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MATERIALI DA COSTRUZIONE, RESTAURO E RELATIVE TECNICHE DI INDAGINE NON DISTRUTTIVE
GEOMETRANTE, RAFFAELLA
2001-02-16
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Contributor(s)
MERIANI MERLO, SERGIO
Abstract
La ricerca per l'edilizia ha sempre avuto sviluppi difficili e controversi, specialmente per quella ancora distante da immediate applicazioni produttive e commerciali; tuttavia esiste una tendenza verso studi rivolti alla caratterizzazione e al comportamento dei materiali. Nel campo dei nuovi materiali e delle possibili mescolanze tra materiali diversi in uno stesso elemento, la ricerca sembra essersi rapidamente spostata da un puro studio di miglioramento delle prestazioni di tipo meccanico o dell'estensione dell'affidabilità, a concetti di prodotto tendenti ad offrirsi come semi-componenti e componenti edilizi, o come manufatti evoluti. Le soluzioni composite sono sempre esistite in edilizia in una vasta ricchezza di casi; vi è quindi una predisposizione degli operatori ad accettare formule e sequenze operative diverse per la costruzione di parti rilevanti degli edifici. In questo senso, con i materiali compositi si amplia prevalentemente il mercato dei possibili utenti della moderna tecnologia, estendendo la possibilità di scelta, anche migliorativa, rispetto alle prestazioni mediamente offerte dai materiali tradizionali. Dagli anni '70 fino ad oggi si sono aperte fondamentalmente due strade per migliorare le prestazioni dei componenti cementizi: l'impiego di fibre di rinforzo e l'impregnazione con polimeri organici. In Italia stanno riscuotendo particolare interesse i calcestruzzi e le malte fibrorinforzati in quanto l'esperienza finora acquisita ha già dimostrato il contributo del rinforzo fibroso in funzione del tipo di composito cementizio. Tra gli sviluppi futuri delle fibre e del relativo composito sono ipotizzabili i seguenti affinamenti: nuovi tipi di fibre polimeriche con caratteristiche modificate; variazione della geometria e della morfologia delle fibre; trattamenti superficiali; messa a punto di miscele contenenti fibre e additivi di lavorazione; sviluppo di nuove tecniche di produzione dei manufatti. Particolarmente interessante risulta essere l'utilizzazione delle fibre quale rinforzo di materiali cementizi. Infatti, la necessità di studiare e sperimentare innovativi materiali fibrorinforzati per l'edilizia nasce da richieste del mercato edile ben precise e sempre più insistenti, mirate al superamento del vincolo del peso e al conseguimento di livelli prestazionali sempre più elevati tali da consentire, a progettisti e produttori di manufatti, la realizzazione di soluzioni sempre più innovative e funzionali. Non va, inoltre, dimenticato che da quando l'asbesto è stato bandito dal mercato (1992), la necessità di trovare una tecnologia alternativa ad un prodotto così ampiamente utilizzato ha ulteriormente incentivato la ricerca verso un materiale fibroso alternativo, atossico e non nocivo per la salute dell'uomo. Alla luce di queste considerazione e richieste specifiche, il Dottorato di Ricerca di in Ingegneria e Scienza dei Materiali del XIII ciclo è stato intrapreso con l'esplicito obiettivo di acquisire una conoscenza approfondita ed aggiornata delle problematiche relative ai materiali a base cementizia fibrorinforzati. Questo lavoro va ad inserirsi all'interno di un contesto sperimentale in cui fortissima è la necessità di definire, quanto prima, le linee guide di riferimento per la produzione, l'applicazione e l'utilizzo di malte e calcestruzzi fibrorinforzati. Infatti, tutta la catena produttiva che va dal confezionatore dei premiscelati all'utilizzatore finale deve essere ripensata ed adeguata alle nuove esigenze. Vista la vastità dell'argomento, è stato inizialmente indispensabile intraprendere un'estesa ricerca bibliografica che ha permesso di delineare un preciso e dettagliato stato dell'arte dei materiali fibrorinforzati a base cementizia. Quindi, si è focalizzata l'attenzione sulle fibre polimeriche e fra queste hanno suscitato il maggior interesse quelle in PV A- Poli(Vinil Alcool). Ci si è orientati verso questa scelta poiché, fino a questo momento, i risultati ottenuti utilizzando questo tipo di fibre, sono stati decisamente incoraggianti, ancorché i margini di miglioramento risultino notevoli. Infatti, materiali cementizi rinforzati con fibre di PV A potrebbero potenzialmente costituire un'alternativa alla tecnologia che faceva uso di fibre di asbesto, dal momento che garantiscono non solo un prodotto atossico e non nocivo per la salute dell'uomo ma anche un comportamento meccanico potenzialmente buono. Durante lo svolgimento di questa ricerca, non ci si è dedicati esclusivamente alla caratterizzazione e alla sperimentazione dei materiali cementizi fibrorinforzati ma, parallelamente, si è deciso di affrontare il problema della durabilità di tali prodotti; infatti, si è ritenuto limitato uno studio, seppur approfondito, di tutti quegli aspetti precedenti alla messa in opera di un materiale, senza valutare poi il degrado a cui queste applicazioni potrebbero andare incontro. Questi materiali, sia che vengano utilizzati per il miglioramento prestazionale di nuove opere (ad esempio pavimentazioni industriali, intonaci, shotcrete etc.) sia che vengano impiegati in ripristini o restauri di strutture degradate, saranno comunque soggetti ad un deterioramento che deve essere conosciuto e controllabile. Se poi, come nel secondo caso, servono a ripristinare una situazione di per sé già ammalorata, allora, la conoscenza delle cause e dello sviluppo del degrado presente sulla struttura preesistente diventa essenziale per un appropriato intervento. Infatti, si deve tenere nella giusta considerazione un'applicazione dei materiali fibrorinforzati che sta riscuotendo un successo sempre crescente: si tratta del recupero, ripristino e restauro non solo di costruzioni in calcestruzzo armato e storicamente recenti, ma anche di monumenti ed edifici storici che, sottoposti ad agenti atmosferici aggressivi, eventi sismici disastrosi o semplicemente a cambiamenti d'uso, necessitano di un intervento duraturo, che non appesantisca la struttura e che non ne trasformi irrimediabilmente la natura e la filosofia costruttiva originaria. Per monitorare correttamente una situazione di degrado e condurre un'indagine diagnostica accurata è indispensabile una conoscenza adeguata dell'applicabilità delle tecniche non distruttive e delle informazioni che da queste si possono ottenere. D'altra parte, una corretta applicazione della metodologia del restauro presuppone una adeguata conoscenza, preliminare al progetto di intervento, dei dati materiali e storici che connotano e denotano la specificità culturale conservativa del manufatto oggetto dell'intervento. Da qui è nata l'esigenza di approfondire tale argomento avviando una complessa indagine sperimentale condotta presso i laboratori dei Dipartimenti di Ingegneria dei Materiali e Chimica Applicata e di Ingegneria Civile dell'Università di Trieste. In questa fase, si è verificato l 'utilizzo, l'applicabilità e l'efficacia di alcune delle più importanti tecniche di indagine non distruttive attualmente impiegate nell'ingegneria civile. Inoltre, si è voluto verificare le potenzialità di queste tecniche quale metodo per la caratterizzazione dei diversi materiali da costruzione. Vista l'importanza rivestita dalla pietra d'Istria nello sviluppo architettonico del nord est italiano, ed in particolare della repubblica di Venezia, un'accurata indagine è stata avviata proprio su questo materiale. Parallelamente sono state effettuate una serie di campagne diagnostiche realizzate in vari cantieri italiani e non (vedi allegato) che hanno permesso di verificare sul campo l'efficacia di questo tipo di prove. I risultati raccolti ed elaborati in questi tre anni sono riportati in questa tesi di Dottorato di Ricerca.
Insegnamento
Publisher
Università degli studi di Trieste
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