Murature realizzate con blocchi rettificati e giunti sottili

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1 Maria Rosa Valluzzi, Francesca da Porto, Claudio Modena Ricerca Murature realizzate con blocchi rettificati e giunti sottili Si presentano i risultati di una ricerca sperimentale sul comportamento a compressione e a taglio di murature portanti realizzate con blocchi rettificati e letti sottili di malta. Lo studio ha preso in considerazione materiali e sistemi correntemente adottati nell edilizia abitativa per la muratura ordinaria (blocchi ad incastro, malta cementizia premiscelata), mettendo a confronto diversi elementi legati alle attuali innovazioni tecniche e tecnologiche, quali l impiego di nuovi materiali (malte fibrorinforzate) e l adozione di diversi sistemi per l esecuzione dei giunti sottili (per immersione della base del blocco o con dispositivo stendi-giunto) Si è recentemente posta l attenzione, anche in Italia, su un nuovo sistema costruttivo per la realizzazione di murature portanti, basato sull impiego di blocchi ad incastro verticale preventivamente rettificati, tali da consentire l esecuzione di letti sottili di malta dell ordine di 1-3 mm di spessore.tale sistema si presta a ridurre drasticamente le quantità di malta necessarie ed i tempi di esecuzione della muratura, con vantaggi economici di rilievo. Nel panorama europeo, la muratura realizzata con maltacolla per giunti sottili è riconosciuta dalla versione attualmente vigente dell Eurocodice 6 [1] ed è stata adottata, già da alcuni anni, in alcuni paesi (Germania, Austria, Francia, Gran Bretagna) [2] [3], dove è oggetto di alcune recenti sperimentazioni [4]. L interesse è volto principalmente all individuazione di sistemi rapidi per l esecuzione dei giunti sottili, impiegando anche dispositivi meccanici, ed alla progettazione degli elementi costituenti (blocchi di laterizio e malte) nelle loro specifiche caratteristiche fisico-meccaniche e di interazione reciproca, al fine di ottimizzare il comportamento dell intero assemblaggio. La conoscenza del comportamento meccanico di tali murature non è però ancora sufficientemente esaustivo, soprattutto in relazione all influenza dei numerosi parametri caratterizzanti.al fine di fornire informazioni sistematiche sul comportamento meccanico a compressione e a taglio delle murature realizzate con blocchi rettificati a giunti sottili, si è recentemente conclusa, presso il Dipartimento di Costruzioni e Trasporti dell Università di Padova, una ricerca sperimentale comparativa su pannelli aventi dimensioni di circa 100x100x30 cm, realizzati sia in muratura ordinaria, sia con il nuovo sistema costruttivo (blocchi rettificati e giunti sottili). Le prove sono state condotte secondo la procedura di compressione monoassiale e di compressione diagonale, rispettivamente per la caratterizzazione del comportamento a compressione e a taglio. Per la muratura ordinaria è stata considerata la tipologia corrente, adottata per la realizzazione di murature portanti in zona non sismica, costituita da blocchi semipieni/forati in laterizio conformati ad incastro sulle facce verticali di contatto e dall impiego di malta ordinaria cementizia destinata ai soli giunti orizzontali, aventi spessore medio di circa 10 mm. La ricerca ha preso in considerazione tre diversi tipi di blocchi, assunti come rappresentativi della produzione corrente in ambito nazionale. Per il sistema con giunti sottili sono state utilizzate le stesse tipologie di blocco adottate per la muratura ordinaria, rettificate sulle facce orizzontali, e malte-colla appositamente studiate per la realizzazione di letti con spessore non superiore ai 3 mm. Secondo le attuali tendenze riscontrabili nel settore delle costruzioni, per la realizzazione dei giunti sottili, si sono considerate due modalità esecutive: una per immersione-contatto dei blocchi e l altra con utilizzo di macchina stendi-giunto. I principali obiettivi della ricerca erano: caratterizzare il comportamento a compressione e a taglio della muratura con blocchi rettificati e giunti sottili confrontandone le prestazioni meccaniche con il sistema correntemente adottato per la muratura portante; verificare i vantaggi sull impiego di diverse modalità esecutive dei giunti sottili e di nuovi materiali (in particolare malte fibrorinforzate). Lo scopo finale era anche quello di fornire, sulla base dei risultati sperimentali ottenuti, indicazioni utili al calcolo della 64 CIL 87

2 Blocchi impiegati nella ricerca (da sinistra: tipo W, tipo D e tipo P). Modalità esecutive dei giunti sottili per i muri con blocchi rettificati (da sinistra: con dispositivo stendi-giunto, e per immersione della base del blocco). Vista dei pannelli murari realizzati con blocchi rettificati e giunti sottili. (Da sinistra: sistema con dispositivo stendi-giunto (blocco tipo W) e sistema per immersione della base del blocco (blocchi tipo D e P). muratura realizzata con il nuovo sistema, per la revisione e calibrazione delle attuali formulazioni adottate dalle normative nazionali ed europee. Sistemi costruttivi e materiali adottati Per la caratterizzazione del comportamento meccanico della muratura oggetto di studio sono state realizzate tre serie di n. 6 pannelli afferenti alle tre tipologie di blocco (individuati dalle sigle W, D e P), per ciascuna delle due tipologie costruttive (ossia ordinaria e con blocchi rettificati e giunti sottili, individuate dalle sigle N e R, associate al blocco normale e rettificato, rispettivamente) e per ciascuna delle due modalità di prova (compressione monoassiale e compressione diagonale), per un totale di n. 72 campioni murari. La realizzazione della muratura con blocchi rettificati e giunti sottili è stata riferita alle due modalità di esecuzione dei giunti: per due serie di campioni (D e P) si è impiegata la tecnica per immersione della base del blocco nell impasto di malta, mentre, per la restante serie (W), si è utilizzato un dispositivo meccanico stendi-giunto. Tale attrezzatura è costituita da un recipiente metallico, collegato ad un rullo, a sua volta inserito in un sistema di guide, che consente la distesa della malta mediante colata dall alto con un semplice passaggio orizzontale dell operatore sul corso di blocchi già posizionati. La muratura ordinaria di confronto è stata eseguita, invece, con la tradizionale tecnica manuale. Per tutti i campioni sono state impiegate malte premiscelate pronte all uso: per la muratura ordinaria si è adottata una malta di calce-cemento di resistenza dichiarata M2 (classificazione secondo il D.M [5] ), miscelata in una comune betoniera; per i muri rettificati sono stati invece utilizzati due tipi di malte speciali, appositamente progettate dalle case produttrici per i due diversi sistemi esecutivi (per immersione e con stendi-giunto); esse sono a base cementizia, presentano particolari caratteristiche di adesione, sono rinforzate mediante aggiunta di fibre e vengono miscelate in loco mediante dispositivo ad elica. Al fine di ottimizzare le prestazioni delle malte adottate, i blocchi sono stati soggetti a preventiva adeguata bagnatura in acqua (particolarmente ridotta nel caso degli elementi rettificati). Nel caso dell utilizzo del dispositivo stendi-giunto, i blocchi dei corsi via via realizzati vengono poggiati su un letto di malta preesistente, mentre nel sistema per immersione il giunto di malta viene formato simultaneamente alla posa dei blocchi. Nel primo caso si ottiene un letto di malta uniforme su tutta la superficie, di spessore controllato e pressoché costante; nel sistema per immersione, invece, il letto di malta è ridotto alla superficie di sovrapposizione dei blocchi a contatto e la sua dimensione è meno controllabile, essendo legata alle peculiarità della fase di posa. Per contro, il secondo sistema si presta ad un minor consumo di malta e ad una maggiore rapidità di realizzo della muratura.valori puramente indicativi, stimati nella fase esecutiva dei campioni testati, denotano che è possibile impiegare quantità di malta da 6 (modalità stendi-giunto) a 15 (modalità per immersione) volte inferiori nella muratura 65 RICERCA

3 1 Caratteristiche dei campioni murari sigla numero campioni dimensioni medie n. corsi tipo malta sistema costruttivo spessore campione compress. taglio (bxtxh) (cm) malta medio giunti (mm) W R ,5x30x108,5 4 malta-colla 1 dispositivo stendi-giunto 2,8 N ,5x30x118 ordinaria tradizionale 12,0 D R ,5x30x98 4 malta-colla 2 immersione base blocco 1,8 N ,5x30x99,5 ordinaria tradizionale 12,0 P R ,5x30x97,5 3 malta-colla 2 immersione base blocco 1,8 N ,5x30x103 ordinaria tradizionale 12,0 con blocchi rettificati e giunti sottili rispetto a quella ordinaria, con tempi di esecuzione ridotti mediamente ad un terzo (il confronto tra modalità stendi-giunto ed immersione porta ad una ulteriore riduzione di un terzo, a vantaggio di quest ultimo). Le caratteristiche compositive di tutti i campioni sono riportate in tabella 1,mentre le tabelle 2 e 3 forniscono le proprietà fisico-meccaniche dei singoli materiali costituenti. I blocchi impiegati hanno resistenze equiparabili, mentre le malte fibrorinforzate utilizzate per la realizzazione dei giunti sottili presentano resistenze molto elevate rispetto a quella ordinaria (dal 140% circa per il prodotto utilizzato nel sistema ad immersione, fino ad oltre il 200% per quello relativo al dispositivo stendi-giunto) e rigidezze comparabili (per la malta-colla 1, utilizzata con il dispositivo stendigiunto) o inferiori (riduzione del 25% per la malta-colla 2). Per contro, entrambe le malte per giunti sottili presentano un minore coefficiente di Poisson (riduzioni del 25% per il tipo 1 e superiori al 50% per il tipo 2), ossia una minore deformabilità trasversale in rapporto a quella verticale. Risultati sperimentali Prove a compressione Il comportamento meccanico sotto azioni verticali di compressione è stato studiato mediante l e- 2 Proprietà caratteristiche medie dei blocchi impiegati nella ricerca larghezza spessore altezza percentuale di foratura peso resistenza a blocco (cm) (cm) (cm) (%) (kg) compressione (MPa) W R 24,5 30,2 21,6 42,7 14,0 17,3 N 22,8 14,5 D R 24,5 29,3 19,7 45,0 13,0 16,1 N 19,0 12,5 P R 25,4 30,0 24,5 51,0 14,5 17,2 N 25,0 15,0 3 Proprietà caratteristiche medie delle malte impiegate nella ricerca (resistenze a 28 gg) prodotto impiego rapporto a/l resistenza resistenza a modulo coefficiente premiscelato muri (in volume) a flessione compressione elastico di Poisson (MPa) cubica (MPa) (MPa) malta-colla 1 WR 0,42 5,56 24, ,21 malta-colla 2 DR, PR 0,36 6,47 19, ,14 malta ordinaria WN, DN, PN 0,30 3,02 8, ,28 secuzione di prove di compressione monoassiale [4], eseguite dopo 28 gg. di maturazione della muratura. La condizione di tensione monoassiale è stata ottenuta mediante l interposizione, su ciascuna delle basi a contatto con le piastre della macchina di prova, di una coppia distinta di fogli di teflon, previa spianatura con gesso delle basi frattonate dei muri. I test sono stati eseguiti in controllo di carico utilizzando una pressa idraulica da 2000 kn, ad incrementi di circa 50 dan/sec, e rilevando, oltre alla forza verticale, le deformazioni orizzontali e verticali su entrambe le facce principali del muro (lati A e B), mediante trasduttori induttivi di spostamento tipo W20. Le prove sono state eseguite con un primo ciclo di caricoscarico fino a 100 kn e successivo ricarico monotonico fino a rottura; in seguito al raggiungimento del massimo si è lasciata agire la forza verticale fino a circa l 80-90% del valore di picco (compatibilmente con lo stato di danneggiamento conseguito), al fine di registrare l effettiva riduzione di carico per danneggiamento proprio del pannello. Le tensioni caratterizzanti la resistenza a compressione sono state ottenute distribuendo il carico ultimo sulla sezione orizzontale lorda del pannello. In tabella 4 sono indicati i parametri medi meccanici significativi: il modulo di Young ed il rapporto tra le deformazioni orizzontali e verticali nel piano dei muri sono stati calcolati tra il 30% ed il 60% delle tensioni massime raggiunte. Tutti i campioni hanno evidenziato una rottura caratterizzata dalla presenza di fessure verticali o sub-verticali. Esse si attivano inizialmente nelle facciate principali, lungo il proseguimento delle discontinuità verticali corrispondenti all accostamento a secco dei blocchi ad incastro, per poi interessare le sezioni trasversali del muro, con fessurazione più o meno netta a seconda della tipologia considerata. Il lesionamento nello spessore provoca un fenomeno di inflessione fuori piano delle due porzioni verticali di parete, registrato dall inversione di 66 CIL 87

4 tendenza degli strumenti di misura degli spostamenti verticali; tale situazione si evolve, con concomitante incremento della fessurazione in facciata, fino al collasso. È risultato che i muri rettificati sono contraddistinti da un minore danneggiamento a rottura, la quale avviene per carichi in media superiori di Prova a compressione. circa il 34% di quelle dei muri normali (variazioni dal 28% per i muri PR al 39% per i muri WR). Inoltre, come indicato nei diagrammi sforzi-deformazione ed in tabella 4, mentre nei muri normali la tensione di massima resistenza coincide essenzialmente con quella in corrispondenza della quale avviene il lesionamento verticale entro lo spessore murario, fenomeno che individua il collasso dei pannelli, nei muri rettificati sono possibili ulteriori incrementi di carico oltre il raggiungimento della tensione di lesionamento trasversale, variabili in media dal 33% (WR) al 66% (PR). Per quanto riguarda le caratteristiche di deformabilità, tutte le serie di muri realizzati con blocchi rettificati e giunti sottili hanno fatto registrare valori più elevati del modulo elastico (incrementi dal 17% per i muri PR, fino al 42% per i muri DR) e del rapporto tra le deformazioni (variazioni dall 85% per i WR al 112% per i DR) rispetto ai corrispondenti muri realizzati con blocchi normali e malta ordinaria. In particolare, per i muri rettificati, il rapporto tra le deformazioni medie orizzontali e verticali nel piano del muro assume valori maggiori dell unità, mentre per i muri normali tali valori si attestano tutti al di sotto dell unità; ciò indica che i muri rettificati si deformano meno in senso verticale rispetto a quelli normali, se si rapporta tale deformazione alla dilatanza longitudinale del muro. Tale effetto è dovuto essenzialmente alle caratteristiche di rigidezza delle malte ed al maggior spessore del giunto di malta ordinaria, presente nei muri normali, che governano i fenomeni legati alla deformabilità dei pannelli. 4 Risultati medi delle prove di compressione monoassiale sigla resistenza a rapporto tensioni modulo rapporto deforcampione compressione inversione/rottura elastico mazioni [ε h /ε v ] σ max σ inv /σ max E (30-60%) ν (30-60%) (MPa) (%) (MPa) W D P R 4, ,14 N 3, ,62 R 5, ,66 N 4, ,66 R 6, ,1446 N 4, ,73 a. b. Tipici diagrammi tensione-deformazione e quadri fessurativi per campioni rettificati (a) e normali (b) soggetti a compressione. Prove a taglio Per lo studio del comportamento meccanico sotto azioni taglianti sono state eseguite prove di compressione diagonale [5] [6], dopo 28 gg. di maturazione dei campioni. Si sono effettuati test in controllo di carico, utilizzando un telaio di acciaio dotato di martinetto e relativa cella di carico da 2000 kn, ad incrementi di circa 5 dan/sec, e rilevando, oltre alla forza verticale, le deformazioni orizzontali 67 RICERCA

5 Prova di compressione diagonale. Prova di scorrimento su triplette. a. e verticali sulle diagonali di entrambe le facce principali del muro (lati A e B), mediante trasduttori induttivi di spostamento tipo W20. Il carico viene trasmesso al campione murario attraverso interposizione di una sagoma metallica sugli spigoli verticali, previa spianatura con gesso sugli spigoli frattonati in fase di realizzazione dei pannelli. Tale procedura sperimentale, com è noto, è considerata dal D.M [5] per la determinazione della resistenza a taglio in assenza di carichi di compressione (f vk0 ), mentre l Eurocodice 6 [1] si riferisce, per lo stesso parametro, a prove di scorrimento su elementi a tre blocchi e due giunti (triplette). L incoerenza tra le due norme comporta incertezze nell applicazione di formulazioni disponibili per il calcolo della resistenza a taglio della muratura (v.anche [7] ).Pertanto, al fine di indagare le proprietà di scorrimento all interfaccia malta-blocco nelle diverse condizioni di studio, sono state realizzate sei triplette per ciascuna delle sei tipologie di muratura considerate (tre tipi di blocco per i due sistemi di muratura, normale e con giunti sottili), per un totale di n. 36 campioni. Le prove sono state effettuate applicando un carico verticale monotonico in presenza di una compressione di confinamento controllata e mantenuta costante durante la prova (sono stati considerati tre livelli di tensione, pari a 0.015, 0.05 e 0.10 MPa), misurando anche lo scorrimento relativo tra blocco centrale ed elementi resistenti su entrambi i lati del campione. I risultati ottenuti dai test a compressione diagonale, in termini di parametri meccanici significativi sono riportati in tabella 5. I valori di resistenza si riferiscono alla tensione tangenziale nominale di rottura, ottenuta dalla distribuzione del carico ultimo sull area diagonale lorda del pannello. Tutti i campioni hanno evidenziato una rottura per scorrimento conformata a dente di sega lungo la diagonale verticale, che interessa inizialmente i giunti verticali a secco e b. Tipici diagrammi tensione-deformazione, quadri fessurativi e particolari della rottura per campioni rettificati (a) e normali (b) soggetti a compressione diagonale. 68 CIL 87

6 5 Risultati medi delle prove a taglio prove di compressione diagonale prove di scorrimento su triplette sigla resistenza a modulo elastico scorrimento resistenza in coefficiente campione taglio nominale di taglio tagliante compressione nulla di attrito τ max G (30-60%) γ (30-60%) τ scorr µ (MPa) (MPa) (MPa) W R 0, ,777 0,487 1,90 N 0, ,254 0,168 1,61 D R 0, ,498 0,333 0,87 N 0, ,233 0,161 0,70 P R 0, ,519 0,425 0,77 N 0, ,330 0,238 1,23 si estende fino a provocare il distacco della malta presente nei letti orizzontali. La rottura tende ad essere esplosiva e, come indicato dai diagrammi, è generalmente di tipo elasto-fragile. Tali andamenti si sono rivelati più marcati nella muratura rettificata. Per la tipologia di prova adottata, il meccanismo resistente prevalente è dovuto all adesione malta-laterizio, che contrasta l apertura del pannello, poiché l assenza di compressione permanente durante la fase di carico limita l attivarsi dei contributi di ingranamento di tipo meccanico (effetto perno dei denti di malta) o di attrito (tali contributi si attivano del tutto, invece, nella prova di scorrimento su triplette, e ciò giustifica i maggiori valori di resistenza ottenuti, come riportato in tabella 5). Nei muri rettificati, le ottime proprietà di adesione delle malte speciali (particolarmente elevate per la malta tipo 2, impiegata nel sistema ad immersione) hanno consentito l esplicarsi di resistenze notevolmente superiori rispetto a quelle della muratura ordinaria, con incrementi dei valori medi variabili tra il 63% (PR) e il 189% (WR). In molti casi si sono osservati anche distacchi della parte superficiale di laterizio a diretto contatto con la colla. In limitati casi (alcuni DR), inoltre, dopo l innesco della fessurazione diagonale, si è rilevata una limitata perdita di tensione a cui è subito seguita una significativa ripresa di resistenza, comunque non generalizzabile alle intere serie. Nel caso dei muri WR si è osservato il potenziale contributo resistente aggiuntivo dell ingranamento tra i blocchi dovuto alla presenza di denti di malta di limitate dimensioni (10-15 mm). Nei muri normali, invece, la dilatazione orizzontale del pannello provoca inizialmente il distacco dell interfaccia malta-blocco su entrambe le superfici del giunto; all aumentare del carico tali lesioni si ampliano, fino a recidere la malta nel suo spessore. A conferma della difficoltà di attivazione degli altri meccanismi resistenti, l ispezione dei campioni a fine prova ha fatto rilevare la permanenza di gran parte dei denti di malta ancora integri nella loro altezza. Per quanto concerne le caratteristiche elastiche, i risultati ottenuti denotano valori contrastanti del modulo di taglio e degli scorrimenti tra le diverse serie considerate. In generale,i pannelli realizzati con muratura rettificata e giunti sottili hanno fatto registrare una minore deformabilità lungo entrambe le diagonali, a parità di carico, ma l incremento preponderante della deformazione verticale (comandata dal maggiore carico raggiunto) su quella orizzontale (caratterizzata da valori finanche di un ordine di grandezza inferiore rispetto alla muratura normale) influenza numericamente i valori dello scorrimento γ e del modulo G.Tale effetto, così come la non completa attivazione dei meccanismi resistenti, è imputabile alla particolare procedura di prova, che non consente di ottenere dei parametri di deformabilità simmetrici tra le due diagonali del pannello. Per quanto riguarda i risultati delle prove su triplette ( Tab. 5), sia la resistenza a taglio in assenza di compressione che il coefficiente di attrito (quest ultimo tranne che per la serie PN, affetta da particolare dispersione dei risultati) aumentano passando dalla serie normale a quella rettificata, con incrementi di resistenza che raggiungono quasi il 200% (serie WR). Analisi dei risultati I risultati sperimentali sopra discussi sono stati elaborati al fine di determinare i valori di resistenza caratteristica della muratura come suggerito dalle attuali normative vigenti, ossia il D.M [5] e l Eurocodice 6 [1]. Resistenza caratteristica a compressione Per quanto riguarda la resistenza a compressione, oltre alla elaborazione statistica dei risultati ottenuti da prove sperimentali (1), entrambe le norme consentono la determinazione della resistenza della muratura in base alle caratteristiche dei componenti (malte e blocchi). In particolare, mentre il D.M propone semplicemente dei valori tabulati in funzione della resistenza caratteristica a compressione dei blocchi e della classe della malta (per la sola muratura con giunti normali), l Eurocodice 6 fornisce una specifica formula per il calcolo (2): f k = f w,m ks (1) dove f w,m è il valore della resistenza media a compressione del muro, k=2,33 (per n. 6 campioni) e s lo scarto quadratico medio; f k = 0,5 K f b 0,65 f m 0,25 (2) dove K varia a seconda del tipo di muratura (eseguita con malta ordinaria o per giunti sottili) e del tipo di blocco, f m = δ f bm è la resistenza a compressione normalizzata del blocco, dove δ è un coefficiente tabulato in funzione delle dimensioni geometriche del blocco e della sua resistenza media f bm,e f m è la resistenza della malta a compressione. In 69 RICERCA

7 particolare, per i blocchi W e D il coefficiente K assume i valori 0,55 nel caso della muratura ordinaria e 0,60 nel caso della muratura rettificata, mentre per il laterizio tipo P tale valore è pari a 0,50 a prescindere dal tipo di blocco (in tal caso, quindi, il parametro discriminante della resistenza si riduce alla sola resistenza della malta!). Dal confronto tra i risultati ottenuti, emerge che le variazioni delle valutazioni effettuate in base alle caratteristiche dei componenti rispetto all elaborazione statistica dei risultati sperimentali variano, per la muratura ordinaria, dal 36% (D) al 122% (W), per quanto concerne il D.M , e dal -23% (P) al 6% (W) per l Eurocodice 6. Per la muratura con giunti sottili si hanno invece variazioni dal -40% (P) al 14% (W). Resistenza caratteristica a taglio Per quanto riguarda la resistenza a taglio, entrambe le normative adottano una legge attritiva lineare (Mohr-Coulomb), sommando il contributo di resistenza a taglio a compressione nulla e dell attrito dovuto alla presenza di carichi verticali. Il D.M fornisce l equazione (3), in cui f vk0 è la resistenza caratteristica a taglio in assenza di compressione e σ n è la tensione normale media dovuta ai carichi verticali. La f vk0 è ottenuta mediante la riduzione del 30% della resistenza media ricavata da prove sperimentali di compressione diagonale, oppure è tabulata per sola muratura con giunti ordinari, in funzione della resistenza caratteristica a compressione dei blocchi; la f vk,lim è ottenuta dall incremento del 40% della resistenza caratteristica di blocchi semipieni o forati: f k = f vk0 + 0,4σ n f vk,lim (3) L Eurocodice 6, invece, considera come prova di riferimento per la determinazione della f vk0, coerentemente al modello teorico adottato, la prova di scorrimento su triplette, fornendo specifiche anche per la muratura con giunti sottili; per i casi oggetto di studio la resistenza caratteristica a taglio deve risultare non minore del più piccolo dei valori ricavati dalle relazioni (4), (5) e (6): f k = 0,5 f vk0 + 4σ n (4) f k = 0,045 f b, ma comunque non minore di f vk0 (5) dove f b = δ f bm è la resistenza a compressione normalizzata del blocco, f k = 0,7 f vk,lim (6) dove f vk,lim è tabulata per le diverse classi di elementi resistenti e malta impiegati, ed assume i valori di 1,2 MPa per la muratura ordinaria e di 1,4 MPa per quella con giunti sottili. Il confronto tra i diversi valori ottenuti per la resistenza a taglio in assenza di carichi di compressione, includendo anche la resistenza a taglio nominale media valutata sperimentalmente sui muretti, evidenzia come, sia i valori ottenuti in base alle caratteristiche dei componenti, per entrambe le normative, che i risultati sperimentali su triplette (pur essendo quest ultime non definibili come caratteristiche, non essendo al momento disponibile la relativa norma europea di riferimento), siano superiori alla semplice riduzione della resistenza a compressione diagonale ottenuta dalle prove sperimentali. Per quanto concerne il calcolo della resistenza caratteristica a taglio della muratura, in relazione alle diverse formulazioni disponibili per la norma europea, per tutti i muri (sia rettificati che normali) i valori minimi di riferimento per la resistenza derivano dall applicazione della (4). Le equazioni (3) e (4) sono state applicate supponendo una compressione pari alla componente normale corrispondente alla massima resistenza nominale valutata dalle prove di compressione diagonale; la (4), inoltre, è stata impiegata non solo considerando il coefficiente di attrito come proposto dalla norma (0,4), ma anche i valori sperimentali ottenuti dalle prove su triplette per ciascuna delle serie allo studio. Si rileva innanzitutto che, analogamente ai risultati sperimentali, la resistenza caratteristica a taglio ricavata con l Eurocodice 6 è sempre maggiore per i muri rettificati,con incrementi percentuali che variano dal 76% (P) al 189% (W). Inoltre, le resistenze caratteristiche assunte dall Eurocodice sono sempre maggiori di quelle valutate secondo il D.M , con incrementi che variano dall 8% (D) al 79% (W). I valori ottenuti utilizzando i dati relativi alle prove su triplette forniscono valori di resistenza molto elevati, poiché corrispondono alla situazione ideale in cui la presenza di compressione trasversale, sempre agente durante lo scorrimento, consente l attivarsi ed il permanere, fino a rottura, di tutti i meccanismi resistenti imputabili a livello locale (attrito ed effetto perno dei denti di malta). Le due procedure adottate per la determinazione della resistenza caratteristica a taglio (prova di compressione diagonale e prova di scorrimento su triplette) possono quindi fornire, rispettivamente, una sottostima od una sovrastima della resistenza della muratura;tale analisi suggerisce la necessità di messa a punto di metodi sperimentali che meglio approssimino la muratura nelle sue reali condizioni di funzionamento. Conclusioni I risultati sperimentali hanno mostrato che la muratura con blocchi rettificati e giunti sottili costituisce un sistema costruttivo affidabile ed efficace per la realizzazione di strutture portanti. Esso consente una rapida esecuzione 70 CIL 87

8 Resistenza a compressione della muratura: valori medi e caratteristici. Resistenza a taglio in assenza di compressione: valori medi e caratteristici. della muratura ed un minore consumo di malta rispetto alla tecnica costruttiva tradizionale ed è caratterizzato da un migliore comportamento strutturale, sia per sollecitazioni di compressione che di taglio. In particolare, si sono ottenute resistenze a compressione maggiori quasi del 40% rispetto a quelle delle murature ordinarie, con valori della tensione di collasso fino a 2/3 superiori rispetto alla tensione di lesionamento trasversale, caratteristico del collasso della muratura ordinaria. Il nuovo sistema non modifica sostanzialmente il comportamento a rottura a compressione diagonale della muratura, ma si raggiungono incrementi di resistenza a taglio fino al 190% superiori. L impiego di malte fibrorinforzate ad elevata resistenza a compressione rispetto alla malta ordinaria, impiegate per i giunti sottili, non ha comportato incrementi comparabili nella resistenza a compressione della muratura; a tale proposito, ulteriori ricerche potranno essere indirizzate alla valutazione dell influenza delle caratteristiche di rigidezza delle malte (comparabili nella sperimentazione in questione) e dello spessore del giunto. Il sistema esecutivo con dispositivo stendi-giunto ha fatto registrare i massimi incrementi di resistenza sia a compressione che a taglio (pur non essendo caratterizzato dai massimi valori in termini assoluti).tale sistema consente una distribuzione uniforme del letto di malta (condizione che migliora anche le proprietà di isolamento termo-acustico della muratura) ed un, seppur limitato, ingranamento della malta nei blocchi, che può fornire un potenziale contributo alla resistenza a taglio dei pannelli. Per contro, pur mantenendo prestazioni meccaniche rilevanti (i massimi valori di resistenza si sono ottenuti per i campioni PR a compressione e DR a taglio), il sistema ad immersione consente una maggiore riduzione dei tempi di realizzo ed un minor consumo di malta. Ulteriori valutazioni costi-benefici comparative tra i due sistemi e di questi con il sistema costruttivo tradizionale dovranno tener conto, oltre che della rapidità esecutiva e del risparmio di materiali,dell influenza globale degli elementi caratterizzanti le diverse fasi (produzione e/o rettifica dei blocchi, costo delle malte speciali, messa a punto di particolari dispositivi, ecc.). Riferimenti bibliografici Resistenza a taglio della muratura: valori medi e caratteristici. [1] UNI ENV (1998), Eurocodice 6: Progettazione delle strutture di muratura. Parte 1-1: Regole generali per gli edifici - Regole per la muratura armata e non armata. [2] Baratta A.F.L., Evoluzione e innovazione nelle murature: il laterizio rettificato, Costruire in Laterizio, n. 83, settembre-ottobre 2001, pp [3] Fudge C.A., Developments with thin-joint aac masonry in the U.K.,12 th International Brick/Block Masonry Conference, Madrid, Spain, June 2000, pp [4] Zeus K., Popp T. (2000), Load capacity of masonry made of flat-bricks and cover up thin layer mortars,12 th International Brick/Block Masonry Conference, Madrid, Spain, june 2000, pp [5] Ministero LL. PP., D.M , Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento. [6] ASTM E (reappr. 1988), Standard test method for diagonal tension (shear) in masonry assemblages. [7] Modena C., Valluzzi M.R., La muratura in zona sismica secondo il nuovo decreto: aspetti innovativi e confronto con gli eurocodici, Costruire in Laterizio, n. 56, marzo-aprile 1997, pp RICERCA