Pagina Principale istituto sperimentale per l'edilizia s.p.a. - Manuale delle prove e sperimentazione


METALLI

1. PROVE SU ACCIAI PER CEMENTO ARMATO NORMALE E PRECOMPRESSO

1.1 Trazione su barre per c.a.
1.2 Piegamento su barre per c.a.
1.3 Resistenza del nodo di saldatura su reti elettrosaldate
1.4 Trazione su acciai per c.a.p.
1.5 Aderenza (Beam test)
1.6 Sfilamento (Pull-out)

2. PROVE SU ACCIAI PER STRUTTURE METALLICHE

2.1 Prova di trazione
2.2 Piegamento su profilati
2.3 Resilienza
2.4 Durezza

 

METALLI

Presso il laboratorio metalli dell'Istedil si effettuano le prove meccaniche volte alla qualificazione dei vari materiali metallici impiegati nel settore delle costruzioni. Tali prove, il cui esito a volte è codificato da precisi decreti legislativi o normativi (D.M. 09101196, norma UNI 707, ecc.) altre volte hanno un carattere del tutto prestazionale (confronto tra provette saldate con metodi diversi, ecc.), spesso necessitano di particolari operazioni di ricavo e preparazione, la cui effettuazione non sarebbe possibile senza il supporto di una vera e propria officina meccanica. A tal fine, il laboratorio metalli dell'Istedil può fruire di una officina interna, che con le proprie attrezzature di alta precisione, offre la massima affidabilità e rapidità per l'esecuzione di tali operazioni.

Infine è opportuno rammentare che l'attività del laboratorio metalli si esplica anche all'esterno, relativamente ai controlli in stabilimento, dei vari tipi di acciai previsti dalle norme tecniche per l'esecuzione delle opere in cemento armato normale, precompresso e per le strutture metalliche (D.M. 09/01/96).

Elenco principali attrezzature:

- Macchina universale (a trazione e compressione) dinamometrica, portata max: 1500 KN, dotata di centralina estensimetrica per l'amplificazione e la graficizzazione del diagramma sforzi-deformazioni;

- Piega-ferri idraulica automatizzata;

- Pendolo di Charpy.

1. PROVE SU ACCIAI PER CEMENTO ARMATO NORMALE E PRECOMPRESSO

1.1 Trazione su barre per c.a.

Scopo:

Determinazione delle caratteristiche meccaniche delle barre per c.a. lisce od ad aderenza migliorata: tensione di snervamento e rottura, allungamento a rottura. Tali valori permettono di poter qualificare il materiale secondo le normative vigenti (D.M. 09/01/96 - Norme tecniche per l'esecuzione delle opere in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche).

Metodica:

Norma UNI EN 10002-92. Per il controllo dei carichi unitari è ovviamente necessaria la determinazione della sezione effettiva, desumibile dalla valutazione del peso al ml della barra in esame nell'ipotesi che la densità specifica dell'acciaio sia pari a 7.135 kg/dm3, come d'altronde richiamato dal succitato D.M. (punto 2.2.3). Inoltre il peso a ml è necessario per la determinazione del diametro effettivo.

1.2 Piegamento su barre per c.a.

Scopo:

Determinazione della duttilità delle barre per c.a. sia lisce che ad aderenza migliorata.

Metodica:

Norma UNI ISO 10065. La prova viene eseguita secondo quanto previsto dal D.M. 09/01/96, punto 2.2.3.1 per le barre ad aderenza migliorata ed al punto 2.2.2 per le barre lisce. Nei prospetti allegati si trovano sia i diametri dei mandrini da impiegare, sia l'angolo di piega in funzione del tipo di barra e del diametro in esame. In particolare, per le barre ad aderenza migliorata superiori ad un determinato diametro, è prevista anche la prova di raddrizzamento dopo aver mantenuto il campione in esame, per un'ora, in acqua bollente.

1.3 Resistenza del nodo di saldatura su reti elettrosaldate

Scopo:

Determinazione della resistenza allo strappo dei fili nel punto di saldatura, come previsto dal D.M. 09/01/96, punto 2.2.5.

Metodica:

UNI 8927. La prova consiste nello strappo del filo trasversale, nella direzione di quello di diametro maggiore posto verticalmente.

1.4 Trazione su acciai per c.a.p.

Scopo:

Determinazione delle caratteristiche meccaniche di fili, trecce, trefoli e barre per armature da precompressione. Le grandezze da rilevare, oltre quelle comuni con gli altri acciai (barre per c.a. profilati, ecc.) sono: carico limite allo 0, 1 %, carico limite allo 0,2%, tensione 1% sotto carico ed il modulo di elasticità.

Metodica:

Norme UNI 3171 e UNI 7676. Per la determinazione del carico limite allo 0,1% e 0,2, risulterà necessario amplificare le deformazioni in modo da poter ottenere un grafico leggibile in modo adeguato: è prassi di questo Istituto applicare al provino in esame un estensimetro elettronico che fornisca un diagramma sforzi/deformazioni amplificando queste ultime da un minimo di 100 fino ad un massimo di 1000 volte.

1.5 Aderenza (Beam test)

Scopo:

Determinazione delle tensioni di aderenza sviluppate dallo scorrimento di barre di acciaio ad aderenza migliorata relativamente ad un calcestruzzo "standard". Tramite queste prove è possibile effettuare i controlli dell'aderenza previsti dal D.M. 09/01/96 Allegato 6.

Metodica:

Norma CNR-UNI 10020. È prevista la confezione di una opportuna struttura di prova in c.a. di due differenti dimensioni a seconda del diametro delle barre in esame. Inoltre è necessario verificare che il valore della resistenza a compressione del calcestruzzo impiegato sia contenuto in un prefíssato campo.

1.6 Sfilamento (Pull-out)

Scopo:

Determinazione della resistenza allo sfilamento offerta da una barra tonda di acciaio inglobata in un campione di conglomerato cementizio. Trattandosi dell'esame di un'azione relativa (aderenza acciaio-conglomerato), la prova permette la qualificazione prestazionale di uno dei due materiali in funzione della standardizzazione dell'altro. In particolare il pull-out risulta di agile impiego per la caratterizzazione delle cosiddette malte speciali, cioè delle malte premiscelate a ritiro compensato.

Metodica: 

Norma UNI EN 10002-92. La prova di pull-out viene eseguita presso l'Istedil secondo la seguente procedura interna:

- si confeziona una serie di provini cilindrici di conglomerato cementizio entro un tubo di acciaio chiuso e sigillato ad una estremità; l'altezza del tubo è pari a 10 volte il diametro della barra di acciaio (liscia o ad aderenza migliorata) conglobata nel provino, posizionandola lungo il suo asse maggiore.

- giunti alle opportune stagionature si sottopongono i campioni cosi preparati alla prova di sfilamento, contrastando la barra tramite serraggio del suo estremo libero, sporgente dal conglomerato e sollecitando il provino con una forza di direzione parallela all'asse principale del cilindro.

2. PROVE SU ACCIAI PER STRUTTURE METALLICHE

2.1 Prova di trazione

Scopo:

Determinazione delle caratteristiche meccaniche; in tal modo è possibile qualificare l'acciaio impiegato per la realizzazione del profilato secondo quanto previsto dal D.M. 09/01/96 parte seconda e dalla norma EN 10002. Le grandezze da rilevare sono le stesse della prova di trazione su barre per c.a. (snervamento, rottura ed allungamento a rottura).

Metodica: 

Norma UNI EN 10002-92. È necessario provvedere al ricavo di una provetta secondo le modalità indicate dalla norma UNI EN 10002-92. Per la determinazione della sezione basterà fare una rilevazione mediante micrometro della larghezza e dello spessore della provetta in esame.

2.2 Piegamento su profilati

Scopo:

Determinazione della duttilità dell'acciaio impiegato per la costituzione dei profilati.

Metodica:

La prova viene eseguita secondo norma UNI 564.

2.3 Resilienza

Scopo:

Determinazione della fragilità di un acciaio a determinate temperature di esercizio. La prova fornisce inoltre un parametro essenziale per la qualificazione di un acciaio secondo quanto previsto dal D.M. del 26/03/1980 parte seconda. Inoltre per quanto riguarda il calcolo di strutture metalliche saldate, il valore della resilienza assume particolare importanza per la scelta del materiale da impiegare (D.M. 26/03/1980).

Metodica:

Norme UNI EN 10045 e UNI 4714; è ovviamente necessario provvedere al ricavo ed alla preparazione di opportune provette secondo la norma UNI EN 10045.

2.4 Durezza

Scopo:

Determinazione della durezza di un materiale metallico, cioè della resistenza offerta alla penetrazione dello stesso materiale. Impiegando apposite tabelle sperimentali è possibile estrapolare la corrispondente resistenza a trazione del materiale in esame. Naturalmente la prova di durezza non sostituisce la prova di trazione ma può dare una indicazione utile della resistenza del materiale, in particolare ricorrendo alla durezza Brinnell soprattutto nel caso in cui non si può disporre di materiale sufficiente per l'esecuzione della prova di trazione.

Metodica:

La prova si esegue producendo, con una forza predeterminata, un'impronta su di una superficie metallica opportunamente preparata. Le prove di durezza possono essere eseguite secondo le seguenti metodiche: Metodo BRINNELL, secondo UNI 6506-1 - Metodo ROCKWELL, secondo UNI 6508-1.

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