2009 MD-1A-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 13/12/ /05/ /06/2009 MD-2A-F66S 66x66mm, malta di tipo "A" 17/12/ /05/2009 MD-1A-F99S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 19/12/ /05/ /07/2009 MD-2A-F99S 99x99mm, malta di tipo "A" 13/12/ /05/2009 MD-1A-S150 Prove su pannelli rinforzati con rete elettrosaldata 29/05/ /11/ /12/2009 MD-2A-S150 Φ5/15, malta di tipo "A" 26/05/2009 MD-1A-S200 Prove su pannelli rinforzati con rete elettrosaldata 27/05/ /11/ /01/2010 MD-2A-S200 Φ6/20, malta di tipo "A" 28/05/2009 MD 1C 20/12/ Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "C" 02/07/2009 MD 2C 21/12/ MD-1C-F33S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 21/12/ /05/ /07/2009 MD-2C-F33S 33x33mm, malta di tipo "C" 19/12/ /05/2009 MD-1C-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 22/12/ /05/ /07/2009 MD-2C-F66S 66x66mm, malta di tipo "C" 23/12/ /05/2009 MD-1C-F99S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 28/05/ /01/ /07/2009 MD-2C-F99S 99x99mm, malta di tipo "C" 29/05/2009 Tabella 10. Date di confezione dei campioni e di esecuzione delle prove.

36 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 36/128 P max ε spl ε c P 05 Campione P max (R) / P max (U) P 05 (R) / P 05 (U) [kn] [ ] [ ] [kn] Muratura a due teste di mattoni pieni (spessore 250mm) MD-1A 214,19 0,18-0,26 19, MD-2A 169,54 0,24-0,25 15, MD-1A-F33S 389,37 0,12-0,51 224,27 2,03 12,86 MD-2A-F33S 371,73 0,14-0,32 244,47 1,94 14,02 MD-1A-F66S 372,48 0,33-0,41 251,57 1,94 14,43 MD-2A-F66S 419,78 0,54-0,42 173,86 2,19 9,97 MD-1A-F99S 422,95 0,27-0,33 134,06 2,20 7,69 MD-2A-F99S 400,34 0,30-0,53 180,96 2,09 10,38 MD-1A-S ,56 0,58-0,76 152,29 1,69 8,73 MD-2A-S ,34 0,19-0,97 221,86 1,77 12,72 MD-1A-S ,77 0,72-0,76 214,18 2,12 12,28 MD-2A-S ,97 0,22-0,31 220,38 2,07 12,64 MD 1C 275,10 0,15-0,20 21, MD 2C 238,80 0,12-0,22 24, MD-1C-F33S 420,80 0,22-0,76 229,16 1,64 10,00 MD-2C-F33S 412,89 0,44-1,04 211,34 1,61 9,23 MD-1C-F66S 474,58 0,59-0,46 226,13 1,85 9,87 MD-2C-F66S 505,96 0,55-0,40 170,06 1,97 7,42 MD-1C-F99S 469,56 0,13-0,36 113,29 1,83 4,95 MD-2C-F99S 539,67 0,43-0,59 234,05 2,10 10,22 Tabella 11. Risultati delle prove di compressione diagonale su pannelli a due teste. Le deformazioni medie di trazione ( t ) e di compressione ( c ) sono ricavate dal rapporto fra la media delle misure rilevate con i trasduttori disposti, rispettivamente, in direzione perpendicolare e parallela alla direzione della forza applicata e la lunghezza della base di misura (1200 mm). Precisamente si utilizzano le relazioni: t t ; l dc c c l dc dove t è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale perpendicolare alla direzione della forza, c è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale compressa; la distanza fra i due punti di misura è l dc =1200 mm. Le prove sperimentali sono state portate avanti fino a valori dello spostamento relativo fra i due punti di misura disposti sulla diagonale compressa di oltre 20 mm, corrispondenti ad una deformazione media di compressione di circa -1.7%. La rottura dei primi fili della rete è iniziata per valori di tale spostamento pari a circa mm ( c ~ %).

37 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 37/128 La deformazione media di compressione pari a -0.5% rappresenta un valore di riferimento, che assumendo una deformazione di trazione uguale ma di segno opposto, è associato ad una deformazione angolare pari a circa 1.0%, con t c. Dalla tabella si evidenzia che il carico massimo dei campioni rinforzati risulta circa pari al doppio del carico massimo ottenuto per i campioni non rinforzati. Inoltre, il carico residuo in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione pari a -0.5% per i campioni rinforzati risulta di un ordine di grandezza superiore rispetto a quello dei campioni non rinforzati. In quasi tutti i campioni rinforzati il carico residuo è risultato superiore al 50% del carico massimo, mentre nei campioni non rinforzati è risultato inferiore al 10%. Nel seguito sono illustrati i diagrammi che esprimono il carico P in funzione della deformazione media della muratura lungo la diagonale compressa ε c, raggruppati per diverso tipo di malta. Per maggiore chiarezza grafica si riportano le curve inviluppo dei diagrammi omettendo, quindi, i rami di scarico e ricarico dei vari cicli. Tali rami, comunque, riguardano solo il tratto crescente della curva e si discostano molto poco dall andamento lineare. Campioni con malta di Tipo A Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a due teste realizzati con malta di tipo A. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. Nella Fig. 18a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MD- 1A e MD-2A. La sequenza di carico della prova MD-1A è stata monotona fino alla rottura; il carico è stato aumentato gradualmente con velocità costante pari a circa 0.8 kn/s, fino al valore massimo, mentre nella fase successiva la prova è stata condotta a controllo di spostamento. La prova MD-2A è stata condotta seguendo la sequenza di carico descritta in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento quasi lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 18b,c relative ai campioni MD-1A e MD-2A). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al 20-

38 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 38/128 25% del carico massimo, che va via-via riducendosi ulteriormente al crescere della deformazione. Il campione MD-2A ha mostrato un valore di rigidezza uguale a quello del campione MD-1A, ma una resistenza massima leggermente inferiore, in parte dovuta alla diversa modalità di carico (monotona la prima e ciclica la seconda), in parte dovuta a inevitabili disomogeneità del materiale muratura. MD-1A e MD-2A carico diagonale P [kn] MD-1A MD-2A (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 18. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1A e MD-2A (a), vista configurazione fessurata campione MD-1A (b) e campione MD-2A (c).

39 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 39/128 Nella Fig. 19a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1A-F33S e MD-2A- F33S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente post-picco. Infatti, la resistenza di picco del campione MD-1A-F33S é pari a kn, invece la resistenza di picco del campione MD-2A-F33S è paria a kn. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. MD-1A-F33S e MD-2A-F33S carico diagonale P [kn] MD-1A-F33S MD-2A-F33S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 19. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1A-F33S e MD-2A-F33S (a), vista campione MD-2A-F33S in condizione fessurata (b, c).

40 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 40/128 Nella Fig. 19b è mostrata la configurazione fessurata del campione MD.2A-F33S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 19c è illustrata la configurazione fessurata a fine prova. In Fig. 20a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1A-F66S e MD-2A-F66S e in Fig. 21a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1A-F99S e MD-2A- F99S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Anche queste curve, come quelle di Fig. 19a, presentano differenze modeste. Il ramo post picco risulta con pendenza minore per rete di maglia maggiore. MD-1A-F66S e MD-2A-F66S carico diagonale P [kn] MD-1A-F66S MD-2A-F66S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 20. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1A-F66S e MD-2A-F66S (a), vista campione MD-2A-F66S in condizione fessurata (b, c).

41 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 41/128 Nelle Fig. 20b,c e 21b,c sono illustrati, rispettivamente, i campioni MD-2A-F66S e MD- 1A-F99S, in condizione fessurata per c =-0.5% e a fine prova. In Fig. 22 sono illustrate le curve carico-deformazione di compressione riferite ai campioni di muratura rinforzati con rete elettrosaldata 5 di maglia 150x150 mm, e precisamente MD-1A-S150 e MD-2A-S150. Analogamente in Fig. 23 sono illustrate le curve riferite ai campioni rinforzati con rete elettrosaldata 6 di maglia 200x200 mm, e cioè i campioni MD-1A-S200 e MD-2A-S200. MD-1A-F99S e MD-2A-F99S carico diagonale P [kn] MD-1A-F99S MD-2A-F99S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 21. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1A-F99S e MD-2A-F99S

42 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 42/128 (a), vista campione MD-1A-F99S in condizione fessurata (b, c). MD-1A-S150 e MD-2A-S150 carico diagonale P [kn] MD-1A-S150 MD-2A-S deformazione di compressione c Figura 22. Diagramma carico-deformazione: campioni MD-1A-S150 e MD-2A-S150. MD-1A-S200 e MD-2A-S200 carico diagonale P [kn] MD-1A-S200 MD-2A-S deformazione di compressione c Figura 23. Diagramma carico-deformazione: campioni MD-1A-S200 e MD-2A-S200. Si evidenzia un comportamento molto simile a quello dei campioni rinforzati con rete in GFRP. La resistenza di picco risulta inferiore per i campioni rinforzati con rete elettrosaldata 5 di maglia 150x150 mm anche a causa della minore percentuale di

43 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 43/128 armatura per unità di superficie rispetto a quella dei campioni rinforzati con rete elettrosaldata 6 di maglia 200x200 mm. Campioni con malta di Tipo C Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a due teste realizzati con malta di tipo C. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. MD-1C e MD-2C carico diagonale P [kn] MD-1C MD-2C (a) deformazione di compressione c

44 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 44/128 (b) (c) Figura 24. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1C e MD-2C (a), vista configurazione fessurata campione MD-1C (b) e campione MD-2C (c). Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% ed a fine prova. Nella Fig. 24a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MD-1C e MD-2C. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MD-1C-F33S e MD-2C-F33S carico diagonale P [kn] MD-1C-F33S MD-2C-F33S (a) deformazione di compressione c

45 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 45/128 MD-1C- F33S (b) (c) Figura 25. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1C-F33S e MD-2C-F33S (a), vista campione MD-1C-F33S in condizione fessurata (b, c). Nella figura si evidenzia un andamento quasi lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 24b,c relative ai campioni MD-1C e MD-2C). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al 20-25% del carico massimo, che va via-via riducendosi al crescere della deformazione. I valori di picco della resistenza risultano apprezzabilmente superiori (circa 30%) a quelli riguardanti i campioni confezionati con la malta di tipo A. Le curve di Fig. 24a si discostano molto poco fra loro a testimonianza di una buona ripetibilità dei risultati ottenuti. MD-1C-F66S e MD-2C-F66S

46 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 46/128 carico diagonale P [kn] MD-1C-F66S MD-2C-F66S (a) deformazione di compressione c MD-2C-F66 (b) (c) Figura 26. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1C-F66S e MD-2C-F66S (a), vista campione MD-2C-F66S in condizione fessurata (b, c). Nella Fig. 25a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1C-F33S e MD-2C- F33S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente post-picco. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. Nella Fig. 25b è mostrata la configurazione fessurata del campione MD-1C-F33S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 25c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. MD-1C-F99S e MD-2C-F99S

47 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 47/128 carico diagonale P [kn] MD-1C-F99S MD-2C-F99S (a) deformazione di compressione c MD-1C- F99S (b) (c) Figura 27. Diagramma carico-deformazione campioni MD-1C-F99S e MD-2C-F99S (a), vista campione MD-1C-F99S in condizione fessurata (b, c). In Fig. 26a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1C-F66S e MD-2C-F66S e in Fig. 27a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MD-1C-F99S e MD-2C- F99S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve di Fig. 27a, come quelle di Fig. 25a, presentano differenze modeste. Il ramo post picco risulta con pendenza minore per rete di maglia maggiore. Una differenza più marcata è stata riscontrata fra i due campioni con rete da 99x99 mm, dovuta principalmente ad un più elevato valore della resistenza di picco. La pendenza postpicco risulta ancora inferiore rispetto a quella delle curve di Fig. 26a. Nelle Fig. 26b,c e 27b,c sono illustrati, rispettivamente, i campioni MD-2C-F66S e MD-1C-F99S, in condizione fessurata per c =-0.5% e a fine prova.

48 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 48/128 Confronto curve Per evidenziare meglio l efficacia del sistema di rinforzo delle murature si mettono a confronto le curve relative alle prove sui campioni analizzati. Le resistenze di picco dei campioni rinforzati sono molto simili e sono circa il doppio della resistenza dei campioni non rinforzati. Le murature rinforzate, inoltre, evidenziano dei rami post-picco importanti (Fig. 28). La resistenza dopo la formazione della prima fessura diagonale decresce ma in maniera graduale garantendo valori di resistenza rilevanti anche per valori della deformazione elevati ( c =-0.5%). Nella Fig. 28a sono messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con la malta di tipo A; in Fig. 28b sono invece messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con malta tipo C. Per maggiore chiarezza è riportata una curva per ogni coppia di campioni identici. Si notano, in generale, curve post-picco con pendenza più marcata per i campioni con rete con maglia maggiore. In realtà le differenze sono molto più modeste fra i campioni con rete di maglia 33x33 mm e 66x66 mm in quanto, nel primo caso, la maggiore difficoltà a far passare la malta dell intonaco attraverso la rete durante l applicazione ha comportato la presenza di qualche vuoto nell intonaco; questi vuoti hanno, da un lato, ridotto la resistenza di picco e, dall altro, limitato il mantenimento della resistenza post-picco. Questo effetto viene maggiormente evidenziato nella Fig. 28b. Le curve relative ai campioni di muratura rinforzati con rete elettrosaldata mostrano un comportamento molto simile a quello dei campioni rinforzati con rete in GFRP con maglia da 66x66 mm. La resistenza di picco del campione rinforzato con rete 5 (200x200 mm) è risultata apprezzabilmente inferiore rispetto a quello degli altri campioni.

49 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 49/128 carico diagonale P [kn] MD-2A MD-2A-F33S MD-2A-F66S MD-1A-F99S MD-2A-S150 MD-1A-S200 (a) deformazione di compressione c carico diagonale P [kn] MD-1C MD-1C-F33S MD-1C-F66S MD-1C-F99S (b) deformazione di compressione c Figura 28. Diagramma carico-deformazione delle prove di tipo A (a) e di tipo C (b). Prove di compressione diagonale su muratura a tre teste Descrizione delle prove Sono stati confezionati 18 campioni di muratura di mattoni pieni UNI a tre teste (380 mm) aventi giunti di malta dello spessore medio di 10 mm. I mattoni, prima della costruzione dei pannelli murari, sono stati bagnati in modo tale che risultassero saturi ma senza ristagni di acqua sulla superficie.

50 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 50/128 Sono stati utilizzati due diversi tipi di malta per il confezionamento dei campioni di muratura. Un primo gruppo di 14 campioni è stato costruito con malta di tipo A ed un secondo gruppo di altri 4 campioni è stato costruito con malta di tipo B. I campioni confezionati con malta di tipo A sono stati sottoposti a prova di compressione diagonale considerando 6 diversi tipi di rinforzo. In particolare, oltre ai due campioni di riferimento senza alcun rinforzo sono stati considerati cinque gruppi di due campioni rinforzati con rete in GFRP aventi, rispettivamente, maglia da 33x33 mm, da 66x66 mm, 66x66 mm con rete su una sola faccia del pannello, 66x66 mm con fili a doppia area di fibre e 99x99 mm con fili a doppia area di fibre ed un gruppo di due campioni avente come rinforzo un intonaco armato con rete elettrosaldata Φ5 con maglia da 150 mm. Fra i campioni confezionati con malta di tipo B, due sono stati sottoposti a prova di compressione diagonale in configurazione priva di rinforzo e due sono stati rinforzati con rete in GFRP avente maglia da 99x99 mm con fili a doppia area di fibre. La rete in GFRP è solidarizzata alla muratura mediante 9 connettori in GFRP (8x12 mm), sagomati a L, passanti attraverso la muratura. I pannelli di rete elettrosaldata disposti sulle due facce sono stati collegati fra loro mediante 9 connettori passanti in barre di acciaio 6 adeguatamente sagomate. Sono stati sottoposti a prova due campioni per ogni tipologia di rinforzo per verificare la ripetibilità dei risultati. Campione Descrizione Data conf. Muratura Applicazione intonaco Esecuzione prova Muratura a tre teste di mattoni pieni (spessore 380mm) MT-1A - Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "A" 19/08/2009 MT-2A - 08/10/2009 MT-1A-F33S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 02/10/ /08/ /09/2009 MT-2A-F33S 33x33mm, malta di tipo "A" 08/10/2009 MT-1A-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 02/10/ /08/ /09/20009 MT-2A-F66S 66x66mm, malta di tipo "A" 08/10/2009 MT-1A-F66SL Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 17/08/ /09/ /10/2009 MT-2A-F66SL 66x6mm su un solo lato, malta di tipo "A" 18/08/ /09/ /10/2009 MT-1A-S150 Prove su pannelli rinforzati con rete elettrosaldata 02/09/ /08/2009 MT-2A-S150 Φ5/15, malta di tipo "A" 05/09/2009 MT-1A-F66D MT-1A-F99D Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 13/08/ /08/ /09/ /09/2009 MT-2A-F66D MT-2A-F99D 66x66mm, rinforzata, malta di tipo "A" 99x99mm, rinforzata, malta di tipo "A" 14/08/ /08/ /09/ /09/ /10/ /10/ /10/2009 MT-1B - 26/10/2009 Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "B" 10/08/2009 MT-2B - 29/10/2009 MT-1B-F99D Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 06/08/ /09/2009 MT-2B-F99D 99x99mm, rinforzata, malta di tipo "B" 07/08/ /09/ /10/2009 Tabella 12. Numero di campioni di muratura sottoposti a prova.

51 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 51/128 L elenco delle prove di compressione diagonale eseguite su campioni di muratura di mattoni pieni a singolo paramento di spessore da 380 mm è riportato nella Tab. 9. Nella Tab. 12, oltre alla descrizione per esteso delle caratteristiche dei campioni, sono riportate la data di confezione della muratura, la data in cui è stato applicato l intonaco armato e la data di esecuzione della prova. Si evidenzia che l intonaco armato è stato applicato in genere da 30 a 40 giorni prima dell esecuzione delle prove di compressione diagonale. Campione P max ε spl ε c P 05 [kn] [ ] [ ] [kn] P max (R) / P max (U) P 05 (R) / P 05 (U) Muratura a tre teste di mattoni pieni (spessore 380mm) MT-1A 258,86 0,22-0,18 46, MT-2A 312,59 0,32-0,24 57, MT-1A-F33S 478,82 0,28-0,67 299,04 1,68 5,78 MT-2A-F33S 481,97 0,21-0,48 300,09 1,69 5,80 MT-1A-F66S 530,38 0,34-0,51 312,10 1,86 6,03 MT-2A-F66S 434,51 0,23-0,47 267,67 1,52 5,18 MT-1A-F66SL 385, ,35 - MT-2A-F66SL 349, ,22 - MT-1A-F66D 548,27 0,36-1,11 381,23 1,92 7,37 MT-2A-F66D 575,38 0,20-0,38 307,38 2,01 5,94 MT-1A-F99D 457,39 0,11-0,37 214,98 1,60 4,16 MT-2A-F99D 414,42 0,16-0,35 214,84 1,45 4,15 MT-1A-S ,02 0,12-0,17 235,57 1,74 4,55 MT-2A-S ,12 0,13-0,36 258,68 1,41 5,00 MT-1B 242,67 0,20-0,17 39, MT-2B 285,98 0,15-0,21 43, MT-1B-F99D 413,92 0,13-0,58 154,72 1,57 3,70 MT-2B-F99D 315,69 0,17-0,38 171,69 1,19 4,11 Tabella 13 Risultati delle prove di compressione diagonale su pannelli a tre teste. Risultati sperimentali I risultati sperimentali riguardanti le prove di compressione diagonale su murature in mattoni a tre teste (380 mm) sono riportati in forma sommaria nella Tab. 13. In particolare nella tabella sono riportati il carico diagonale massimo (P max ), la deformazione media di trazione ( spl ) e di compressione ( cp ) in corrispondenza del carico massimo, il valore del carico residuo in corrispondenza di una deformazione media di compressione di -0.5%, il rapporto tra il valore del carico massimo del campione rinforzato ed il valore del carico massimo dei campioni di riferimento non rinforzati (media dei due campioni) (P max(r) /P max(u) ) e infine il rapporto tra il valore del

52 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 52/128 carico residuo ad una deformazione media di compressione di -0.5% del campione rinforzato ed il valore del carico residuo del campione non rinforzato (P 05(R) /P 05(U) ). Le deformazioni medie di trazione ( t ) e di compressione ( c ) sono ricavate dal rapporto fra la media delle misure rilevate con i trasduttori disposti, rispettivamente, in direzione perpendicolare e parallela alla direzione della forza applicata e la lunghezza della base di misura (1200 mm). Precisamente si utilizzano le relazioni: t t ; ldc c c l dc dove t è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale perpendicolare alla direzione della forza, c è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale compressa; la distanza fra i due punti di misura è l dc =1200 mm. Le prove sperimentali sono state portate avanti fino a valori dello spostamento relativo fra i due punti di misura disposti sulla diagonale compressa di oltre 20 mm, corrispondenti ad una deformazione media di circa -1.7%. La rottura dei primi fili della rete è iniziata per valori di tale spostamento di circa mm ( c = %). La deformazione media di compressione pari a -0.5% rappresenta un valore di riferimento, che assumendo una deformazione di trazione uguale ma di segno opposto, è associato ad una deformazione angolare pari a circa 1.0%, con t c. Dalla tabella si evidenzia che il carico massimo dei campioni rinforzati risulta in media circa del 60% superiore al carico massimo ottenuto per i campioni non rinforzati. Inoltre, il carico residuo in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione pari a -0.5% per i campioni rinforzati risulta di quasi un ordine di grandezza superiore rispetto a quello dei campioni non rinforzati. In quasi tutti i campioni rinforzati il carico residuo è risultato superiore al 50% del carico massimo, mentre nei campioni non rinforzati è risultato compreso tra il 15% e il 18% di quello di picco. Nel seguito sono illustrati i diagrammi che esprimono il carico P in funzione della deformazione media della muratura lungo la diagonale compressa ε c, raggruppati per diverso tipo di malta. Per maggiore chiarezza grafica si riportano le curve inviluppo dei diagrammi omettendo, quindi, i rami di scarico e ricarico dei vari cicli. Tali rami, comunque, riguardano solo il tratto crescente della curva e si discostano molto poco dall andamento lineare.

53 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 53/128 Campioni con malta di Tipo A Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a tre teste realizzati con malta di tipo A. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. MT-1A e MT-2A carico diagonale P [kn] MT-1A MT-2A (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 29. Diagramma carico-deformazione campioni MT-1A e MT-2A (a), vista configurazione fessurata campione MT-1A (b) e campione MT-1A (c).

54 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 54/128 Nella Fig. 29a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MT-1A e MT-2A. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico riportata in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento quasi lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 29b,c relative ai campioni MT-1A e MT-2A). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al 20-25% del carico massimo, che va via-via riducendosi al crescere della deformazione. MT-1A-F33S e MT-2A-F33S carico diagonale P [kn] MT-1A-F33S MT-2A-F33S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 30. Diagramma carico-deformazione campioni MT-1A-F33S e MT-2A-F33S (a), vista campione MT-2A-F33S in condizione fessurata (b, c).

55 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 55/128 I due campioni hanno mostrato un valore di rigidezza del tratto monotono molto simile; il campione MT-2A ha sviluppato una resistenza massima superiore a quella del campione MT-1A e questo può essere attribuito ad inevitabili disomogeneità del materiale muratura. Nella Fig. 30a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MT-1A-F33S e MT-2A- F33S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MD-1T-F66S e MT-2A-F66S carico diagonale P [kn] MT-1A-F66S MT-2A-F66S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 31. Diagramma carico-deformazione campioni MT-1A-F66S e MT-2A-F66S (a), vista campione MT-1A-F66S in condizione fessurata (b, c).

56 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 56/128 Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente post-picco. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. Nella Fig. 30b è mostrata la configurazione fessurata del campione MT-2A-F33S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 30c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. In Fig. 31a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MT-1A-F66S e MT-2A-F66S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MT-1A-F66D e MT-2A-F66D carico diagonale P [kn] MT-1A-F66D MT-2A-F66D (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 32. Diagramma carico-deformazione campioni MT-1A-F66D e MT-2A-F66D (a), vista campione MT-1A-F66D in condizione fessurata (b, c).

57 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 57/128 MT-1A-F99D e MT-2A-F99D carico diagonale P [kn] MT-1A-F99D MT-2A-F99D (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 33. Diagramma carico-deformazione campioni MT-1A-F99D e MT-2A-F99D (a), vista campione MT-1A-F99D in condizione fessurata (b, c). Le due curve di discostano apprezzabilmente soprattutto in termini di resistenza di picco: il campione MT-1A-F66S ha una resistenza di picco maggiore di quella del campione MT-2A-F66S. La pendenza del ramo post picco è apprezzabilmente superiore rispetto a quella dei campioni rinforzati con rete da 33x33 mm. Nelle Fig. 31b,c é illustrato il campione MT-1A-F66S in condizione fessurata per c =-0.5% e a fine prova. Nelle Fig. 32a e 33a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni rinforzati con rete in GFRP da 66x66 mm con filo a doppia area di fibre (MT-1A-F66D e MT-2A-F66D) e con

58 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 58/128 rete da 99x99 mm con filo a doppia area di fibre (MT-1A-F99D e MT-2A-F99D). La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Si evidenzia una apprezzabile differenza di resistenza di picco fra i campioni rinforzati con rete da 66x66 mm rispetto ai campioni rinforzati con rete da 99x99 mm. Anche il ramo decrescente è più marcato per i campioni con rete da 99x99 mm. La differenza di resistenza di picco fra i due gruppi di campioni è probabilmente da attribuire ad inevitabili disomogeneità del materiale muratura. Nella Fig. 32b,c é illustrato il campione MT-1A-F66D in condizione fessurata per c =- 0.5% e a fine prova. Analogamente nella Fig. 33b,c è illustrato il campione MT-2A- F99D. In Fig. 34 sono illustrate le curve carico-deformazione di compressione riferite ai campioni di muratura rinforzati con rete elettrosaldata 5 di maglia 150x150 mm, e precisamente MT-1A-S150 e MT-2A-S150. Si evidenzia un comportamento molto simile a quello dei campioni rinforzati con rete in GFRP. Nella Fig. 35a sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione della forza relative al campione MT-1A-F66SL. Nella Fig. 35b sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione perpendicolare alla forza sulle due facce riferite al campione MT-1A-F66SL. Le due curve esprimono il carico in funzione della deformazione media ricavata dalle misure effettuate sulle due facce del campione; in particolare è indicata in rosso la curva che si riferisce alle deformazioni sulla faccia rinforzata ed in blu la curva riferita alle misure effettuate sulla faccia non rinforzata. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Nei diagrammi le due curve evidenziano un comportamento sensibilmente dissimmetrico del campione rispetto al piano medio dovuto alla risposta eccentrica della muratura per l applicazione del rinforzo su una sola faccia. Al crescere del carico la diagonale compressa ha subito una inflessione verso il lato rinforzato che è andata via via aumentando. La diagonale perpendicolare alla direzione del carico ha subito invece un inflessione verso il lato non rinforzato che ha anticipato la formazione della fessura diagonale su quel lato (Fig. 36a). Il valore del carico raggiunto alla formazione della fessura si è ridotto in maniera brusca fino a circa il 25% di quel valore. Si è enfatizzata la deformazione flessionale soprattutto nel piano che contiene la diagonale perpendicolare alla direzione della forza. A fine prova il lato rinforzato presentava una fessura diagonale appena accennata (Fig. 36b). Analogamente, nella Fig. 37a sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione della forza relative al campione MT-2A-F66SL. Nella Fig. 37b sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione perpendicolare alla forza sulle due facce riferite al campione MT-2A-F66SL. Le due

59 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 59/128 curve esprimono il carico in funzione della deformazione media ricavata dalle misure effettuate sulle due facce del campione; in particolare è indicata in rosso la curva che si riferisce alle deformazioni sulla faccia rinforzata ed in blu la curva riferita alle misure effettuate sulla faccia non rinforzata. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MT-1A-S150 e MT-2A-S150 carico diagonale P [kn] MT-1A-S150 MT-2A-S deformazione di compressione c Figura 34. Diagramma carico-deformazione: campioni MT-1A-S150 e MT-2A-S150. MT-1A-F66SL Faccia rinforzata Faccia rinforzata 500 Faccia non rinforzata 500 Faccia non rinforzata carico diagonale P [kn] carico diagonale P [kn] deformazione di compressione c (a) deformazione di trazione t (b) Figura 35. Diagramma carico-deformazione diagonale parallela (a) e carico deformazione diagonale perpendicolare (b) campione MT-1A-F66SL.

60 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 60/128 (a) (b) Figura 36. Vista campione MT-1A-F66SL in condizione fessurata: fessura diagonale lato non rinforzato (a), stato fessurato del lato rinforzato a fine prova (b). MT-2A-F66SL Faccia rinforzata Faccia rinforzata 500 Faccia non rinforzata 500 Faccia non rinforzata carico diagonale P [kn] carico diagonale P [kn] deformazione di compressione c (a) deformazione di trazione t Figura 37. Diagramma carico-deformazione diagonale parallela alla sua direzione (a) e carico-deformazione diagonale perpendicolare (b) campione MT-2A-F66SL. (b) Si possono fare considerazioni analoghe a quelle fatte per il campione MT-1A-F66SL con la differenza che durante il crollo della resistenza, conseguente alla formazione della fessura diagonale sul lato non rinforzato, lo strumento disposto perpendicolarmente alla direzione della forza sul lato rinforzato ha mostrato un cambio di direzione, cioè i due punti di misura anziché continuare ad allontanarsi hanno iniziato ad avvicinarsi. Questo è dovuto all elevata flessione del pannello.

61 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 61/128 Campioni con malta di Tipo B Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a due teste realizzati con malta di tipo B. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle figure sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. MT-1B e MT-2B carico diagonale P [kn] MT-1B MT-2B (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 38 Diagramma carico-deformazione campioni MT-1B e MT-2B (a), vista configurazione fessurata campione MT-1B (b) e campione MT-2B (c).

62 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 62/128 Nella Fig. 38a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MT-1B e MT-2B. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico descritta al capitolo precedente, in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento quasi lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 38b,c relative ai campioni MT-1B e MT-2B). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al 20-25% del carico massimo, che va via-via riducendosi al crescere della deformazione. MT-1B-F99D e MT-2B-F99D 600 carico diagonale P [kn] MT-1B-F99D MT-2B-F99D (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 39 Diagramma carico-deformazione campioni MT-1B-F99R e MT-2B-F99R (a), vista campione MT-2B-F99D in condizione fessurata (b, c).

63 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 63/128 I valori di picco della resistenza sono leggermente inferiori rispetto a quelli riguardanti i campioni confezionati con la malta di tipo A. La malta di tipo B ha infatti una resistenza (2.8 MPa) leggermente inferiore a quella della malta di tipo A (3.1 MPa). Nella Fig. 39a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MT-1B-F99D e MT-2B- F99D. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le due curve mostrano un apprezzabile differenza di risposta tra i due campioni dovuta ad un anticipata fessurazione con conseguente riduzione della resistenza di picco. La resistenza residua in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% risulta uguale per i due campioni. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. Nella Fig. 39b è mostrata la configurazione fessurata del campione MT-2B-F99D in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 39c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. Confronto curve Per evidenziare meglio l efficacia del sistema di rinforzo delle murature si mettono a confronto le curve relative alle prove sui campioni analizzati. Le resistenze di picco dei campioni rinforzati sono molto simili e sono superiori in media del 60% rispetto alla resistenza dei campioni non rinforzati. In due casi sono stati notati valori di resistenza superiori (MT-1A-F66D, MT-2A-F66D) ed in un caso è stato notato un valore sensibilmente inferiore (MT-2B-F99D). Le murature rinforzate, inoltre, evidenziano dei rami post-picco importanti (Fig. 40). La resistenza dopo la formazione della prima fessura diagonale decresce ma in maniera graduale garantendo valori di resistenza rilevanti anche per valori della deformazione elevati ( c =-0.5%). Nella Fig. 40a sono messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con la malta di tipo A; in Fig. 40b sono invece messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con malta tipo B. Per maggiore chiarezza sono è riportata una curva per ogni coppia di campioni identici. Si notano, in generale, curve post-picco con pendenza, a parità di sezione del filo, più marcata per i campioni con rete con maglia maggiore. I campioni rinforzati con rete con fili a doppia area di fibre con maglia da 66x66 mostrano un comportamento leggermente migliore rispetto ai campioni rinforzati con maglia da 33x33 mm, per la migliore distribuzione della malta dell intonaco; con la maglia da 33x33 mm la malta dell intonaco durante l applicazione passa con maggiore difficoltà attraverso la rete

64 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 64/128 avendo come conseguenza la presenza di qualche vuoto nell intonaco che ha causato una riduzione della resistenza di picco ed una minore resistenza residua post-picco. Le curve relative ai campioni di muratura rinforzati con rete elettrosaldata mostrano un comportamento molto simile a quello dei campioni rinforzati con rete in GFRP con maglia da 66x66 mm carico diagonale P [kn] MT-1A MT-1A-F33S MT-2A-F66S MT-1A-F66D (a) 100 MT-1A-F99D MT-1A-S deformazione di compressione c 600 carico diagonale P [kn] MT-1B MT-1B-F99D (b) deformazione di compressione c Figura 40. Diagramma carico-deformazione delle prove di tipo A (a) e di tipo B (b).

65 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 65/128 Prove di compressione diagonale su muratura a sacco Descrizione delle prove Sono stati confezionati 12 campioni di muratura di mattoni pieni a doppio paramento ad una testa con sacco interno in ciottoli di pietra legati con malta scadente (spessore totale di 380 mm). I mattoni, prima della costruzione dei pannelli murari, sono stati bagnati in modo tale che essi risultassero saturi ma senza ristagni di acqua sulla superficie. Sono stati utilizzati due diversi tipi di malta per il confezionamento dei campioni di muratura. Un primo gruppo di 6 campioni è stato costruito con malta di tipo A ed un secondo gruppo di altri 6 campioni è stato costruito con malta di tipo B. Per entrambi i tipi di malta sono stati sottoposti a prova tre diversi campioni di muratura: uno senza alcun rinforzo, due aventi come rinforzo un intonaco armato con rete di GFRP a filo standard. I campioni confezionati con malta di tipo A sono stati rinforzati con rete di maglia 66x66 mm e 99x99 mm, mentre invece i campioni confezionati con malta tipo B sono stati rinforzati con rete di maglia 33x33 mm e 66x66 mm. La rete in GFRP è applicata su entrambe le superfici del pannello ed è solidarizzata alla muratura mediante 9 connettori in GFRP (8x12 mm), sagomati a L, passanti attraverso la muratura. Per verificare la ripetibilità dei risultati, è stata eseguita una replica di ogni singola prova. L elenco delle prove di compressione diagonale eseguite su campioni di muratura a doppio paramento con sacco in ciottoli di pietra di spessore totale di 380 mm è riportato nella Tab. 9. Nella Tab. 14, oltre alla descrizione per esteso delle caratteristiche dei campioni, sono riportate la data di confezione della muratura, la data in cui è stato applicato l intonaco armato e la data di esecuzione della prova. Si evidenzia che l intonaco armato è stato applicato in genere da 30 a 40 giorni prima dell esecuzione delle prove di compressione diagonale. Risultati sperimentali I risultati sperimentali riguardanti le prove di compressione diagonale su murature in mattoni a doppio paramento con sacco interno in ciottoli di pietra (380 mm) sono riportati in forma sommaria nella Tab. 15. In particolare nella tabella sono riportati il carico diagonale massimo (P max ), la deformazione media di trazione ( spl ) e di compressione ( cp ) in corrispondenza del carico massimo, il valore del carico residuo in corrispondenza di una deformazione media di compressione di -0.5%, il rapporto tra il valore del carico massimo del campione rinforzato ed il valore del carico massimo

66 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 66/128 dei campioni di riferimento non rinforzati (media dei due campioni) (P max(r) /P max(u) ) e infine il rapporto tra il valore del carico residuo ad una deformazione media di compressione di -0.5% del campione rinforzato ed il valore del carico residuo del campione non rinforzato (P 05(R) /P 05(U) ). Le deformazioni medie di trazione ( t ) e di compressione ( c ) sono ricavate dal rapporto fra la media delle misure rilevate con i trasduttori disposti, rispettivamente, in direzione perpendicolare e parallela alla direzione della forza applicata e la lunghezza della base di misura (1200 mm). Precisamente si utilizzano le relazioni: t t ; ldc c c l dc dove t è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale perpendicolare alla direzione della forza, c è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale compressa; la distanza fra i due punti di misura è l dc =1200 mm. Le prove sperimentali sono state portate avanti fino a valori dello spostamento relativo fra i due punti di misura disposti sulla diagonale compressa di oltre 20 mm, corrispondenti ad una deformazione media di circa -1.7%. La rottura dei primi fili della rete è iniziata per valori di tale spostamento pari a circa mm ( c = %). La deformazione media di compressione pari a -0.5% rappresenta un valore di riferimento, che assumendo una deformazione di trazione uguale ma di segno opposto, è associato ad una deformazione angolare pari a circa 1.0%, con t c. Campione Descrizione Data conf. Muratura Applicazione intonaco Esecuzione prova Muratura di mattoni pieni a sacco, doppio paramento MS-1A 01/09/ Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "A" 09/10/2009 MS-2A 02/09/ MS-1A-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 02/09/ /09/ /10/2009 MS-2A-F66S 66x66mm, malta di tipo "A" 03/09/2009 MS-1A-F99S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 02/09/ /09/ /10/2009 MS-2A-F99S 99x99mm, malta di tipo "A" 03/09/ /09/2009 MS-1B 09/09/ /10/2009 Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "B" MS-2B 04/09/ /10/2009 MS-1B-F33S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 07/09/ /10/ /09/2009 MS-2B-F33S 33x33mm, malta di tipo "B" 07/09/ /10/2009 MS-1B-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 09/09/ /10/ /09/2009 MS-2B-F66S 66x66mm, malta di tipo "B" 10/09/ /10/2009 Tabella 14. Date di confezione dei campioni di muratura di mattoni a doppio paramento e sacco in ciottoli di pietra e date di esecuzione delle prove.

67 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 67/128 P max ε spl ε c P 05 Campione P max (R) / P max (U) P 05 (R) / P 05 (U) [kn] [ ] [ ] [kn] Muratura di mattoni pieni a sacco, doppio paramento MS-1A 221,92 0,07-0,16 71, MS-2A 202,63 0,04-0,22 64, MS-1A-66S 354,68 0,15-0,37 197,32 1,67 2,90 MS-2A-66S 338,88 0,11-0,34 155,08 1,60 2,28 MS-1A-99S 370,49 0,07-0,36 179,15 1,75 2,64 MS-2A-99S 309,55 0,11-0,33 175,41 1,46 2,58 MS-1B 177,48 0,07-0,22 53, MS-2B 170,40 0,05-0,22 49, MS-1B-33S 292,30 0,09-0,42 144,10 1,68 2,79 MS-2B-33S 301,05 0,23-0,72 142,53 1,73 2,76 MS-1B-66S 249,94 0,34-0,39 176,48 1,44 3,42 MS-2B-66S 252,85 0,76-0,82 173,56 1,45 3,36 Tabella 15 Risultati sommari delle prove di compressione diagonale su campioni di muratura a doppio paramento e sacco il ciottoli di pietra (380 mm). Dalla tabella si evidenzia che il carico massimo dei campioni rinforzati assume un valore in media superiore del 60% del carico massimo ottenuto per i campioni non rinforzati. Inoltre, il carico residuo in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione pari a 0.5% per i campioni rinforzati risulta superiore al 50% del carico massimo, mentre nei campioni non rinforzati è risultato pari a circa 30% del carico di picco. Nel seguito sono illustrati i diagrammi che esprimono il carico P in funzione della deformazione media della muratura lungo la diagonale compressa ε c, raggruppati per diverso tipo di malta. Per maggiore chiarezza grafica si riportano le curve inviluppo dei diagrammi omettendo, quindi, i rami di scarico e ricarico dei vari cicli. Tali rami, comunque, riguardano solo il tratto crescente della curva e si discostano molto poco dall andamento lineare. Campioni con malta di Tipo A Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a singolo paramento con sacco interno realizzati con malta di tipo A. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova.

68 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 68/128 MS-1A e MS-2A carico diagonale P [kn] MS-1A MS-2A (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 41. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1A e MS-2A a), vista configurazione fessurata campione MS-1A (b) e campione MS-2A (c). Nella Fig. 41a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MS-1A e MS-2A. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico descritta in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento che si discosta poco dal lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 41b,c relative ai campioni MS-1A e MS-2A). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al

69 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 69/ % del carico massimo, che va via-via riducendosi ulteriormente al crescere della deformazione. Le curve relative ai due campioni non rinforzati sono quasi sovrapposte; anche il valore della resistenza di picco è risultato pressoché uguale per i due campioni. Nella Fig. 42 sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MS-1A-F66S e MS-2A- F66S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MS-1A-F66S e MS-2A-F66S carico diagonale P [kn] MS-1A-F66S MS-2A-F66S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 42. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1A-F66S e MS-2A-F66S a), vista campione MS-2A-F66S in condizione fessurata (b, c).

70 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 70/128 MS-1A-F99S e MS-2A-F99S carico diagonale P [kn] MS-1A-F99S MS-2A-F99S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 43. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1A-F99S e MS-2A-F99S a), vista campione MS-1A-F99S in condizione fessurata (b, c). Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente post-picco. Le curve mostrano una rilevante energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. Nella Fig. 42b è mostrata la configurazione fessurata del campione MS-2A-F66S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 42c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova.

71 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 71/128 In Fig. 43a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MS-1A-F99S e MS-2A-F99S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le due curve mostrano una differenza apprezzabile in termini di resistenza massima mentre dopo il picco le due curve vanno a sovrapporsi. Nelle Fig. 43b,c sono illustrati i campioni MS-1A-F99S in condizione fessurata per c =- 0.5% e a fine prova. MS-1B e MS-2B carico diagonale P [kn] MS-1B MS-2B (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 44. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1B e MS-2B a), vista configurazione fessurata campione MS-1B (b) e campione MS-2B (c).

72 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 72/128 Campioni con malta di Tipo B Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura di mattoni a doppio paramento con sacco interno in ciottoli di pietra realizzati con malta di tipo B. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. MS-1B-F33S e MS-2B-F33S carico diagonale P [kn] MS-1B-F33S MS-2B-F33S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 45. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1B-F33S e MS-2B-F33S a), vista campione MS-1B-F33S in condizione fessurata (b, c).

73 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 73/128 MS-1B-F66S e MS-2B-F66S carico diagonale P [kn] MS-1B-F66S MS-2B-F66S (a) deformazione di compressione c (b) Figura 46. Diagramma carico-deformazione campioni MS-1B-F66S e MS-2B-F66S a), vista campione MS-1B-F66S in condizione fessurata (b, c). (c) Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. Nella Fig. 44a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MS-1B e MS-2B. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico descritta in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento che si discosta poco dal lineare fino al valore massimo del carico, dopodiché si nota una brusca caduta di resistenza conseguente

74 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 74/128 alla comparsa di una fessura diagonale che segue i giunti di malta (Figg. 44b,c relative ai campioni MS-1B e MS-2B). La resistenza residua dopo tale caduta è pari al 30-35% del carico massimo, che va via-via riducendosi ulteriormente al crescere della deformazione. Le curve relative ai due campioni non rinforzati sono quasi sovrapposte; anche il valore della resistenza di picco è risultato pressoché uguale per i due campioni. Nella Fig. 45a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MS-1B-F33S e MS-2B- F33S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente post-picco. Le curve mostrano una rilevante energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. Nella Fig. 45b è mostrata la configurazione fessurata del campione MS-1B-F33S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 45c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. In Fig. 46a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MS-1B-F66S e MS-2B- F66S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni sono molto simili sia in termini di resistenza di picco, di rigidezza del tratto monotono che di forma del ramo decrescente. Nelle Fig. 46b,c è illustrato il campione MS-1B-F66S, in condizione fessurata per c =0.5% e a fine prova. Confronto curve Per evidenziare meglio l efficacia del sistema di rinforzo delle murature si mettono a confronto le curve relative alle prove sui campioni analizzati. Le resistenze di picco dei campioni rinforzati sono molto simili e in media sono superiori del 60% della resistenza dei campioni non rinforzati. Le murature rinforzate, inoltre, evidenziano dei rami post-picco importanti (Fig. 47). La resistenza dopo la formazione della prima fessura diagonale decresce ma in maniera graduale garantendo valori di resistenza rilevanti anche per valori della deformazione elevati ( c =-0.5%). Nella Fig. 47a sono messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con la malta di tipo A; in Fig. 47b sono invece messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con malta tipo B. Per maggiore chiarezza è riportata una curva per ogni coppia di campioni identici.

75 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 75/128 Si notano curve molto simili per i campioni rinforzati indipendentemente dalla rete in GFRP utilizzata. E comunque notevole l incremento di resistenza di picco e di resistenza residua rispetto ai campioni non rinforzati. carico diagonale P [kn] MS-2A MS-1A-F66S MS-1A-F99S (a) deformazione di compressione c carico diagonale P [kn] MS-1B MS-1B-F33S MS-1B-F66S (b) deformazione di compressione c Figura 47. Diagramma carico-deformazione delle prove di tipo A (a) e di tipo B (b)

76 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 76/128 Prove di compressione diagonale su muratura di pietra Descrizione delle prove Sono stati confezionati 14 campioni di muratura di blocchi di pietra grossolanamente squadrata di pezzatura varia aventi giunti di malta dello spessore medio di 10 mm. Le pietre, prima della costruzione dei pannelli murari, sono state bagnate in modo tale che risultassero sature ma senza ristagni di acqua sulla superficie. Lo spessore della muratura dei campioni è di 400 mm. Sono stati utilizzati due diversi tipi di malta per il confezionamento dei campioni di muratura. Un primo gruppo di 10 campioni è stato costruito con malta di tipo A ed un secondo gruppo di altri 4 campioni è stato costruito con malta di tipo B. I campioni confezionati con malta di tipo A sono stati sottoposti a prova di compressione diagonale considerando 4 diversi tipi di rinforzo. In particolare, oltre ai due campioni di riferimento senza alcun rinforzo sono stati considerati 4 gruppi di due campioni rinforzati con rete in GFRP avente, rispettivamente, maglia da 33x33 mm, da 66x66 mm, da 66x66 mm con rete su una sola faccia del pannello, 66x66 mm con fili a doppia area di fibre. Fra i campioni confezionati con malta di tipo B, due sono stati sottoposti a prova di compressione diagonale in configurazione priva di rinforzo e due sono stati rinforzati con rete in GFRP avente maglia da 66x66 mm. La rete in GFRP è solidarizzata alla muratura mediante 9 connettori in GFRP (8x12 mm), sagomati a L, passanti attraverso la muratura. Sono stati sottoposti a prova due campioni per ogni tipologia di rinforzo per verificare la ripetibilità dei risultati. L elenco delle prove di compressione diagonale eseguite su campioni di muratura di pietra di spessore di 400 mm è riportato nella Tab. 9. Nella Tab. 16 sono riportate la data di confezione della muratura, la data in cui è stato applicato l intonaco armato e la data di esecuzione della prova. Si evidenzia che l intonaco armato è stato applicato in genere da 30 a 40 giorni prima dell esecuzione delle prove di compressione diagonale. Risultati sperimentali I risultati sperimentali riguardanti le prove di compressione diagonale su murature in pietra (400 mm) sono riportati in forma sommaria nella Tab. 17. In particolare nella tabella sono riportati il carico diagonale massimo (P max ), la deformazione media di trazione ( spl ) e di compressione ( cp ) in corrispondenza del carico massimo, il valore del carico residuo in corrispondenza di una deformazione media di compressione di -

77 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 77/ %, il rapporto tra il valore del carico massimo del campione rinforzato ed il valore del carico massimo dei campioni di riferimento non rinforzati (media dei due campioni) (P max(r) /P max(u) ) e infine il rapporto tra il valore del carico residuo ad una deformazione media di compressione di -0.5% del campione rinforzato ed il valore del carico residuo del campione non rinforzato (P 05(R) /P 05(U) ). Le deformazioni medie di trazione ( t ) e di compressione ( c ) sono ricavate dal rapporto fra la media delle misure rilevate con i trasduttori disposti, rispettivamente, in direzione perpendicolare e parallela alla direzione della forza applicata e la lunghezza della base di misura (1200 mm). Precisamente si utilizzano le relazioni: t t ; ldc c c l dc dove t è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale perpendicolare alla direzione della forza, c è lo spostamento relativo fra due punti della diagonale compressa; la distanza fra i due punti di misura è l dc =1200 mm. Le prove sperimentali sono state portate avanti fino a valori dello spostamento relativo fra i due punti di misura disposti sulla diagonale compressa di oltre 20 mm, corrispondenti ad una deformazione media di circa -1.7%. La rottura dei primi fili della rete è iniziata per valori di tale spostamento pari a circa mm ( c = %). Campione Descrizione Data conf. Muratura Muratura in pietra grossolanamente squadrata MP-1A 12/10/ /11/2009 Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "A" MP-2A 14/10/ /12/2009 MP-1A-F33S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 28/10/ /11/ /01/2009 MP-2A-F33S 33x33mm, malta di tipo "A" MP-1A-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 19/10/ /10/ /01/2009 MP-2A-F66S 66x66mm, malta di tipo "A" 20/10/2009 MP-1A-F66SL Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 08/10/ /10/ /12/2009 MP-2A-F66SL 66x6mm su un solo lato, malta di tipo "A" 09/10/ /10/2009 MP-1A-F66D Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 05/10/ /11/ /10/2009 MP-2A-F66D 66x66mm, rinforzata, malta di tipo "A" 06/10/ /12/2009 MP-1B 30/09/ Prove su pannelli senza rinforzo, malta di tipo "B" 03/12/2009 MP-2B 01/10/ MP-1B-F66S Prove su pannelli rinforzati con rete Fibrenet, maglia 15/10/2009 MP-2B-F66S 66x66mm, malta di tipo "B" 16/10/2009 Applicazione intonaco 25/10/2009 Esecuzione prova 10/12/2009 Tabella 16. Date di confezione dei campioni di muratura di pietra e date di esecuzione delle prove.

78 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 78/128 P max ε spl ε c P 05 Campione P max (R) / P max (U) P 05 (R) / P 05 (U) [kn] [ ] [ ] [kn] Muratura in pietra grossolanamente squadrata MP-1A 135,66 0,98-0,71 61, MP-2A 126,36 0,74-0,23 49, MP-1A-F33S 388,01 1,07-0,97 245,37 2,96 4,40 MP-2A-F33S 359,97 1,42-0,65 266,61 2,75 4,78 MP-1A-F66S 331,89 0,97-1,11 256,43 2,53 4,59 MP-2A-F66S 366,35 0,73-1,74 233,29 2,80 4,18 MP-1A-F66SL 196, ,50 - MP-2A-F66SL 189, ,45 - MP-1A-F66D 410,68 1,12-2,09 307,57 3,13 5,51 MP-2A-F66D 398,24 1,30-0,95 313,31 3,04 5,61 MP-1B 117,19 1,19-0,84 42, MP-2B 114,99 0,97-0,58 39, MP-1B-F66S 368,86 0,71-0,13 317,74 3,18 7,69 MP-2B-F66S 393,05 0,88-0,85 348,27 3,39 8,43 Tabella 17. Risultati sommari delle prove di compressione diagonale su campioni di muratura in pietra grossolanamente squadrata (400 mm). La deformazione media di compressione pari a -0.5% rappresenta un valore di riferimento, che assumendo una deformazione di trazione uguale ma di segno opposto, è associato ad una deformazione angolare pari a circa 1.0%, con t c. Dalla tabella si evidenzia che il carico massimo dei campioni rinforzati risulta fra 2.8 e 3.2 volte il carico massimo ottenuto per i campioni non rinforzati. Inoltre, il carico residuo in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione pari a -0.5% per i campioni rinforzati risulta molto elevata e compresa tra il 65% e il 90% della resistenza di picco. Per i campioni non rinforzati si ha una resistenza residua in corrispondenza dello stesso valore di deformazione compreso tra 35% e 45% della resistenza massima. Nel seguito sono illustrati i diagrammi che esprimono il carico P in funzione della deformazione media della muratura lungo la diagonale compressa ε c, raggruppati per diverso tipo di malta. Per maggiore chiarezza grafica si riportano le curve inviluppo dei diagrammi omettendo, quindi, i rami di scarico e ricarico dei vari cicli. Tali rami, comunque, riguardano solo il tratto crescente della curva e si discostano molto poco dall andamento lineare.

79 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 79/128 Campioni con malta di Tipo A Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura in pietra realizzati con malta di tipo A. In ogni diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle Fig sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. MP-1A e MP-2A carico diagonale P [kn] MP-1A MP-2A (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 48. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A e MP-2A a), vista configurazione fessurata campione MP-1A (b) e campione MP-2A (c).

80 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 80/128 MP-1A-F33S e MP-2A-F33S carico diagonale P [kn] MP-1A-F33S MP-2A-F33S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 49. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A-F33S e MP-2A-F33S a), vista campione MP-1A-F33S in condizione fessurata (b, c). In Fig. 48a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni non rinforzati MP-1A e MP- 2A. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico descritta in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento bilineare con un tratto di raccordo curvilineo in prossimità del carico massimo. Il primo tratto lineare è caratterizzato dalla rigidezza elastica del pannello, il secondo rappresenta il tratto plastico caratterizzato da una leggera pendenza negativa. Non è stato notato alcun brusco calo di resistenza alla comparsa delle prime fessure nel pannello evidenziando un elevata energia di deformazione in campo post elastico. La fessurazione è stata caratterizzata da una fessura dominante nella direzione della diagonale compressa (Figg. 48b,c relative ai campioni MP-1A e MP-2A). I due campioni hanno mostrato un comportamento molto simile sia in termini di carico massimo che in termini di resistenza residua post picco.

81 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 81/128 Nella Fig. 49a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MP-1A-F33S e MP-2A- F33S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni evidenziano valori di rigidezza e resistenza residua comparabili ed una leggera differenza in termini di carico massimo. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. La pendenza del ramo plastico è infatti molto modesta. Nella Fig. 49b è mostrata la configurazione fessurata del campione MP-1A- F33S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 49c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. MP-1T-F66S e MP-2A-F66S carico diagonale P [kn] MP-1A-F66S MP-2A-F66S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 50. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A-F66S e MP-2A-F66S a), vista campione MP-2A-F66S in condizione fessurata (b, c).

82 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 82/128 MP-1A-F66D e MP-2A-F66D carico diagonale P [kn] MP-1A-F66D MP-2A-F66D (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 51. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A-F66D e MP-2A-F66D a), vista campione MP-2A-F66D in condizione fessurata (b, c). In Fig. 50a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MP-1A-F66S e MP-2A-F66S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le curve relative ai due campioni evidenziano valori di rigidezza e resistenza residua comparabili ed una leggera differenza in termini di carico massimo. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. La pendenza del ramo plastico è infatti molto modesta. La resistenza di picco risulta lievemente inferiore rispetto ai campioni con

83 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 83/128 rete da 33x33 mm. Nella Fig. 50 è mostrata la configurazione fessurata del campione MP-2A-F66S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 50c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. Nella Fig. 51a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni rinforzati con rete in GFRP da 66x66 mm con filo a doppia area di fibre (MP-1A-F66D e MP-2A-F66D). La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Le due curve sono praticamente coincidenti. Sono caratterizzate da un valore del carico massimo leggermente più elevato rispetto ai campioni rinforzati con rete di maglia 33x33 mm e 66x66 mm a filo standard. La pendenza del ramo plastico è molto modesta. Nella Fig. 51b,c é illustrato il campione MP-2A-F66D in condizione fessurata per c =- 0.5% e a fine prova. Nella Fig. 52a sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione della forza e nella Fig. 52b sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione perpendicolare alla forza sulle due facce riferite al campione MP-1A-F66SL. Le due curve esprimono il carico in funzione della deformazione media ricavata dalle misure effettuate sulle due facce del campione; in particolare è indicata in rosso la curva che si riferisce alle deformazioni sulla faccia rinforzata ed in blu la curva riferita alle misure effettuate sulla faccia non rinforzata. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MP-1A-F66SL Faccia rinforzata Faccia rinforzata 500 Faccia non rinforzata 500 Faccia non rinforzata carico diagonale P [kn] carico diagonale P [kn] deformazione di compressione c (a) deformazione di trazione t (b) Figura 52. Diagramma carico-deformazione diagonale parallela (a) e carico deformazione diagonale perpendicolare (b) campione MP-1A-F66SL.

84 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 84/128 Nei diagrammi le due curve evidenziano un comportamento sensibilmente dissimmetrico del campione rispetto al piano medio dovuto alla risposta eccentrica della muratura per l applicazione del rinforzo su una sola faccia. Al crescere del carico la diagonale compressa ha subito una inflessione verso il lato rinforzato che è andata via via aumentando. La diagonale perpendicolare alla direzione del carico ha subito invece un inflessione verso il lato non rinforzato che ha anticipato la formazione della fessura diagonale su quel lato (Fig. 53a). Il valore del carico raggiunto alla formazione della fessura si è ridotto molto lentamente all aumentare della contrazione delle teste di carico. Si è enfatizzata la deformazione flessionale soprattutto nel piano che contiene la diagonale perpendicolare alla direzione della forza (Fig. 53b). (a) (b) Figura 53. Vista campione MP-1A-F66SL in condizione fessurata: fessura diagonale lato non rinforzato (a), deformazione flessionale dopo la fessura (b). Nella Fig. 54a sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione della forza e nella Fig. 54b sono riportate le curve del carico in funzione della deformazione nella direzione perpendicolare alla forza sulle due facce riferite al campione MP-2A-F66SL. Le due curve esprimono il carico in funzione della deformazione media ricavata dalle misure effettuate sulle due facce del campione; in particolare è indicata in rosso la curva che si riferisce alle deformazioni sulla faccia rinforzata ed in blu la curva riferita alle misure effettuate sulla faccia non rinforzata. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. Si possono fare le stesse considerazioni fatte per il campione MP-1a-F66SL.

85 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 85/ Faccia rinforzata Faccia rinforzata 500 Faccia non rinforzata 500 Faccia non rinforzata carico diagonale P [kn] carico diagonale P [kn] deformazione di compressione c (a) deformazione di trazione t (b) Figura 54. Diagramma carico-deformazione diagonale parallela (a) e carico deformazione diagonale perpendicolare (b) campione MP-2A-F66SL. Campioni con malta di Tipo B Nelle Fig sono illustrati i diagrammi carico-deformazione di compressione riguardanti le prove di compressione diagonale sui campioni di muratura in pietra realizzati con malta di tipo B. Nei diagramma sono riportate le due curve relative alla coppia di campioni identici provati per evidenziare la ripetibilità del risultato. Nelle figure sono anche illustrati alcuni esempi dello stato di fessurazione in corrispondenza di un valore della deformazione media di compressione c =-0.5% e/o a fine prova. In Fig. 55a sono riportati i diagrammi relativi ai due campioni non rinforzati MP-1B e MP-2B. Le prove sono state condotte seguendo la sequenza di carico descritta in Fig. 17. Nelle figure si evidenzia un andamento bilineare con un tratto di raccordo curvilineo come per i campioni confezionati con la malta di tipo A. In realtà il tratto plastico manifesta una pendenza negativa leggermente più pronunciata. Non è stato notato alcun brusco calo di resistenza alla comparsa delle prime fessure nel pannello evidenziando un elevata energia di deformazione in campo post elastico. La fessurazione è stata caratterizzata da una fessura dominante nella direzione della diagonale compressa (Figg. 55b,c relative ai campioni MP-1B e MP-2B). I valori di picco della resistenza sono leggermente inferiori rispetto a quelli riguardanti i campioni confezionati con la malta di tipo A. La malta di tipo B ha infatti una resistenza (2.8 MPa) leggermente inferiore a quella della malta di tipo A (3.1 MPa).

86 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 86/128 I due campioni hanno mostrato un comportamento simile sia in termini di carico massimo che in termini di resistenza residua post picco. In Fig. 56a sono riportati i diagrammi relativi ai campioni MP-1B-F66S e MP-2B-F66S. La sequenza di carico è stata quella descritta in Fig. 17. MP-1B e MP-2B carico diagonale P [kn] MP-1B MP-2B (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 55. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1B e MP-2B a), vista configurazione fessurata campione MP-1B (b) e campione MP-2B (c).

87 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 87/128 Le curve relative ai due campioni evidenziano valori di rigidezza e resistenza residua comparabili ed una leggera differenza in termini di carico massimo. Le curve mostrano un elevata energia di deformazione in campo post-elastico e di conseguenza una significativa capacità dissipativa. La pendenza del ramo plastico è infatti molto modesta. Nella Fig. 56b è mostrata la configurazione fessurata del campione MP-1B- F66S in corrispondenza di una deformazione di compressione c =-0.5%, mentre in Fig. 56c è illustrata la configurazione fessurata alla fine della prova. MP-1B-F66S e MP-2B-F66S carico diagonale P [kn] MP-1B-F66S MP-2B-F66S (a) deformazione di compressione c (b) (c) Figura 56. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1B-F66S e MP-2B-F66S a), vista campione MP-1B-F66S in condizione fessurata (b, c).

88 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 88/128 Confronto curve Per evidenziare meglio l efficacia del sistema di rinforzo delle murature si mettono a confronto le curve relative alle prove sui campioni analizzati. Le resistenze di picco dei campioni rinforzati su entrambe le facce sono molto simili e sono da 2.8 a 3.2 volte maggiori della resistenza dei campioni non rinforzati. In un caso è stato notato un valore leggermente inferiore rispetto all intervallo sopra indicato (MP-1A-F66S). Le murature rinforzate, inoltre, evidenziano dei rami plastici con pendenza negativa molto ridotta (Fig. 57). carico diagonale P [kn] MP-1A MP-1A-F33S MP-2A-F66S MP-1A-F66D (a) deformazione di compressione c carico diagonale P [kn] MP-1B-F66S MP-2B-F66S MP-1B MP-2B (b) deformazione di compressione c Figura 57. Diagramma carico-deformazione delle prove di tipo A (a) e di tipo B (b)

89 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 89/128 La resistenza dopo la formazione della prima fessura diagonale decresce ma in maniera molto blanda garantendo valori di resistenza rilevanti anche per valori della deformazione elevati ( c =-0.5%). Nella Fig. 57a sono messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con la malta di tipo A; in Fig. 57b sono invece messe a confronto le curve relative ai campioni confezionati con malta tipo B. Per maggiore chiarezza, in Fig. 57a, è riportata una curva per ogni coppia di campioni identici. Nel diagramma di Fig. 57a si notano differenze modeste fra i tre tipi di rinforzo: migliori prestazioni sono offerte dal campione rinforzato con rete di maglia 66x66 mm con filo a doppia area di fibre (quantità di fibre per unità di superficie di pannello uguale alla rete di maglia 33x33 mm con filo standard). Questa differenza è dovuta al fatto che l intonaco penetra con maggiore difficoltà nella maglia da 33x33 mm e quindi rimane qualche vuoto nell intonaco che riduce l efficienza del rinforzo. I campioni rinforzati con rete di maglia da 66x66 mm con filo standard hanno mostrato prestazioni leggermente inferiori agli altri campioni. Campioni non rinforzati riparati dopo la prova I campioni di muratura in pietra non rinforzati MP-1A, MP-2A e MP-1B, MP-2B, dopo l esecuzione della prova di compressione diagonale sono stati riparati applicando un intonaco armato con rete in GFRP, senza sigillare o iniettare le fessure diagonali presenti. In particolare, ai campioni MP-1A e MP-2A è stato applicato un intonaco armato con rete di maglia 66x66 mm con filo standard, mentre ai campioni MP-1B e MP-2B è stato applicato un intonaco armato con rete di maglia 66x66 mm con filo a doppia percentuale di fibre. La tecnica di applicazione dell intonaco e di solidarizzazione della rete con la muratura è la stessa adottata per il rinforzo di tutti i campioni presentati nelle sezioni precedenti. Per distinguerli dai campioni originali, alla sigla dei campioni riparati è stata aggiunta una R e la dimensione della maglia della rete (e.g. 66). Per distinguere la rete con filo a doppia percentuale di fibre è stata aggiunta ancora la lettera D. Il carico è stato applicato nella stessa direzione che era stato applicato sullo stesso campione prima della riparazione (nella direzione della fessura). I risultati espressi in termini di carico applicato in funzione della deformazione media di compressione relativi ai campioni MP-1A R(66) e MP-2A R(66) sono riportati, rispettivamente, nelle Fig. 58a e 58b. Nelle figure sono riportate anche le curve riguardanti la prova eseguita sul campione non rinforzato (Fig. 48a). Le curve evidenziano un significativo incremento della resistenza massima rispetto a quella espressa dal campione non rinforzato (70-100%). Le curve dopo l inizio della

90 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 90/128 fessurazione dell intonaco armato hanno mostrato un tratto perfettamente plastico (Fig. 58a) o comunque non decrescente (Fig. 58b) fino a valori della deformazione media di compressione superiori allo -0.5%. La rigidezza iniziale ha assunto valori comparabili con quelli del campione di origine in muratura non rinforzata. MP-1A-R(66) e MP-2A-R(66) carico diagonale P [kn] MP-1A MP-1A-R(66) (a) deformazione di compressione c carico diagonale P [kn] MP-2A MP-2A-R(66) (b) deformazione di compressione c Figura 58 Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A (a) e MP-2A (b) riparati con intonaco armato con rete in GFRP di maglia 66x66 mm.

91 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 91/128 MP-1B-R(66D) e MP-2B-R(66D) carico diagonale P [kn] MP-1B MP-1B-R66D (a) deformazione di compressione c 600 carico diagonale P [kn] MP-2B MP-2B-R66D (b) deformazione di compressione c Figura 59. Diagramma carico-deformazione campioni MP-1A (a) e MP-2A (b) riparati con intonaco armato con rete in GFRP di maglia 66x66 mm. I risultati espressi in termini di carico applicato in funzione della deformazione media di compressione relativi ai campioni MP-1B R(66D) e MP-2B R(66D) sono riportati, rispettivamente, nelle Fig. 59a e 59b. Nelle figure sono riportate anche le curve riguardanti la prova eseguita sul campione non rinforzato (Fig. 55a). Le curve evidenziano un significativo incremento della resistenza alla fessurazione dell intonaco armato del 60-70% rispetto a quella massima espressa dal campione non

92 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 92/128 rinforzato. Le curve dopo l inizio della fessurazione dell intonaco armato hanno mostrato un tratto leggermente incrudente (Fig. 59) fino a valori della deformazione media di compressione superiori allo -0.5%. La rigidezza iniziale ha assunto valori comparabili con quelli del campione di origine della muratura non rinforzata. Gli interventi di riparazione delle murature già danneggiate da fessurazione diagonale hanno mostrato un significativo aumento delle prestazioni rispetto a quelle del campione originario sia in termini di capacità portante che in termini di energia di deformazione post elastica.

93 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 93/128 INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI SPERIMENTALI Scopo Lo scopo dello studio è, da un lato, quello di evidenziare l efficacia della tecnica di rinforzo in argomento e, dall altro, quella di stimare la rigidezza, la capacità portante a taglio e la duttilità della muratura rinforzata. Si rende quindi necessario analizzare i risultati sperimentali per ricavare i parametri che caratterizzano il comportamento del materiale muratura tenendo conto delle particolari condizioni di sollecitazione del materiale muratura nelle prove di compressione diagonale ed estrarre la resistenza a trazione, il modulo di elasticità tangenziale ed alcune indicazioni sulla capacità dissipativa. Determinazione della tensione principale di trazione massima Le prove di compressione diagonale sono utilizzate per la determinazione della resistenza a trazione che causa la formazione di una fessura diagonale nella direzione della forza applicata. Questa resistenza a trazione è indispensabile per determinare la resistenza a taglio di pannelli in muratura. La prova di compressione diagonale è normalizzata dalle norme ASTM E (ASTM E ; Standard test method for diagonal tension (shear) in masonry assemblages, Annual Book of ASTM Standards, West Conshohock, PA, 2002.) e dalle Raccomandazioni RILEM (RILEM TC. 76-LUM; Diagonal tensile strength tests of small wall specimens, RILEM Recommendations for the Testing and use of Constructions Materials, pp , E&EN SPON, London, 1994). Queste norme mostrano alcune differenze sia nell interpretazione dei risultati sperimentali che nella valutazione delle proprietà meccaniche dalle prove sperimentali. Infatti, le Raccomandazioni RILEM forniscono informazioni solo sulla tensione di trazione f t al centro del pannello, mentre le norme ASTM forniscono anche indicazioni sulla stima del modulo di taglio G. Comunque la differenza principale fra le due raccomandazioni riguarda la definizione dello stato di tensione all interno del pannello, quando questo è sottoposto ad un carico diagonale. Le norme ASTM assumono che la prova di compressione diagonale produce una tensione tangenziale uniforme: P xy 0, 707 (1) A

94 EFFICACIA DEL SISTEMA DI RINFORZO DELLE MURATURE CON L IMPIEGO DI RETE IN GFRP PAGINA N. 94/128 dove P è il carico diagonale applicato e pannello. A b t è l area della sezione trasversale del Le Raccomandazioni RILEM, invece, assumono che lo stato di tensione in un pannello quadrato soggetto a compressione diagonale non è uniforme sulla base dello studio condotto da Frocht (FROCHT, M. M.; Recent advances in Photoelasticity, Transactions, ASME, Vol. 55, Sept.-Dec., 1931, pp ) nell ipotesi di continuo elastico, omogeneo e isotropo. Frocht definisce come parametro di riferimento la tensione tangenziale media del pannello: P (2) 2 b t dove b è la dimensione del pannello e t è il suo spessore. In funzione di traccia la distribuzione delle tensioni principali (di trazione e di compressione) nel pannello (Fig. 60.). Figura 60. Distribuzione delle tensioni nel pannello secondo Frocht, 1931.