Indagini sulle murature. Quali sono le tecniche da utilizzare?

Indagini sulle murature. Quali sono le tecniche da utilizzare?

Indagini sulle murature

Tra le indagini sulle murature, quella più semplice ed anche più importante, è quella che si effettua osservando quali sono i costituenti fondamentali e come essi sono impiegati. Pertanto, si tratta di togliere l’intonaco in una porzione di muratura, se essa e intonacata, oppure osservarla direttamente e verificare a quale tipologia appartiene.

In figura 1 sono indicate alcune tipologie murarie, tuttavia, dall’esame della muratura, si possono ottenere informazioni importanti circa l’eta della costruzione e le sue caratteristiche meccaniche.

Le indagini sulle murature ci dicono se il paramento è realizzato con elementi artificiali o naturali, se è stata impiegata malta di calce o di cemento, se abbiamo murature a secco o con terra e fornisce molte altre informazioni utili. Successivamente va determinato lo spessore delle murature e verificato se è un muro a sacco oppure omogeneo.

In figura 2 viene indicato un tipico muro a sacco, dove, nell’intercapedine tra i due paramenti superficiali, si hanno degli elementi sciolti. Molte volte, nella zona centrale, si rinviene anche della semplice terra. L’indagine visiva, ancorché non fornisca valori numerici per la caratterizzazione meccanica, indica il tipo di intervento da eseguire, in quanto, in un muro a sacco ad esempio, è importante collegare i due paramenti esterni con dei diatoni, mentre nel caso di murature non connesse tra di loro bisogna intervenire per solidarizzarle.

Indagini sulle murature

Fig.1_ Alcune tipologie murarie_©La progettazione strutturale su edifici esistenti – Maggioli Editore

Dopo aver esaminato i tipi di murature, si può anche scegliere quali indagini diagnostiche o quali prove eseguire su di esse. Tra le varie indagini sulle murature ci sono alcune di quelle che si effettuano anche per il cemento armato, come l’estrazione di carote per l’esame diretto della muratura nello spessore, le indagini termografiche e ad ultrasuoni. Altre verranno discusse nel seguito.

Indagini sulle murature

Fig. 2_Muro a sacco_©La progettazione strutturale su edifici esistenti – Maggioli Editore

Indagini endoscopiche

Delle indagini sulle murature, quella endoscopica applicata all’edilizia deriva dalle applicazioni mediche.

Si tratta di realizzare un piccolo foro nella muratura, del diametro di 30-40 mm e infilare direttamente nel foro una sonda in grado di realizzare delle foto o delle immagini visive che possono essere esaminate e registrate. Attraverso questo esame e in grado di rilevare i materiali che costituiscono la muratura. La strumentazione e poco ingombrante e la realizzazione di piccoli fori, per ispezionare la muratura, rende la prova poco invasiva.

Indagini georadar

Si basa sull’utilizzo di impulsi elettromagnetici ad alta frequenza che vengono inviati ad intervalli scadenzati di tempo. Le onde vengono generate da un’antenna posta sulla superficie della muratura da esaminare. Gli impulsi, viaggiando attraverso la materia, se incontrano uno strato di discontinuità, in parte vengono riflessi e in parte continuano il viaggio attraverso la materia per incontrare, eventualmente, altre discontinuità. Le discontinuità possono essere dovute a cambiamenti di densità, alla presenza di fessure o di materiali diversi. Leggendo i risultati delle onde riflesse si possono determinare le discontinuità presenti nell’apparato murario. Inoltre, scorrendo l’antenna sulla superficie del muro, si può ricostruire il modello bidimensionale e tridimensionale delle inclusioni presenti nel muro.

Prova con i martinetti piatti

Le indagini sulle murature possono eseguirsi con singolo o doppio martinetto. Nel caso di singolo martinetto si esegue la misura di zero, ossia si verifica la muratura nello stato iniziale. Successivamente si realizza un taglio orizzontale sulla muratura, la quale, sotto il peso della muratura sovrastante, tende a richiudersi.

Nel taglio realizzato, come indicato in figura 3, si introduce una lamina piatta di acciaio.

Indagini sulle murature

Fig.3_Martinetto piatto singolo_©La progettazione strutturale su edifici esistenti – Maggioli Editore

La lamina viene alimentata da un tubo con acqua o olio in pressione, in modo che la lamina metallica possa dilatarsi e riaprire la fessura sulla muratura fino a riportarsi allo stato originario. Questa condizione viene monitorata attraverso degli strumenti di misura. Quando la muratura ritorna nella posizione precedente al taglio, si rileva la pressione e si può determinare il valore della tensione sulla muratura in sito. Nota quindi la pressione nel martinetto, può essere determinato lo stato tensionale nella muratura con la formula seguente:

Indagini sulle murature

Nel caso di doppio martinetto, si eseguono due tagli paralleli dove si alloggiano i martinetti, come indicato in figura 4.

Indagine sulle murature

Fig.4_Prova con doppio martinetto_©La progettazione strutturale su edifici esistenti – Maggioli Editore

La distanza tra i tagli deve essere regolata in funzione dello spessore degli elementi murari, almeno 5 ricorsi nel caso di elementi aventi spessore di 10 cm e almeno 3 ricorsi in caso di altezze maggiori. Inoltre, tale distanza dipende molto anche dalla lunghezza L dei martinetti, dovendo collocarsi tra 1,5L e 2L.

Si misura quindi l’area di taglio, attraverso la lunghezza e la profondità e si inseriscono i martinetti. A questo punto si ha un elemento di muratura, quello tra i martinetti, che può essere sottoposto a compressione aumentando la pressione nei martinetti. Si aumenta quindi la pressione e si misura l’incremento di detta pressione Δp e l’incremento di deformazione Δe della muratura. La prova viene fatta per step successivi, ad ogni incremento di pressione si legge il relativo incremento di deformazione. Il tutto viene interrotto, per non pregiudicare la muratura, quando il predetto rapporto tende a diminuire in modo brusco, a testimonianza che la muratura sta attingendo condizioni prossime alla rottura.

Lo sforzo di compressione può determinarsi con la formula (2.17); inoltre, si può tracciare il diagramma ΔpΔe e quindi determinare il modulo elastico della muratura.

Quando si esegue una prova con doppio martinetto, si può prima fare un solo taglio ed eseguire una prova con un solo martinetto in modo da capire quale sia lo stato tensionale in situ della muratura, successivamente si esegue il secondo taglio e con la prova con doppio martinetto si caratterizza la muratura.

Prova di compressione diagonale

Può essere svolta in sito o in laboratorio. Nel secondo caso si deve considerare un elemento di apparato murario. Nel caso di prova in situ, come indicato in figura 2.22, si deve avere disponibilità di una porzione di murature di lato 120 × 120 cm e spessore dai 25 ai 70 cm. La prova risulta distruttiva e nel caso di esame in situ, si deve garantire la sicurezza, in quanto il pannello di prova viene tagliato e si deve poi ripristinare la muratura utilizzata per la prova.

La forza viene impressa lungo la diagonale fino alla rottura del pannello. La prova fornisce la resistenza a taglio della muratura e il modulo elastico tangenziale G.

Indagini sulle murature

Fig.5_ Prova di compressione diagonale_©La progettazione strutturale su edifici esistenti – Maggioli Editore

Prova su singolo elemento

La resistenza caratteristica delle murature dipende dalla resistenza del singolo elemento (mattone, blocco, ecc.) e dal tipo di malta impiegata. Al fine di caratterizzare la muratura, spesso si possono estrarre dalla muratura alcuni elementi da sottoporre in laboratorio a prove di compressione. Successivamente si eseguono delle prove sulle malte in modo da poter avere valori utili per la caratterizzazione meccanica.

Prove sulle malte

Per quanto riguarda le indagini sulle murature, non bisogna dimenticare quelle sulle malte.

Sulle malte si possono eseguire prove penetrometriche o prove di rimbalzo. Nel primo caso si misura il numero di colpi, impressi ad energia costante, per fare avanzare una punta conica a perdere nella malta. La prove di rimbalzo o sclerometriche consistono nel lanciare un elemento contro la malta e misurarne il rimbalzo. Attraverso delle tabelle, in funzione del rimbalzo, si determina la resistenza della malta.

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