Presentazione

Prove per il controllo non distruttivo (NDT) delle strutture

Storia

Il Laboratorio Sperimentale dei Materiali da Costruzione viene costituito nel 1915 presso la Regia Scuola di Ingegneria di Pisa. Il Laboratorio è diretto, dal 1922 al 1935, da Ottorino Sesini a cui subentra, fino al 1963, Letterio F. Donato, ordinario di Scienza delle Costruzioni.

Sin dalla sua fondazione il Laboratorio svolge una continua attività di certificazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali utilizzati per la costruzione di edifici e opere civili.

Accanto alle comuni prove di rottura su provini di acciaio e di calcestruzzo, il Laboratorio è impegnato sin dagli anni ’50 del secolo scorso nell’esecuzione di prove di carico su solai, pali di fondazione, elementi strutturali in acciaio e in calcestruzzo armato.

Regia Scuola di Ingegneria di Pisa (link).

Il primo certificato di prova del 1922 custodito presso l’archivio del Laboratorio.

Prova di carico su un ponteggio tubolare metallico (1959)

Macchine di prova a compressione (sinistra) e a trazione (destra) modello “Amsler” (1966)

Negli anni ’50 del Novecento il nostro paese beneficia di una forte crescita economica promossa dallo sviluppo delle attività industriali. Fra queste, gioca un ruolo importante l’industria delle costruzioni che cresce in modo consistente anche nei successivi anni ’60 e ’70. Accanto ai materiali da costruzione di tipo tradizionale, fanno la loro comparsa nuovi materiali quali il calcestruzzo armato precompresso. Inoltre, si mettono a punto nuovi metodi di indagine che ampliano il ventaglio delle possibilità offerte per la verifica a posteriori delle proprietà meccaniche dei materiali e degli elementi strutturali in opera.

In questo contesto, il Laboratorio prosegue la sua attività di servizio impegnandosi nell’esecuzione di prove di carico su elementi in calcestruzzo armato precompresso, nella misura delle vibrazioni delle strutture, nella caratterizzazione delle proprietà di rilassamento degli acciai ad alta resistenza. Inoltre, si effettuano in Laboratorio prove di fatica e prove di resilienza su provini metallici e, più di recente, attività di diagnostica e monitoraggio sul posto di costruzioni esistenti con particolare riferimento a quelle in muratura e in calcestruzzo armato.

Curve carico-spostamento ottenute da prove di trazione su campioni di acciaio (1957).

Misura delle vibrazioni di una struttura in c.a. (1961)

Prova di carico su un elemento in c.a.p. (1964)

Apparato per prove di rilassamento acciai da c.a.p. (schemi tratti da N. Gucci, Atti Ist. Scienza delle Costruzioni, Univ. di Pisa, 1964)

Prova di carico su un ponteggio tubolare metallico (1970)

Misura delle vibrazioni di un traliccio metallico (1976)

Attrezzature

Il Laboratorio Ufficiale per le Esperienze sui Materiali da Costruzione dispone di apparecchiature ed attrezzature per l’esecuzione di prove su materiali, su elementi strutturali, su prototipi e strutture sia in sede che in situ. E’ dotato infatti di aree attrezzate per l’organizzazione di prove sia di ricerca che conto terzi.

E’ dotato infine di sistemi per la realizzazione di analisi diagnostiche sia distruttive che non distruttive (NDT) su strutture esistenti.

Prove sui materiali

Macchine di prova

Macchina universale per prove di trazione/compressione INSTRON mod. 1186 da 200 kN
Macchina per prove a trazione METROCOM mod. MT-100 da 1000 kN
Macchine per prove a compressione Galdabini mod. PMC-500 da 5000 kN
Macchina per prove statiche e a fatica Amsler da 500 kN
Macchina per l'esecuzione di prove su strutture piane Mohr & Federhaff da 3000 kN
Pendolo di Charpy per prova di resilienza degli acciai laminati con relativa cella frigorifera

Macchine per la preparazione e la conservazione dei provini

Spianatrice per rettifica meccanica dei provini
Camera climatizzata o vasca di maturazione normale a controllo automatico della temperatura e dell'umidità, per la maturazione dei provini (in fase di realizzazione)
Stufa per l'essiccazione degli aggregati
Serie unificata di setacci e crivelli
Setacciatore meccanico
Betoniera da laboratorio
Bilance per cubi, per inerti, ecc. di varia portata e precisione
Stampi normalizzati per provini di calcestruzzo, di malta, ecc.
Mescolatrice per la preparazione di provini di malta
Tranciatrice e altra attrezzatura per il taglio dei ferri
Dispositivo segnaprovette METROCOM

Apparecchiature ed attrezzature per le prove sui materiali

Celle di carico per il controllo di taratura delle macchine
Accessori per la realizzazione di prove di compressione su elementi di malta mediante macchine di prova universali o a compressione
Cono di Abrahms
Telaio per prove di ritiro
Estensimetro di precisione per la determinazione dei coefficienti di dilatazione e ritiro
Attrezzatura per la determinazione della profondità di penetrazione dell’acqua nel calcestruzzo
Apparecchio di Vicat (elettronico e manuale)
Attrezzatura per le prove di piegamento e raddrizzamento delle barre per cemento armato, compresa l'attrezzatura per l'eventuale riscaldamento dei campioni prima del raddrizzamento
Estensimetri per la determinazione del modulo elastico sui campioni di acciaio, normale e da precompresso.

Prove su prototipi e su strutture

Area attrezzata per prove su prototipi e strutture

Solaio ad elevata rigidezza ("piastrone") in c.a. attrezzato con diverse tipologie di muri di reazione e telai di contrasto
Sistema oleodinamico per la gestione di attuatori di varie portate
Sistema elettronico di controllo prodotto dallo Studio AIP per la gestione di prove con attuatori in controllo di forza o di spostamento
N. 2 centraline National Instruments PXI per la misura di spostamenti, deformazioni, carichi ed altre grandezze di interesse durante l'esecuzione delle prove

Trasduttori meccanici ed elettrici

Sensori di spostamento LVDT (varie corse) HBM
Sensori di spostamento potenziometrici GEFRAN
Inclinometri capacitivi SEIKA mod. NGU
Manometri analogici (Nuova FIMA) e digitali (AEP)

Martinetti oleodinamici

ENERPAC ---------------------------- (100 kN, 440 kN, 500 kN, 1000 kN)
LUKAS
F.P.T.
Pompe ENERPAC manuali ed elettriche per la gestione manuale della pressione nei circuiti di prova

Prove per il controllo non distruttivo (NDT) delle strutture

Strutture in calcestruzzo

Carotatrice per calcestruzzi Hilti DD200
Pacometro Hilti Ferroscan PS200
Pacometro PROCEQ Profoscope
Sclerometri BOVIAR , dotati dell'apposita incudine di taratura
Strumento PROCEQ Pundit PL-200 per prove ultrasoniche, caratterizzato da 2 sonde a 54 kHz
Attrezzatura per il controllo della resistenza del calcestruzzo in opera mediante la prova di estrazione secondo UNI EN 12504-3:2005
Sistema di prova con sonda Windsor
Kit Carbontest® che consente di eseguire la misurazione della profondità di carbonatazione nelle strutture in calcestruzzo armato

Strutture in muratura

Apparecchiatura BOVIAR per l'esecuzione di prove con martinetti piatti singoli o doppi, gestita mediante una Pompa Glötzl modello M2H16
Endoscopio Boviar mod. RI 1320 SLC
Penetrometro PNT-G per l'esecuzione di prove di caratterizzazione delle malte

Strutture in acciaio

Durometro digitale a rimbalzo per metalli con sonda esterna SAP330, dotato dell'apposita incudine di verifica
Durometro per prove di durezza in laboratorio, dotato di campioni per la verifica della taratura

Strutture in legno

Penetrometro per strutture in legno Resistograph®

Solai e coperture

Sacconi serbatoio flessibili tipo S, prodotti dalla ditta SO.CA.P srl, in varie dimensioni
Comparatori meccanici per la misura degli abbassamenti in modalità indiretta
Pompe elettriche per la gestione delle operazioni di carico e scarico dell'acqua
Sacconi serbatoio socap
Kit sistema di spinta oleodinamico per prove di carico Novatest con n. 2 punti di spinta

Analisi dinamiche sperimentali

Centraline di acquisizione dati LMS SCADAS Mobile ed LMS SCADAS III
Accelerometri piezolettrici PCB mod. 393C (6), mod. 393B12 (12), capacitivi PCB mod. 3701G3FA3G
Martelli strumentati PCB mod. 086D20 e mod. 086D50
Software per la gestione delle prove dinamiche SIEMENS TESTLAB v. 2019
Software per la gestione ed elaborazione dei dati National Instruments LabVIEW

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