Attività 3.7 Miglioramento/adeguamento sismico di elementi strutturali in muratura mediante materiali e tecniche innovative

L’attività di ricerca mira ad approfondire l’applicazione dei materiali compositi fibrorinforzati alle murature, per determinare modelli e formulazioni analitiche anche di facile uso in campo applicativo. Una problematica di grande rilievo che si è voluto approfondire è il comportamento all’interfaccia tra rinforzo e substrato, da cui dipende in larga misura l’efficacia della tecnica di rinforzo. Nell’ambito della presente attività è stata dunque progettata la campagna sperimentale per lo studio del comportamento di interfaccia tra nastri in Fibre-reinforced plastic (FRP) e substrato in muratura.

Sono stati testati (in 11 prove) i seguenti nastri di rinforzo a matrice polimerica:
• fibre di acciaio “fidsteel 3x2-B12 Hardwire” (SFRP);
• fibre di basalto “fidbasalt unidir 400 c95” (BFRP);
• fibre di vetro “fidglass unidir 300 hs73” (GFRP);
Le prove saranno condotte su campioni in muratura e argilla utilizzando la macchina universale METROCOM, di tipo
elettromeccanico a controllo di spostamento costituita da due traverse: una fissa e una mobile.Tutte le prove saranno
eseguite a velocità costante (0,10 mm/min) con un campionamento di 2 punti al secondo.
La macchina è completa di:
• trasduttore del carico di tipo resistivo;
• circuito di comando;
• trasduttori di spostamento della traversa mobile.
Le traverse sono entrambe dotate di morse pneumatiche idrauliche che servono ad afferrare inferiormente il supporto
di alloggiamento del campione e superiormente il rinforzo in corrispondenza delle tabs ad esso incollate.
Il sistema di acquisizione collegato alla macchina di prova permetterà di leggere spostamento e carico, mentre la
centralina di leggere lo spostamento del trasduttore e le deformazioni degli estensimetri.

Ciò che si intedende indagare sono, in sintesi, le proprietà meccaniche, sia dei materiali costruttivi, sia dei rinforzi (Fiber Reinforced Polymers) sottoposti a sforzo.

In seguito, l’attività ha riguardato lo studio dei meccanismi di taglio di pannelli murari rinforzati con FRP, Fiber Reinforced Polymer.

Allo scopo, sono state progettate prove di compressione diagonale, da eseguirsi su pannelli in muratura, al fine di determinarne la resistenza al taglio e la loro modalità di collasso. Sono stati realizzati 12 campioni dalle dimensioni nominali in cm. 120x120, dei quali si sono formati due gruppi di sei campioni ciascuno: uno a doppio paramento e uno a singolo paramento. Dei due gruppi sono stati successivamente differenziati, rispettivamente due sono privi di sistemi di rinforzo, due rinforzati con fibre in vetro (GFRP) e due rinforzati con fibre in poliparafenilenbenzobisoxazolo (PBO).

Dal confronto dei valori determinati dalle prove di compressione, si è osservato che nei pannelli a singolo paramento, il rinforzo consente di raggiungere un carico superiore di circa 7,5 volte nel caso delle fibre FRP e di 8,3 volte, nel caso di fibre PBO, inoltre l’aumento di carico è accompagnato una maggiore fessurazione dei campioni, indice dell’accresciuta capacità di dissipazione di energia.