RAPPORTO DI PROVA DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA A FLESSIONE, DELLA RESISTENZA AL GELO E DELLA RESISTENZA A FLESSIONE AL TERMINE DEI 100 CICLI DI GELO/DISGELO DEL PRODOTTO COTTO DI FORNACE DELLA DITTA "AGRICOLA INDUSTRIALE DELLA FAELLA S.p.A.". Sperimentazione eseguita LUOGO E DATA DI EMISSIONE: Faenza, 16/09/2011 COMMITTENTE: Agricola Industriale della Faella S.p.A. Redatto Dott. Marco Marsigli STABILIMENTO: TIPO DI PRODOTTO: Località Pratigliolmi - 52020 Castelfranco di Sopra (AR) Piastrelle in Cotto Approvato NORMATIVE APPLICATE: UNI EN ISO 10545-4, UNI EN ISO 10545-12 Ing. Martino Labanti DATA RICEVIMENTO CAMPIONI: 07/09/2011 DATA ESECUZIONE PROVE: Settembre 2011 PROVE ESEGUITE PRESSO: CertiMaC, Faenza Revisione - Il presente Rapporto di Prova è composto da n. 10 pagine Pagina 1 di 10 Classificazione: Prog. CNT Ris. III Arch. +5
1. Introduzione Il presente rapporto descrive le prove di: - determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura, - determinazione della resistenza al gelo, - determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura al termine dei 100 cicli di gelo/disgelo, effettuate su una tipologia di prodotto selezionato ed inviato al laboratorio CertiMaC di Faenza dalla Ditta Agricola Industriale della Faella S.p.A., stabilimento di Castelfranco di Sopra, località Pratigliolmi (AR) (Rif. 2-a, 2-b). Le prove sono state eseguite in accordo con le norme riportate nei Riferimenti 2-c, 2-d. 2. Riferimenti a. Preventivo: prot. 11218/lab del 07/09/2011. b. Conferma d ordine: fax del 07/09/2011. c. Norma UNI EN ISO 10545-4. Piastrelle di ceramica. Determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura. d. Norma UNI EN ISO 10545-12. Piastrelle di ceramica. Determinazione della resistenza al gelo. e. File di programma: ISO 10545-20. f. File di acquisizione dati: ISO 10545-12-A1-100. 3. Oggetto della prova La prova è stata eseguita sul seguente prodotto, Piastrelle in Cotto: Cotto di Fornace. Le misure indicative del prodotto testato sono 300 x 150 x 22 mm. I provini testati sono stati selezionati all interno di una campionatura inviata dalla Ditta Agricola Industriale della Faella S.p.A. (bolla n. 4417 del 06/09/2011). In Figura 1 viene riportata la fotografia di due provini tal quali rappresentativi del prodotto testato. 4. Determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura Sono state sottoposte a prova 7 piastrelle intere, secondo le modalità riportate nella norma di Rif. 2-c. La resistenza a flessione delle piastrelle è stata determinata applicando un carico su tre linee, con la linea centrale direttamente a contatto con la superficie di esercizio del campione posizionato con la direzione di estrusione perpendicolare ai rulli di supporto. Di seguito si riportano i dati tecnici dell apparecchiatura, impostati in funzione delle dimensioni del prodotto (Rif. 2-c): - classe dimensionale della piastrella 95 mm; - diametro d dei rulli su cui viene appoggiata la piastrella da sottoporre a carico = 20 mm; Pagina 2 di 10
- spessore t della gomma che ricopre i rulli = 5 mm; - distanza l fra i punti di appoggio e l estremità della piastrella = 10 mm; Il valore di L (distanza fra i rulli di supporto su cui vengono appoggiati i provini) è 280 mm. 4.1 Risultati In tabella 1 vengono riportati i risultati di prova, espressi come: - F = Carico di Rottura (N). - S = Sforzo di Rottura (N) = F L / b. - R = Resistenza a Flessione o Modulo di Rottura (N/mm 2 ) = 3 F L / 2 b h 2. ove: L = distanza tra i rulli di supporto (mm). b = larghezza della piastrella (mm). h = spessore minimo del campione di prova (mm), misurato dopo la prova lungo il bordo di rottura. Tabella 1. Carico di rottura, Sforzo di rottura e Resistenza a flessione. Provino Carico di Rottura F (N) Sforzo di Rottura S (N) Resistenza a Flessione R (N/mm 2 ) 1 1763 3205 9.2 2 1558 2851 8.8 3 1767 3230 9.2 4 1845 3332 10.2 5 2261 4138 11.2 6 1731 3149 9.6 7 1940 3538 10.2 Valori medi 1838 ± 220 3349 ± 404 9.8 ± 0.8 4.2 Analisi dei risultati Un campione costituito da n. 7 provini del prodotto Cotto di Fornace della Ditta Agricola Industriale della Faella S.p.A. è stato sottoposto alla prova di determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura, in accordo con la norma di Rif. 2-c. I valori di Sforzo di Rottura S sono compresi tra 2851 N e 4138 N (valore medio di 3349 N) mentre i valori di Resistenza a Flessione R sono compresi tra 8.8 N/mm 2 e 11.2 N/mm 2 (valore medio di 9.8 N/mm 2 ). Pagina 3 di 10
5. Determinazione della resistenza al gelo In accordo con i requisiti della norma di Rif. 2-d sono state sottoposte a prova 10 piastrelle, seguendo le principali fasi di seguito riportate. Impregnazione con acqua sotto vuoto I provini sono stati innanzitutto esaminati visivamente, allo scopo di evidenziare eventuali difetti superficiali di aspetto pregressi e non attribuibili all esecuzione dei cicli di gelo-disgelo. I campioni sono poi stati essiccati in stufa a 110 C fino al raggiungimento della massa costante (massa secca m 1 ); in seguito si è proceduto alla loro imbibizione con acqua in condizioni di vuoto parziale, così come previsto dalla normativa: i pezzi sono stati posizionati verticalmente in un contenitore a tenuta d aria ove, successivamente, è stato fatto il vuoto, con pressione assoluta di 60 ± 4 kpa. Dopo l impregnazione si è proceduto alla determinazione della massa umida m 2. Cicli di gelo-disgelo Questa fase della prova è stata effettuata utilizzando l impianto automatico computerizzato Votsch in dotazione a CertiMaC, in particolare la camera climatica e l impianto di condizionamento dell acqua di allagamento richiamata dal ciclo di prova. In un provino del prodotto Cotto di Fornace è stato praticato, indicativamente al centro di un bordo ed a metà dello spessore, un foro di alcuni millimetri di diametro e di profondità di circa 40 mm, all interno del quale è stata inserita e sigillata una termoresistenza (Pt100-5), allo scopo di controllare la reale temperatura raggiunta dalle piastrelle durante l effettuazione della prova. Altre due termoresistenze (Pt100-3, Pt100-4) sono state poste a fianco dei campioni di prova, in maniera da registrare, istante per istante, l andamento della temperatura (dell acqua o dell aria, in funzione del momento del ciclo in cui ci si trova) all interno della cella climatica. I cicli di gelo-disgelo sono stati effettuati automaticamente mediante un opportuno programma (Rif. 2-e). Ciascun ciclo idrico e termico è costituito da: abbassamento della temperatura fino a -5 C con un gradiente di circa 20 C/h; mantenimento della temperatura sotto i -5 C per circa 15 minuti; immersione dei provini in acqua a temperatura controllata fino al raggiungimento di una temperatura superiore a 5 C; mantenimento della temperatura dei provini sopra i 5 C per almeno 15 minuti. L intero ciclo, della durata di circa 80 minuti, è stato eseguito automaticamente per 100 volte. Durante l esecuzione dei cicli di gelo-disgelo sono stati acquisiti sia i parametri di controllo della camera (livello e temperatura dell acqua, temperatura dell aria, ecc.) che le temperature reali raggiunte dai provini, misurate dalle termoresistenze (Rif. 2-f, Figura 2). Al termine dei 100 cicli è stata determinata la massa umida m 3 di ogni provino. I provini sono stati poi essiccati in stufa a 110 C fino al raggiungimento della massa costante (massa secca m 4 ). Infine, su ciascun provino è stata effettuata un'analisi visiva d'aspetto per determinare l'eventuale insorgenza di difetti imputabili all effettuazione dei cicli di gelo/disgelo. Pagina 4 di 10
5.1 Risultati La procedura di prova utilizzata rispetta i requisiti della norma di Rif. 2-d; in particolare i cicli termici applicati rientrano nella banda di tolleranza imposta dalla norma. Dalla curva delle temperature rilevate dalla termoresistenza Pt100-5 si nota chiaramente la trasformazione di fase dell acqua, con formazione di ghiaccio, a 0 C (Figura 2). I risultati della prova sono riportati nelle tabelle 2, 3 nelle quali vengono indicati i valori di assorbimento d'acqua delle piastrelle prima (E 1 ) e dopo (E 2 ) l effettuazione dei cicli di gelo/disgelo, nonché gli eventuali difetti presenti sui provini al termine dei 100 cicli termici. ( m2 m1) ( m3 m4) E 1 = 100 E 2 = 100 m1 m4 L'analisi di aspetto effettuata al termine della prova non ha evidenziato la presenza di difetti. I 10 campioni del prodotto Cotto di Fornace sono pertanto risultati perfettamente integri al termine dei 100 cicli di gelo/disgelo. Tabella 2. Valori individuali, valore medio di assorbimento d'acqua e difetti presenti sui provini testati prima dell esecuzione dei cicli di gelo/disgelo. Provino Massa secca m 1 (g) Massa umida m 2 (g) Assorbimento d acqua dopo vuoto E 1 (%) Assorbimento d acqua medio dopo vuoto E 1 (%) Difetti presenti prima della prova 8 1943.0 2269.0 16.8 ------ 9 1880.5 2195.0 16.7 ------ 10 1854.0 2197.0 18.5 ------ 11 1864.0 2209.5 18.5 ------ 12 1834.0 2168.0 18.2 ------ 17.9 ± 0.8 13 1837.0 2171.5 18.2 ------ 14 1802.0 2132.0 18.3 ------ 15 1837.5 2174.5 18.3 ------ 16 1839.5 2180.0 18.5 ------ 17 1963.5 2287.0 16.5 ------ Pagina 5 di 10 Dott. Marco Marsigli Ing. Martino Labanti
Tabella 3. Valori individuali, valore medio di assorbimento d'acqua e difetti presenti sui provini testati dopo l esecuzione dei 100 cicli di gelo/disgelo. Provino Massa umida m 3 (g) Massa secca m 4 (g) Assorbimento d acqua dopo gelo E 2 (%) Assorbimento d acqua medio dopo gelo E 2 (%) Difetti presenti dopo 100 cicli di gelo/disgelo 8 2276.0 1939.0 17.4 ------ 9 2202.5 1877.0 17.3 ------ 10 2206.5 1849.5 19.3 ------ 11 2219.5 1861.0 19.3 ------ 12 2179.0 1830.5 19.0 ------ 18.6 ± 0.9 13 2183.0 1834.0 19.0 ------ 14 2144.5 1797.5 19.3 ------ 15 2186.5 1834.0 19.2 ------ 16 2191.0 1835.5 19.4 ------ 17 2297.5 1960.0 17.2 ------ 5.2 Analisi dei risultati Un campione costituito da n. 10 provini del prodotto Cotto di Fornace della Ditta Agricola Industriale della Faella S.p.A. è stato sottoposto alla prova di determinazione della resistenza al gelo, in accordo con la norma di Rif. 2-d. L'analisi di aspetto effettuata al termine della prova non ha evidenziato la presenza di difetti. 6. Determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura al termine dei 100 cicli di gelo/disgelo Sono state testate le 10 piastrelle intere precedentemente sottoposte ai 100 cicli di gelo/disgelo, secondo le modalità riportate nella norma di Rif. 2-c; prima dell effettuazione della prova le piastrelle sono state essiccate in stufa a 105 C per 24 ore. La resistenza a flessione delle piastrelle è stata determinata applicando un carico su tre linee, con la linea centrale direttamente a contatto con la superficie di esercizio del campione posizionato con la direzione di estrusione perpendicolare ai rulli di supporto. Di seguito si riportano i dati tecnici dell apparecchiatura, impostati in funzione delle dimensioni del prodotto (Rif. 2-c): - classe dimensionale della piastrella 95 mm; - diametro d dei rulli su cui viene appoggiata la piastrella da sottoporre a carico = 20 mm; - spessore t della gomma che ricopre i rulli = 5 mm; - distanza l fra i punti di appoggio e l estremità della piastrella = 10 mm; Il valore di L (distanza fra i rulli di supporto su cui vengono appoggiati i provini) è 280 mm. Pagina 6 di 10
6.1 Risultati In tabella 4 vengono riportati i risultati di prova, espressi come: - F = Carico di Rottura (N). - S = Sforzo di Rottura (N) = F L / b. - R = Resistenza a Flessione o Modulo di Rottura (N/mm 2 ) = 3 F L / 2 b h 2. ove: L = distanza tra i rulli di supporto (mm). b = larghezza della piastrella (mm). h = spessore minimo del campione di prova (mm), misurato dopo la prova lungo il bordo di rottura. Tabella 4. Carico di rottura, Sforzo di rottura e Resistenza a flessione delle 10 piastrelle precedentemente sottoposte ai 100 cicli di gelo/disgelo. Provino Carico di Rottura F (N) Sforzo di Rottura S (N) Resistenza a Flessione R (N/mm 2 ) 8 1752 3186 8.5 9 1854 3361 9.4 10 1790 3276 10.0 11 1877 3433 9.5 12 1389 2544 7.6 13 1701 3082 8.5 14 1715 3120 9.7 15 1900 3475 10.2 16 1583 2891 8.8 17 1734 3188 8.5 Valori medi 1730 ± 152 3156 ± 277 9.1 ± 0.8 6.2 Analisi dei risultati Dieci provini del prodotto Cotto di Fornace della Ditta Agricola Industriale della Faella S.p.A., precedentemente sottoposti a 100 cicli di gelo/disgelo, sono stati sottoposti alla prova di determinazione della resistenza a flessione e della forza di rottura, in accordo con la norma di Rif. 2-c. I valori di Sforzo di Rottura S sono compresi tra 2544 N e 3475 N (valore medio di 3156 N) mentre i valori di Resistenza a Flessione R sono compresi tra 7.6 N/mm 2 e 10.2 N/mm 2 (valore medio di 9.1 N/mm 2 ). Pagina 7 di 10
Tabella 5. Valori medi di Carico di rottura, Sforzo di rottura e Resistenza a flessione di provini del prodotto Cotto di Fornace prima e dopo l effettuazione dei 100 cicli di gelo/disgelo. Cotto di Fornace Carico di Rottura F (N) Sforzo di Rottura S (N) Resistenza a Flessione R (N/mm 2 ) Tal quale 1838 ± 220 3349 ± 404 9.8 ± 0.8 Dopo i 100 cicli di gelo/disgelo 1730 ± 152 3156 ± 277 9.1 ± 0.8 La Resistenza meccanica alla Flessione di provini del prodotto Cotto di Fornace al termine dei 100 cicli di gelo/disgelo è leggermente inferiore alla Resistenza meccanica alla Flessione di provini tal quali. 7. Lista di distribuzione ENEA M. Labanti 1 copia CertiMaC Archivio 1 copia Committente A. Taddeucci, Agricola Industriale della Faella S.p.A. 1 copia Pagina 8 di 10
Figura 1. Riproduzione fotografica della parte frontale e del retro di provini tal quali del prodotto Cotto di Fornace. Pagina 9 di 10 Dott. Marco Marsigli Ing. Martino Labanti
Legenda: Pt100 5 = Temperature registrate dalla termoresistenza posta all'interno di un provino del prodotto Cotto di Fornace. Pt100 3, Pt100 4 = Temperature registrate, all interno della cella climatica, dalle termoresistenze esterne ai provini. Figura 2. Dettaglio di 4 cicli di gelo/disgelo effettuati durante la prova. Pagina 10 di 10 Dott. Marco Marsigli Ing. Martino Labanti