Vetroresina (GFRP) nel TUNNELLING - ATP home page

Vetroresina (GFRP) nel
TUNNELLING
Introduzione
L’utilizzo preponderante di profilati in materiale composito (materiale polimerico rinforzato con fibra di vetro
comunemente indicato come vetroresina) si estende all’intero campo dei consolidamenti provvisori.
Infatti, in questi casi, l’utilizzo di armature in materiale composito, inizialmente gravato, da un punto di vista
economico dal maggior costo dei materiali, trova successive convenienze derivanti dalla drastica riduzione dei costi di
demolizione.
Tecnologia di produzione
I profilati sono realizzati con un processo industriale continuo detto pultrusione che consiste nel tirare fibre di vetro,
preventivamente impregnate con una resina di tipo termoindurente (generalmente poliestere) attraverso una filiera
riscaldata avente la sezione del profilo che si vuole produrre.
In questo modo si ottengono manufatti dal comportamento meccanico marcatamente anisotropo in quanto, le fibre di
rinforzo sono prevalentemente orientate nella direzione dell’asse del profilo.
Applicazioni
CONSOLIDAMENTO DEL NUCLEO DI AVANZAMENTO E DEL CONTORNO DEL CAVO
PRODOTTI
a) TUBI (il profilo in vtr funge da veicolo di iniezione di boiacca o altro e, contemporaneamente da elemento strutturale)
b) SISTEMI INTEGRATI “SICS”(gli elementi strutturali costituiti generalmente da barre in vtr a sezione rettangolare sono
accoppiati ad un veicolo di iniezione che non ha funzioni strutturali)
CONSOLIDAMENTO DEL NUCLEO DI AVANZAMENTO E PRECONSOLIDAMENTO AL CONTORNO
PRODOTTI
a) TUBI (il profilo in vtr funge da veicolo di iniezione di boiacca o altro e, contemporaneamente da elemento strutturale)
b) SISTEMI INTEGRATI “SICS”(gli elementi strutturali costituiti generalmente da barre in vtr a sezione rettangolare sono
accoppiati ad un veicolo di iniezione che non ha funzioni strutturali)
c) AUTOPERFORANTI “FIT SYSTEM ” (tubi in vtr accopiati a sistemi di perforazioni costituiti da aste interne accoppiate a
testate parzialmente a perdere)
1

CHIODATURA RADIALE IN AVANZAMENTO (per la quale si esclude l’utilizzo di jet grouting)
PRODOTTI
a) TUBI
b) BARRE
CHIODATURA RADIALE DA CUNICOLO
PRODOTTI
a) TUBI
b) BARRE
2

Il panorama delle applicazioni si completa nel campo dei consolidamenti di carattere provvisionale:
BERLINESI (In corrispondenza del fronte di attacco)
PRODOTTI
a) TIRANTI ATTIVI (barre in Vtr pretensionate complete di opportune teste di ancoraggio e piastre di ripartizione)
b) TIRANTI ATTIVI TIPO TT-PACO300kN (profili cavi a sezione circolare in vtr completi di opportuna testa di bloccaggio)
c) MICROPALI ( realizzati con tubi in vetroresina di diametro 200 mm e spessori variabili)
PALI DI GROSSO DIAMETRO E ARMATURE PER PARATIE PROVVISIONALI (SOFT EYE)
PRODOTTI
a) BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA
b) STAFFE SAGOMATE A DISEGNO PREFERIBILMENTE AD “ANELLO CHIUSO” SENZA SOVRAPPOSIZIONE
ARMATURA DIFFUSA DI CALCESTRUZZI O DI SPRITZ – BETON PER RIVESTIMENTO
PRODOTTI
a) FILO DI VETRO TAGLIATO ( filato AR Alcalo Resistente)
S-1
S-3
S-2 S-2
Z-1
Z-1
micropali in vetroresina
Ø 120 mm - Qamm. = 108 t
L = 1200 cm
posti ad interasse pari a 33 cm
tirante in vetroresina
Ø 120 mm - Qamm. = 108 t
L = 2400 cm
n. 5 ogni 1200 cm
Z-1
S-1
S-2 S-3
Z-1
Z-1
V-1
S-1
S-2
Z-2
S-3
V-1
P-1
P-1
Z-2
Z-1
3

Indice dei prodotti in VTR
Tubo diametro 60 e spessore 10 mm SCHEDA N° 1
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tubo diametro 60 e spessore 10 mm iniettabile senza particolari in PVC con resistenza allo scoppio fino
a 3 MPa SCHEDA N° 2
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tubo diametro 60 e spessore 10 mm con resistenza allo scoppio fino a 4 MPa SCHEDA N° 3
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tubo diametro 60 e spessore 10 mm con resistenza allo scoppio fino a 8 MPa SCHEDA N° 4
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tubo diametro 76 e spessore 8 mm per sistema autoperforante (fit system) SCHEDA N° 5
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Barre a sezione rettangolare per sistemi integrati con veicoli di iniezione separati SCHEDA N° 6
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tirante attivo SCHEDA N° 7
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tirante attivo TT-PACO300kN SCHEDA N° 8
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Tubo per Micropalo SCHEDA N° 9
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Barre ad aderenza migliorata SCHEDA N° 10
Descrizione
Caratteristiche
Prove
4

Staffe sagomate a disegno SCHEDA N° 11
Descrizione
Caratteristiche
Prove
Fibra polimerica per rinforzo calcestruzzo SCHEDA N° 12
Descrizione
Caratteristiche
5

SCHEDA N°1
Tubo diametro 60 mm e spessore 10
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro con superficie esterna ad aderenza migliorata ottenuta per
tornitura (filettatura di passo max 60 mm e profondità minima 0.5 mm) o, in alternativa mediante riporto (con resinatura) di sabbia
sferoidale al quarzo
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm 2 1500
Diametro esterno mm 60
Diametro interno mm 40
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 30000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
2) Prova di flessione
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
Pag1/1
6

SCHEDA N°2
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 iniettabile senza particolari in PVC con resistenza allo
scoppio fino a 3MPa
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro con superficie esterna ad aderenza migliorata ottenuta per
tornitura (filettatura di passo max 60 mm e profondità minima 0.5 mm) o, in alternativa mediante riporto (con resinatura) di sabbia
sferoidale al quarzo adatto a resistere all’azioni di pressioni interne fino a 3 MPa.
Il tubo è dotato di:
o tappo di cianfrinatura con tubicino di
sfiato
o valvola di iniezione fondo
o valvole di iniezione con passo a
richiesta
o tappo valvola di fondo
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm^2 1500
Diametro esterno mm 60
Diametro interno mm 40
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 35000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
Resistenza allo scoppio MPa 3 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Pag1/2
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
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SCHEDA N°2
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 iniettabile senza particolari in PVC con resistenza allo
scoppio fino a 3 MPa
2) Prova di flessione
Pag2/2
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
Prova di resistenza allo scoppio
SCHEMA DI PROVA
1 Tubo in prova 60/40 4 Tappo di fondo
2 Tubo – Tirante forato per immissione olio 5 Collari terminali ciechi di sigillatura
3 Guarnizione piane
Metodologia di prova
1. Il campione di tubo in prova viene stretto attraverso l’avvitamento del collare terminale cieco sul tubo-tirante per
immissione olio
2. Viene immesso olio nel circuito avendo cura di effettuare una serie di cicli carico/scarico per l’eliminazione di
sacche di aria fino a quando l’azione manuale sulla pompa determina direttamente un aumento di pressione
3. Viene aumentata la pressione con una velocità di ca 20 bar al minuto fino alla rottura del tubo in prova
4. Viene registrato il valore massimo di pressione raggiunto registrandolo come valore di resistenza allo scoppio
8

SCHEDA N°3
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 con resistenza allo scoppio fino a 4 MPa
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro con superficie esterna ad aderenza migliorata ottenuta per
tornitura (filettatura di passo max 60 mm e profondità minima 0.5 mm) o, in alternativa mediante riporto (con resinatura) di sabbia
sferoidale al quarzo adatto a resistere all’azioni di pressioni interne fino a 4 MPa
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm^2 1500
Diametro esterno Mm 60
Diametro interno Mm 40
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 30000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
Resistenza allo scoppio MPa 4 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Pag1/2
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
2) Prova di flessione
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
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SCHEDA N°3
Prova di resistenza allo scoppio
SCHEMA DI PROVA
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 con resistenza allo scoppio fino a 4 MPa
1 Tubo in prova 60/40 4 Tappo di fondo
2 Tubo – Tirante forato per immissione olio 5 Collari terminali ciechi di sigillatura
3 Guarnizione piane
Metodologia di prova
Pag2/2
1. Il campione di tubo in prova viene stretto attraverso l’avvitamento del collare terminale cieco sul tubo-tirante per
immissione olio
2. Viene immesso olio nel circuito avendo cura di effettuare una serie di cicli carico/scarico per l’eliminazione di
sacche di aria fino a quando l’azione manuale sulla pompa determina direttamente un aumento di pressione
3. Viene aumentata la pressione con una velocità di ca 20 bar al minuto fino alla rottura del tubo in prova
4. Viene registrato il valore massimo di pressione raggiunto registrandolo come valore di resistenza allo scoppio
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SCHEDA N°4
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 con resistenza allo scoppio fino a 8 MPa
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro con superficie esterna ad aderenza migliorata ottenuta per
tornitura (filettatura di passo max 60 mm e profondità minima 0.5 mm) o, in alternativa mediante riporto (con resinatura) di sabbia
sferoidale al quarzo adtto a resistere all’azioni di pressioni interne fino a 8 MPa
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm^2 1500
Diametro esterno mm 60
Diametro interno mm 40
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 30000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
Resistenza allo scoppio MPa 8 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Pag1/2
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
2) Prova di flessione
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
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SCHEDA N°4
Prova di resistenza allo scoppio
SCHEMA DI PROVA
Tubo diametro 60 mm e spessore 10 con resistenza allo scoppio fino a 8 MPa
1 Tubo in prova 60/40 4 Tappo di fondo
2 Tubo – Tirante forato per immissione olio 5 Collari terminali ciechi di sigillatura
3 Guarnizione piane
Metodologia di prova
Pag2/2
1. Il campione di tubo in prova viene stretto attraverso l’avvitamento del collare terminale cieco sul tubo-tirante per
immissione olio
2. Viene immesso olio nel circuito avendo cura di effettuare una serie di cicli carico/scarico per l’eliminazione di
sacche di aria fino a quando l’azione manuale sulla pompa determina direttamente un aumento di pressione
3. Viene aumentata la pressione con una velocità di ca 20 bar al minuto fino alla rottura del tubo in prova
4. Viene registrato il valore massimo di pressione raggiunto registrandolo come valore di resistenza allo scoppio
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SCHEDA N°5
Tubo diametro 76 mm e spessore 8
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro con superficie esterna ad aderenza migliorata ottenuta per
tornitura (filettatura di passo max 60 mm e profondità minima 0.5 mm) o, in alternativa mediante riporto (con resinatura) di sabbia
sferoidale al quarzo utilizzato con sistema auto perforante (fit system)
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm^2 1700
Diametro esterno mm 76
Diametro interno mm 60
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 30000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Pag1/1
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
2) Prova di flessione
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
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SCHEDA N°6
Barre a sezione rettangolare
Descrizione
Pag1/2
Barre a sezione rettangolare in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibre di vetro per sistemi integrati con veicoli di
iniezione separati (elementi strutturali). Le barre sono normalmente montate intorno al tubo di iniezione posto in posizione centrale
per mezzo di opportuni distanziatori/centratori. Le superfici esterne delle barre (lato foro) sono ad aderenza migliorata ottenuta con
riporto (mediante resinatura) di sabbia sferoidale al quarzo o, in alternativa attraverso rimozione di pellicola “peel-py” all’atto della
produzione (tale sistema produce una sorta di goffratura superficiale).
Geometriche
Dimensioni della sezione in mm*mm
Caratteristiche
Sezione resistente del singolo
piatto (mm^2)
Sezione resistente ottenuta accoppiando 3
piatti (mm^2)
configurazione tipica
40*6 240 720
40*7 280 840
40*9 360 1080
40*12 480 1440
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 1000 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 1000 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 40000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 140 ASTM D732 **
** vedi paragrafo prove
PROVE
Il presente paragrafo tratta solo degli adattamenti e o delle precisazioni , derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto
in esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dai piatti attraverso rettifica refrigerata in modo da ridurre lo spessore del provino fino ad un valore
nominale di 3mm asportando materiale in maniera per quanto possibile simmetrica
2) Prova di flessione
La prova di flessione va eseguita su provette tali che il rapporto luce libera/spessore sia almeno 40 per minimizzare gli effetti del
taglio.
Il valore di resistenza ricavato da tale prova può essere considerato come una determinazione indiretta, conservativa e molto agevole
di quello a trazione
3) Prova di taglio
La prova di resistenza a taglio per tranciatura secondo ASTM D 732 dovrebbe
essere eseguita su di un disco di materiale di 50 mm di diametro (o su di una
placca 50*50) che deve essere incastrato totalmente nella matrice di
punzonatura. Il punzone è a sezione circolare da 1 pollice di diametro. In realtà
dal tubo possono essere ricavate provette di non più di 20 – 25 mm di larghezza
e, pertanto non è possibile ripetere le condizioni di prova previste dalla norma.
La punzonatura viene allora effettuata incastrando il provino alle estremità
secondo lo schema a lato ed usando un punzone di sezione quadra o circolare di
diametro > 50 mm su provini di sezione indicativa 20 *3 mm.
4)Prova di trazione
Lo scopo della prova è quello di verificare la resistenza a trazione e il modulo elastico del profilo pultruso testato.
Si predispone il profilo da testare all’interno del sistema di prova (vedi fig.1) costituito da un cannone forato dove è presente su uno
dei due lati un cilindro a canna forata.
14

SCHEDA N°6
Barre a sezione rettangolare
Figura 1: Sistema di prova
Pag2/2
Il profilo viene bloccato da entrambi i lati con l’utilizzo di appositi blocchetti di serraggio in modo da avere una pressione distribuita
in maniera uniforme su tutta la lunghezza di afferraggio del profilo. Prima di serrare tutti i blocchetti presenti, si serra solo l’ultimo di
ogni lato e si applica un precarico di 1 tonnellata cosi da compattarli tra di loro. Si serrano infine tutti gli altri blocchetti.
La lunghezza totale lp dei provini da testare deve soddisfare i seguenti requisiti:
lp≥100+2xla
lp≥40db+2xla
essendo la e db, rispettivamente, la lunghezza di afferraggio e la dimensione caratteristica 1 .
La forma e la dimensione dei dispositivi di afferraggio, in particolare la loro lunghezza la, devono garantire che la rottura del provino
avvenga al di fuori di essi, nella zona di lunghezza lp-2xla.
La caratterizzazione del profilo avviene attraverso una prova monotona di trazione. Il gradiente di applicazione del processo di carico
deve essere costante per tutta la durata della prova e di entità tale da garantirne l’espletamento in un intervallo di tempo compreso tra
1 e 10 minuti.
Durante la prova viene determinata anche la deformazione che subisce il provino. Il concetto è quello di misurare, durante la prova,
l’allungamento differenziale tra due punti del profilo, nella zona di mezzeria, posti ad una distanza (ld) pari ad almeno 8 volte la
dimensione caratteristica (db) del profilo stesso.
Nota la distanza tra i due punti e l’allungamento si ricava la deformazione come segue:
ε = Δl/ld
Le letture vengono fatte ad ogni step di carico fissato cosi da ricavare l’andamento della deformazione al variare del carico.
Il modulo elastico è ottenuto dalla seguente relazione:
E
F F
1
2
1 2 Ab
in cui con F1 ed ε1 si sono indicate, rispettivamente, la forza e la deformazione corrispondenti al 50% della tensione di rottura; con
F2 ed ε2, rispettivamente, la forza e la deformazione corrispondenti al 20 % della tensione di rottura.
Al termine della prova si ottiene un diagramma forza-deformazione da cui si ricava la tensione di rottura, ffu,p mediante la seguente
relazione:
ffu,p=Ffu,p/Ab
dove Ffu,p e Ab rappresentano, rispettivamente, la forza di rottura registrata e l’area del provino.
La prova potrà considerarsi buona se la tipologia di rottura che si verificherà, in seguito al raggiungimento del massimo carico,
comporterà l’esplosione dell’intera sezione resistente in tutto il tratto libero compreso tra le due zone di afferraggio.
1 La dimensione caratteristica corrisponde al diametro nel caso di profili a sezione circolare e alla larghezza nel caso di profili a sezione rettangolare.
15

SCHEDA N°7
Tirante attivo
Descrizione
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Barra a sezione circolare da Ф 32 mm o insieme di 3 piatti di sezione equivalente (es 40*6 o 40*7), realizzati in resina poliestere
termoindurente rinforzata con fibre di vetro dotata di un terminale che consenta di applicare e successivamente mantenere , attraverso
opportuno dispositivo di tensionamento, un carico totale di 20 tonnellate.
In realtà qualsiasi barra in vtr, normalmente adoperata come chiodo o tirante passivo può essere trasformato in un sistema attivo a
patto di disporre di una testata (è noto che per i vtr non si possono efficacemente adoperare sistemi di fissaggio a filettatura e dado di
bloccaggio) e di un dispositivo di tensionamento.
Il terminale, del tipo indicato al lato,consiste in una testata in
acciaio con foro passante conico che si accoppia con cunei di
bloccaggio che esercitando opportuna compressione sulle barre
consentono il trasferimento di carichi assiali per attrito.
II dispositivo di tensionamento consiste in una coppia di cilindri
idraulici dotati di opportune valvole proporzionali per garantire il
parallelismo di azionamento che si collega alla testata attraverso
una ghiera filettata.
L’azione dei cilindri provoca una traslazione della testata. Tra la
testata e la piastra di ripartizione sarà posizionata una
contropiastra dotata di perni di contrasto che, una volta avvitati
fino a recuperare l’intero spazio creatosi in seguito a tale
traslazione, consentiranno di mantenere il tensionamento della
barra ed il recupero del dispositivo di pensionamento
Caratteristiche delle barre
Tipo di barra Sezione totale resistente (mm^2) Scheda di riferimento
Barra a sezione circolare Ф 32 mm 804 N°10
N° 3 barre a sezione rettangolare 40*7 mm 840 N°6
PROVE
Le prove vanno effettuate sull’insieme testata/barra per verificare la capacità di tale insieme di trasmettere i carichi di trazione
previsti secondo il seguente schema:
1. Una barra (o l’insieme di barre che costituiscono il tirante) viene inserita in un cilindro a canna forata tipo ENERPAC
RCH606 (o di caratteristiche similari).
2. Due testate vengono montate su entrambi i lati del cilindro in modo che immettendo olio in pressione la barra venga
sollecitata a trazione
3. Si aumenta la pressione nel cilindro con un velocità di ca 20 bar al minuto fino al raggiungimento della pressione
corrispondente a 20 tonnellate di trazione sulla barra (valore di pretensione) che viene mantenuta per una ora
4. Si incrementa la pressione (sempre con velocità di ca 20 bar a minuto) fino ad un valore corrispondente a 30 tonnellate
di trazione sulla barra verificando che non avvengano rotture
5. Si incrementa il valore di pressione fino alla rottura registrando il valore di carico corrispondente.
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SCHEDA N°8
Tirante attivo TT-PACO300kN
Descrizione
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Profilo cavo a sezione circolare da Ф 60 mm con spessore 10 mm, realizzato in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibre
di vetro, ad aderenza esterna migliorata, e dotato di un terminale che consenta di applicare e successivamente mantenere, attraverso
opportuno dispositivo di tensionamento, un carico totale di 300 kN.
Il terminale, del tipo indicato al lato,consiste in una
testata in acciaio con foro passante conico che si
accoppia con cunei di bloccaggio che esercitando
opportuna compressione sul profilo consentono il
trasferimento di carichi assiali per attrito.
La testata di bloccaggio deve comprendere:
set di cunei in acciaio;
boccola di contrasto;
tubo interno antischiacciamento Ф38 sp 10
piastra di ripartizione 250*300*20 con tubo
di sfiato
Il tirante presenta le seguenti caratteristiche:
Geometriche
Caratteristica
Caratteristiche
Unità di misura Valore
Sezione resistente mm^2 1500
Diametro esterno mm 60
Diametro interno mm 40
Tolleranze dimensionali secondo ASTM D3917
Meccaniche
Caratteristica
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 1.9 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 35000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 100 ASTM D732 **
Resistenza allo scoppio MPa 3 **
** vedi paragrafo prove
Deve essere corredato anche di:
sacco otturatore da 400 g/mq per foro da 130 mm di lunghezza utile 50 cm
tubo sfiato sacco otturatore (iniettato attraverso valvola) in metallo Ф16 sp1.2
tubo sfiato sacco tratto in fondazione (iniettato attraverso valvola) in metallo Ф16 sp1.2
valvole a scomparsa per: iniezione sacco otturatore; iniezione tratto in fondazione;
valvole a scomparsa di sicurezza per iniezione del tratto in fondazione)
valvole aperte per iniezione tratto libero
manicotto di collegamento tra due profili successivi con razze antisfilamento L240 mm, con una resistenza di 200 kN,
nel caso di presenza di giunzioni;
tappo-ogiva di fondo con razze antisfilamento
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SCHEDA N°8
Tirante attivo TT-PACO300kN
Pag2/2
Per quanto concerne le malte cementizie per l’iniezione, per ciascun campione, la resistenza minima richiesta dovrà essere superiore
a 25 MPa, valutata con prova a compressione monoassiale, su campioni cilindrici di altezza pari a due volte il diametro semplice, o
dovrà essere superiore a 30 MPa, valutata con prova a compressione monoassiale su campioni cubici.
In particolare, la frequenza delle valvole di iniezione è:
per applicazioni tipo “NAIL” di 1 valvola ogni 5 mt
per tiranti attivi isolati di 1-2 valvola ogni metro.
Il pretensionamento avviene allontanando, mediante opportuno dispositivo, il contorcono dalla piastra di ripartizione e recuperando
la traslazione effettuata mediante rotazione della ghiera di bloccaggio.
Nota: è consigliabile evitare giunzioni; nel caso fossero necessarie la giunzione può essere effettuata oltre la mezzeria della
lunghezza di fondazione ed in questo caso il manicotto di collegamento deve garantire una tenuta a trazione del giunto non
inferiore a 200 kN.
PROVE
Le prove vanno effettuate sull’insieme testata/tirante per verificare la capacità di tale insieme di trasmettere i carichi di trazione
previsti secondo il seguente schema:
1. Il profilo cavo viene inserito in un cilindro a canna forata tipo ENERPAC RCH606 (o di caratteristiche similari).
2. Due testate vengono montate su entrambi i lati del cilindro in modo che immettendo olio in pressione la barra venga
sollecitata a trazione
3. Si aumenta la pressione nel cilindro con un velocità di ca 20 bar al minuto fino al raggiungimento della pressione
corrispondente a 100 kN di trazione sul profilo (valore di pretensione) che viene mantenuta per una ora
4. Si incrementa la pressione (sempre con velocità di ca 20 bar a minuto) fino ad un valore corrispondente a 300 kN di
trazione sulla barra verificando che non avvengano rotture
5. Si incrementa il valore di pressione fino alla rottura registrando il valore di carico corrispondente.
SCHEDA N°9 Pag1/2
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Tubo per MICROPALI
Descrizione
Tubo in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibra di vetro di diametro esterno 200 mm destinato all’armatura di micropali
Geometriche
Meccaniche del composito
Caratteristica
Caratteristiche
est mm
Spessore
mm
Atubo cm 2
We cm 3
Je cm 4
200 10 59 270 2700
Unità di misura Valore minimo Norma di riferimento
Massa volumica g/cc 2 UNI 7092
Resistenza a trazione MPa 600 UNI EN61 **
Resistenza a flessione MPa 600 ASTM D790 **
Modulo elastico MPa 35000 UNI EN61(ASTM D790 A
FLEX)**
Resistenza a taglio MPa 35 ASTM D4475 (Short beam
test)
** vedi paragrafo prove
Meccaniche del micropalo iniettato con Cls
Caratteristica
Unità di misura Valore Norma di riferimento
Carico di rottura (schema trave app.-app.) kN 200 ***
Resistenza a taglio MPa 35 ****
*** vedi seguente punto 2) Prove su manufatto in scala reale
Per quanto concerne le miscele cementizie da utilizzare per il riempimento la resistenza minima richiesta dovrà essere superiore a 25
MPa, valutata con prova a compressione monoassiale, su campioni cilindrici di altezza pari a due volte il diametro semplice, o dovrà
essere superiore a 30 MPa, valutata con prova a compressione monoassiale su campioni cubici.
PROVE
Il presente paragrafo tratta degli adattamenti e/o delle precisazioni, derivanti dalla particolare natura e geometria del manufatto in
esame, necessari per un corretto utilizzo delle normative citate e della prova da eseguire in scala reale sul manufatto.
1) Provini
I provini devono essere ricavati dal tubo secondo lo schema a lato.
Le provette prismatiche di sezione a*b*l (lunghezza) indicate nelle normative
citate, devono essere ricavate per asportazione meccanica della parte tratteggiata
avendo cura che l’ultima fase di lavorazione sia una rettifica refrigerata di 0.5
mm per lato sulle superfici di dimensioni a*l.
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SCHEDA N°9
2) Prove su manufatto in scala reale
Tubo per MICROPALI
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In termini di resistenza del manufatto, tipicamente l’aspetto critico ai fini della verifica riguarda la resistenza a taglio che è quella di
tipo interlaminare (resistenza di interfaccia tra fibra e matrice). Lo schema statico per l’esecuzione di tale tipologia di prova, in scala
reale, è il seguente (short beam test):
330 mm
1340 mm
Carico applicato
330 mm
Schema di prova sul micropalo in scala reale (short beam test)
La prova viene eseguita sul micropalo riempito con miscela cementizia con resistenza minima superiore a 25 MPa, valutata con
prova a compressione monoassiale, su campioni cilindrici di altezza pari a due volte il diametro semplice, o superiore a 30 MPa,
valutata con prova a compressione monoassiale su campioni cubicidi. In tale prova si deve manifestare una resistenza ultima pari ad
almeno 200 kN. A tali valori di carico corrisponde una sollecitazione di taglio sul manufatto pari a 35 MPa.
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SCHEDA N°10
Barre ad aderenza migliorata
Descrizione
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Barre a sezione circolare (tipo rockworm o equivalente) in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibre di vetro ad aderenza
migliorata costituita da una sagomatura elicoidale a rilievo senza l’ausilio di lavorazioni meccaniche che comportino asportazione di
materiale (con conseguente taglio delle fibre di rinforzo) utilizzate principalmente per la realizzazione di gabbie di armatura o come
chiodi o tiranti (attivi e passivi)
Geometriche e meccaniche
Diametro Tondino
(mm)
Area Sezione
(mm 2 )
Resistenza a trazione
Media
(MPa)
Caratteristiche
Resistenza a trazione
Caratteristica
(MPa)
Resistenza a trazione
(Ton)
Modulo Elastico
10 78 1000 900 7 41
12 113 900 900 10 41
16 201 900 800 16 41
22 380 900 780 29 41
25 490 900 730 35 41
26 530 900 730 38 41
30 706 900 690 48 41
32 804 900 670 53 41
Prova di trazione
Lo scopo della prova è quello di verificare la resistenza a trazione e il modulo elastico del profilo pultruso testato.
Si predispone il profilo da testare all’interno del sistema di prova (vedi fig.1) costituito da un cannone forato dove è presente su uno
dei due lati un cilindro a canna forata.
Figura 2: Sistema di prova
Il profilo viene bloccato da entrambi i lati con l’utilizzo di appositi blocchetti di serraggio in modo da avere una pressione distribuita
in maniera uniforme su tutta la lunghezza di afferraggio del profilo. Prima di serrare tutti i blocchetti presenti, si serra solo l’ultimo di
ogni lato e si applica un precarico di 1 tonnellata cosi da compattarli tra di loro. Si serrano infine tutti gli altri blocchetti.
(GPa)
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SCHEDA N°10
Barre ad aderenza migliorata
La lunghezza totale lp dei provini da testare deve soddisfare i seguenti requisiti:
lp≥100+2xla
lp≥40db+2xla
essendo la e db, rispettivamente, la lunghezza di afferraggio e la dimensione caratteristica 2 .
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La forma e la dimensione dei dispositivi di afferraggio, in particolare la loro lunghezza la, devono garantire che la rottura del provino
avvenga al di fuori di essi, nella zona di lunghezza lp-2xla.
La caratterizzazione del profilo avviene attraverso una prova monotona di trazione. Il gradiente di applicazione del processo di carico
deve essere costante per tutta la durata della prova e di entità tale da garantirne l’espletamento in un intervallo di tempo compreso tra
1 e 10 minuti.
Durante la prova viene determinata anche la deformazione che subisce il provino. Il concetto è quello di misurare, durante la prova,
l’allungamento differenziale tra due punti del profilo, nella zona di mezzeria, posti ad una distanza (ld) pari ad almeno 8 volte la
dimensione caratteristica (db) del profilo stesso.
Nota la distanza tra i due punti e l’allungamento si ricava la deformazione come segue:
ε= Δl/ld
Le letture vengono fatte ad ogni step di carico fissato cosi da ricavare l’andamento della deformazione al variare del carico.
Il modulo elastico è ottenuto dalla seguente relazione:
E
F F
1
2
1 2 Ab
in cui con F1 ed ε1 si sono indicate, rispettivamente, la forza e la deformazione corrispondenti al 50% della tensione di rottura; con
F2 ed ε2, rispettivamente, la forza e la deformazione corrispondenti al 20 % della tensione di rottura.
Al termine della prova si ottiene un diagramma forza-deformazione da cui si ricava la tensione di rottura, ffu,p mediante la seguente
relazione:
ffu,p=Ffu,p/Ab
dove Ffu,p e Ab rappresentano, rispettivamente, la forza di rottura registrata e l’area del provino.
La prova potrà considerarsi buona se la tipologia di rottura che si verificherà, in seguito al raggiungimento del massimo carico,
comporterà l’esplosione dell’intera sezione resistente in tutto il tratto libero compreso tra le due zone di afferraggio.
Tutte le altre tipologie di prove devono essere eseguite secondo documento CNR DT203/2006 “ Istruzioni per la Progettazione,
l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato”
2 La dimensione caratteristica corrisponde al diametro nel caso di profili a sezione circolare e alla larghezza nel caso di profili a sezione rettangolare.
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SCHEDA N°11
Staffe sagomate
Descrizione
Barre in resina poliestere termoindurente rinforzata con fibre di vetro di varie sezioni resistenti aventi una sagomatura a disegno
(preferibilmente ad anello chiuso senza sovrapposizioni) per la realizzazioni di gabbie di armatura integralmente in VTR
Geometriche e meccaniche
Tondo equivalente
*
Area Sezione
(mm 2 )
Resistenza a
trazione
Media
(MPa)
Caratteristiche
Resistenza a
trazione
Caratteristica
(MPa)
Resistenza a trazione
(Ton)
Modulo Elastico
10 78 1000 900 7 41
12 113 900 900 10 41
16 201 900 800 16 41
22 380 900 780 29 41
* Si riporta la dizione tondo equivalente perché, nel caso di staffe chiuse la sezione si presenta irregolare
PROVE
Le prove devono essere eseguite secondo documento CNR DT203/2006 “ Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il
Controllo di Strutture di Calcestruzzo armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato”
(GPa)
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SCHEDA N°12
Proprietà fisico / meccaniche
Materiale:
Poliestere insaturo rinforzato fibra vetro
Colore: naturale
Resistenza a trazione : >700 Mpa
Modulo elastico a trazione: >35 Gpa
Allungamento a rottura: 2 %
Densità 1.8 g/cc.
Caratteristiche geometriche
Lunghezza della fibra tagliate: 40 mm.
Diametro nominale della singola fibra 1,6 mm
Contenuto in volume di vetro nella fibra 40%
Fibre polimeriche per calcestruzzo
Spritzfil-cem40
Descrizione
Dosaggio
A seconda dell’applicazione, è consigliato un dosaggio compreso tra i 3 e i 15 chilogrammi per metro cubo di calcestruzzo.
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Conforme alla norma EN 14889-2
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