Resistenza sperimentale di acciai e calcestruzzi nel periodo 1926-1950 dall’archivio del Politecnico di Milano

La conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali strutturali ricopre una fon- damentale importanza nell’ambito della conservazione e del recupero delle costruzioni esistenti, attività verso le quali la comunità ingegneristica italiana è oggi estesamente chiamata a prodigarsi.

Tali informazioni, anche di carattere generale e statistico, sono difficilmente reperibili e gli sparuti contributi di letteratura presenti riguardano principalmente gli anni successivi al secondo dopoguerra. L’obiettivo del lavoro è colmare, seppur parzialmente, la mancanza di dati statistici relativi all’acciaio e al calcestruzzo ad uso strutturale impiegato nelle decadi ‘20-’40 in Italia.

A tal fine, è stata generata una banca dati attraverso la raccolta, catalogazione e analisi dei certificati di prova conservati nell’archivio storico del Laboratorio Prove Materiali del Politecnico di Milano.

In particolare, per gli anni 1926-1950 si sono analizzati per l’acciaio numerosità, parametri geometrici e resistenza a trazione di campioni di tondi da cemento armato, carpenteria, funi, bulloni e nastri, e per il calcestruzzo numerosità, tipologia di impiego e resistenza a compressione e trazione.

I dati elaborati possono essere utilizzati a fini storico/statistici per inquadrare le tendenze di produzione e utilizzo di acciai e calcestruzzi ad uso strutturale nella finestra temporale analizzata.

Lo studio intende creare una banca dati da impiegare in diversi campi, inclusi studi di rischio sismico

Il lavoro che segue si prefigge lo scopo di raccogliere i dati delle prove su materiali da costruzione eseguite dal Politecnico di Milano negli anni 1926-1950, focalizzandosi sui materiali acciaio e calcestruzzo. L'intenzione del lavoro è quella di eseguire uno studio statistico generando una banca dati che, affiancandosi alle conoscenze normative dell’epoca, si possa impiegare in diversi campi inclusi studi di rischio sismico, interventi di manutenzione su opere esistenti o recupero di manufatti, ricerche su mate riali da costruzione, partendo da una conoscenza preliminare ed indicativa circa la tipologia e la qualità del materiale già in opera.

La Comunità Ingegneristica Italiana è assai bisognosa di informazioni di questo tipo, che attualmente sono molto scarse e riconducibili a sparuti lavori di rielaborazione dei dati di archivio di laboratori di Ingegneria Strutturale, come ad esempio il lavoro svolto da Verderame et al. (2001,2011) con riferimento all’archivio del laboratorio dell’Università Federico II di Napoli e focalizzato sugli acciai da cemento armato nella finestra temporale 1950-1980, poi confluito nel software Stil, scaricabile gratuitamente dal portale del consorzio ReLUIS.

Attualmente non sono disponibili informazioni per il periodo precedente, sebbene costruzioni in cemento armato e metalliche fossero relativamente diffuse anche nella prima metà del XX secolo. Si segnala un recente sforzo rivolto a coprire detto periodo nei riguardi delle resistenze delle barre da cemento armato da parte di Pasini (2018) con riferimento all’archivio storico del laboratorio del Politecnico di Torino.

Inquadramento normativo

Concentrando l’attenzione sulle normative che int ressano il periodo in esame, vanno ricordati princi- palmente il Decreto 10 Gennaio 1907 (G. U. n. 28 del Febbraio 1907) del Ministero dei Lavori Pubblici e il Regio Decreto Legge 16/11/1939 n° 2228-2232.

Il Decreto 10 Gennaio 1907 rappresenta per il Regno d’Italia la prima norma cogente riguardante la sicurezza delle costruzioni, introducendo l’idea del rispetto di tensioni ammissibili nel calcolo statico delle componenti strutturali.

In merito all’acciaio da utilizzare nelle costruzioni si può citare il seguente punto:

“La resistenza alla rottura per trazione, sperimentata su provette aventi una lunghezza utile di 20 diametri, preparate a freddo, ed in tutto conformi ai tipi nor- mali adottati dall’ Associazione Italiana per gli studi sui materiali da costruzione, sarà compresa fra 36 e 45 kg/mm2.”

Quest’ ultima norma ha avuto validità per un lungo periodo, estendendosi fino al primo conflitto mon- diale, e ha visto la nascita di diversi regi decreti principalmente contenenti le norme tecniche per le costruzioni in cemento armato, in particolare, si citano:

• Regio Decreto n. 193 del 18 aprile 1909, redatta in seguito al terremoto di Messina del 28 dicembre 1908, la sua importanza risiede nel fatto di essere la prima normativa sismica italiana;
• R.D.L. del 1927 n. 1981, tramite il quale viene innalzata la resistenza a rottura del ferro da 3600-4500 kg/cm² a 3800-5000 kg/cm²;
• R.D.L. del 1930 n. 682: viene introdotta una nuova caratterizzazione per l’acciaio da armatura, si par- la infatti di acciaio extradolce (ferro colato omogeneo e privo di screpolature), con resistenza a tensione compresa tra 18 e 50 kg/mm² e allunga- mento percentuale a rottura non inferiore al 27%;
• R.D.L. del 1937 n. 2105 che porta ad una riduzione delle azioni sismiche sulle strutture. La circolare emanata nello stesso anno, il 17 maggio 1937 n. 2202 del LL.PP, regola la resistenza a trazione dell’acciaio semiduro nelle costruzioni in conglomerato cementizio armato, qualora non ci sia disponibi- lità di ferro omogeneo, nei valori compresi tra 5000 e 6500 kg/cm2 con un allungamento a rottura non in- feriore rispettivamente al 21% e 14%.

Il Regio Decreto Legge 16/11/1939 n° 2228-2232 introduce una classificazione delle armature da uti- lizzarsi nei conglomerati armati definita da tre cate- gorie: acciaio dolce, semiduro e duro. I parametri meccanici considerati in questa classificazione sono le tensioni di rottura a trazione e a snervamento e l’allungamento percentuale a rottura. I limiti indicati dalla norma sono riportati in Tabella 1. La sua importanza è da ricercarsi nella sua longevità: viene sostituito dal D.M. 30 maggio 1972 n. 9161 dopo es- sere rimasto in vigore per oltre 30 anni.

Secondo questa normativa le tre tipologie di acciai si distinguono anche per la differente tensione am- missibile da adottarsi nella progettazione, variabile tra i 1400 e 2000 kg/cm2; in particolare la tensione ammissibile risulta dipendente dalla tipologia di acciaio, dalla resistenza del calcestruzzo e dalla forma trasversale dell’elemento strutturale.

Metodologia di raccolta e analisi dei dati

Lo studio inizia con la raccolta dei certificati, con- servati negli archivi storici del Politecnico di Mila- no, relative alle prove su campioni in acciaio e cal- cestruzzo eseguite nel periodo compreso fra il 1926 e il 1950.

Va sottolineato che nell’ elaborato non sono presenti le prove relative all’ anno 1927 e quelle relative al periodo compreso fra il 1939 e 1944, perché eviden- temente le prime andate perdute, mentre si suppone che le seconde non fossero state effettuate perché appartenenti al periodo di guerra.

Acciaio

Nella fase di raccolta si sono analizzati 5005 docu- menti. I risultati sono stati catalogati nelle seguenti categorie: tondi da cemento armato, tondi ricavati da greggio e da rotaia, nastri, bulloni, provini ricavati da bulloni, funi, corde, fili e piatti. In fase di elabo- razione, si è poi deciso di suddividere i dati in base al loro impiego e denominazione, ottenendo cinque macro-categorie (Fig. 1): tondi da cemento armato (1957 prove), funi (28564 prove), carpenteria (5750 prove), nastri (333 prove) e bulloni (90 prove).

FIGURA 1: Categorie di elementi in acciaio da costruzione: (a) barre da cemento armato, (b) funi, (c) carpenteria, (d) bulloni, (e) nastri.

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Days - Aprile 2021

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