ADEGUAMENTO SISMICO DELLE MURATURE STORICHE

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1 ADEGUAMENTO SISMICO DELLE MURATURE STORICHE SEISMIC ADJUSTMENT OF HISTORIC MASONRY IL CONSOLIDAMENTO MURARIO MASONRY CONSOLIDATION Relatore/Speaker: Ing. Dalpiaz Michele Responsabile del Laboratorio Ricerca & Sviluppo Tassullo Materiali S.p.A Manager of the Laboratory of Research and Development Tassullo Matriali S.p.A

2 PRODUZIONE DI CALCE IDRAULICA NATURALE NHL5 E NHL3,5 PRODUCTION OF NATURAL HYDRAULIC LIME NHL5 E NHL3,5 UTILIZZO DELLA CALCE IDRAULICA NATURALE NHL5 COME LEGANTE NEI PRODOTTI PER IL CONSOLIDAMENTO DELLE MURATURE STORICHE USE OF NATURAL HYDRAULIC LIME AS BINDERS FOR THE CONSOLIDATION OF HISTORIC MASONRY

3 MURATURE IN PIETRA: requisiti del consolidamento STONEWORK: requirements for consolidation CHIMICI - CHEMICAL FISICI - PHYSICAL REOLOGICI - REOLOGICAL MECCANICI - MECHANICAL

4 MURATURE IN PIETRA: tecniche di consolidamento STONEWORK: techniques for consolidation INIEZIONE: immissione di miscele fluide all interno della muratura INJECTION: letting of fluid mixtures inside the masonry INTONACI ARMATI: placcaggio mediante rete elettrosaldata annegata in betoncino su uno o entrambe i lati della muratura collegati trasversalmente REINFORCED PLASTERS: binding throughout an electrowelded net and placed in a mortar on one or both sides of the masonry that is joined transversally RIPRISTINO GIUNTI: rimozione della malta degradata e sua sostituzione JOINT RESTORING: removal of deteriorated mortar and its replacement TIRANTI TRASVERSALI: rafforzamento della connessione tra paramenti murari TRANSVERSAL TIE-BEAMS: strengthening the connection between masonry hangings SOSTRUZIONE: sostituzione locale di elementi degradati SUBSTRUCTURE: local replacement of degraded elements

5 Castello di LIVO / Castle of LIVO (TN) (tesi di laurea Università di Padova/ Thesis University of Padova, dpt Costruzioni e Trasporti Maria Zanotelli) Confronto prove soniche rappresentazione visiva delle velocità pre e post iniezione / Sonic comparison tests visual representation of the speed before and after the injection

6 ESEMPIO DI VALUTAZIONE PRE E POST CONSOLIDAMENTO EXAMPLES OF ASSESMENT PRE AND POST CONSOLIDATION Dimensione area sottoposta a consolidamento / Dimension of the Area subject to consolidation: 30 m 2 Numero fori / Number of holes: 58 Distanza fori (verticale ed orizzontale) / Distances between holes (vertical and horizontal): 50 cm Assorbimento acqua parete / Water absorption of the wall: 11% Spessore parete / Wall thickness: 70 cm Profondità fori / Depth of the holes: 35 cm Consumo materiale / Material Consumption: 50 Kg/ m 2 Miscela consolidante / Consolidation of the mixtures: calce idraulica naturale+acqua/natural hydraulic lime+water Quantitativo d acqua nella miscela / Quantity of water in the mixture: 32% pre consolidamento pre consolidation post consolidamento 40 giorni/ consolidation after 40 days variazione % variation % post consolidamento 90 giorni/consolidation after 90 days variazione % variation % Carico a rottura (MPa) Resistance to cracking Modulo(MPa) Modulus Velocità media onda di pressione (m/s) Average wave speed of pressure % % + 86% % + 202% %

7 I PRODOTTI PER IL CONSOLIDAMENTO MURARIO/ PRODUCTS FOR MASONRY CONSOLIDATION: CALCE IDRAULICA NATURALE PER INIZIEZIONE NATURAL HYDRAULIC LIME FOR INJECTION Sperimentazioni e monitoraggi su murature consolidate con calce idraulica naturale per iniezione hanno dimostrato la sua efficacia come prodotto da consolidamento Experimentation and monitoring carried out on masonry consolidated with natural hydraulic lime for injection have demostrated its effectiveness as a product for consolidation. Resistenza cilindro iniettato / Resistance injected cylinder Resistenza iniziale muratura / Masonry initial resistance Aumento di resistenza muro consolidato / Increase of the consolidated wall Resistenza miscela / Mixture resistance Resistenza iniziale muratura / Initial masonry resistance

8 SPERIMENTAZIONE SU PANNELLI MURARI ED EDIFICI IN MURATURE DI PIETRA CON E SENZA PRESENZA DI CONSOLIDAMENTO / EXPERIMENTS ON WALL PANELS AND BUILDINGS IN STONE MASONRY WITH AND WITHOUT THE PRESENTS OF CONSOLIDATION Fase II: sperimentazione dinamica presso il laboratorio ENEA di Roma Phase II: dynamic testing at the ENEA Laboratory in Rome Stato di avanzamento della Ricerca al 10 luglio 2008 Update of the State of the Research on the 10 th July 2008 Tassullo, 10 luglio 2008

9 Pannelli in scala reale / Full scale panels Pannelli in muratura per la caratterizzazione dinamica fuori piano / Masonry panels for the dynamic characterization out of the plane Sono stati realizzati 8 pannelli, in scala reale, che saranno sottoposti ad intervento secondo le seguenti configurazioni / Eight panels in full scale have been carried out and will be subject to intervention according to the following configurations: - 2 pannelli in condizioni originarie/ 2 panels in original conditions; - 2 pannelli consolidati mediante iniezioni/ 2 consolidated panels through injections; - 2 pannelli consolidati mediante tirantini/ 2 consolidated panels through tie-beams; - 2 pannelli consolidati mediante l uso combinato di tirantini e iniezioni/ 2 consolidated panel through the combined use of injections and tie-beams; 1 2 3T 4T 5I 6I 7IT 8IT

10 Sperimentazione su pannelli / Experiments on panels Ciascun pannello sarà fissato in sommità ed alla base e l input verrà immesso in direzione perpendicolare allo sviluppo del pannello con lo scopo di indagare l influenza di tirantini e iniezioni nel comportamento fuori piano dei setti murari Each panels will be fixed at the top and bottom and the input will be placed in a perpendicular dircetion to the development of the panels aiming to investigate how the tie-beams and injections influence the behaviour of the masonry out of the plane. Direzione dell azione sismica / Direction of the seismic action

11 I modelli di edificio realizzati / The models of buildings Al fine di valutare quale sia l influenza del consolidamento di strutture murarie mediante la tecnica delle iniezioni sono stati realizzati due modelli di edificio in muratura a tre paramenti in scala 2:3 In order to assess the impact of the consolidation of the masonry structures through the technique of the injections, 2 models of masonry buildings with 3 hangings in 2:3 scale have been carried out. Sezione trasversale della muratura / Transversal section of the masonry Strato interno: materiale calcareo incoerente /Internal layer: calcareous incoherent material Strati esterni in pietra calcarea/ Internal layers in calcareous stone

12 Quadro fessurativo/ Cracked Framework Prospetto A Prospetto B

13 Quadro fessurativo/ Cracked Framework Prospetto C Prospetto D

14 Osservazioni conclusive/ Final Observations Presso i laboratori del Centro ENEA-Casaccia di Roma si sta effettuando il test su tavola vibrante sul primo edificio testato e successivamente riparato e consolidato In the Laboratories of Enea Centre-Casaccia in Rome a test on a vibrating panel is being carried out on the first tested building and subsequently repaired and consolidated Saranno infatti a disposizione dati sul comportamento sismico di edifici in pietra/ Data regarding the seismic behaviour of buildings in stone will be avaiable : a)struttura non iniettata/ Not injected structure.caso reale/ real case b)struttura completamente iniettata/ Structure completely injected caso ideale/ ideal case c)struttura riparata/ Repaired and injected structure.. caso reale/ real case

15 Osservazioni conclusive/ Final Observations Ad oggi, risulta evidente coma la resistenza di picco al test sismico dell edificio consolidato con iniezioni di miscele a base di calce idraulica naturale sia notevolmente maggiore rispetto a quella di un edificio non consolidato It is clear how the peak resistance to the seismic test of the building consolidated with mixtures of injections based on natural hydraulic lime is considerably higher than that of a building that is not consolidated. I risultati di input raggiunti sono/ The results of the obtained input are: a)struttura non iniettata/ Not injected structure g in direzione XY; b)struttura completamente iniettata/ Structure completely injected.0.70g in direzione XY (ripetuto 2 volte); c)struttura riparata ed iniettata/ Repaired and injected structure...0,60 g in direzione XY