Un nuovo strumento per la caratterizzazione meccanica in-situ delle malte : il penetrometro implementato con tecnologia Arduino

Today it is widely recognized by all those who work in the field of conservation of artefacts of historical-artistic-architectural-archaeological interest that conservation activity often imposes a scientific approach, the only possibility to proceed to a reliable project of conservative intervention, ensuring likewise the maximum effectiveness and durability of the intervention itself. (Gasparoli, 2002) In the recovery of old buildings it is often necessary a thorough investigation of the mechanical properties of materials, in order to identify any static deficiencies and to design suitable reinforcement interventions. In the case of masonry, this generally involves the analysis by means of different techniques of representative portions of the wall weaving, until reaching a more widespread examination of the characteristics of the constituent materials (stone elements, bricks and mortar), with the aim of identifying the more deteriorated parts of the structure. In the following thesis work a survey technique is presented for the in-situ study of the mechanical response of mortars in masonry. The method is based on the measurement of the penetration depth of a steel conical tip, fixed by means of the stops of a common concrete sclerometer (type N - impact energy = 2.2 J) implemented by an ad hoc hardware and software component. A series of tests in the laboratory allowed a preliminary performance of the test under favorable and controlled conditions on specimens with known characteristics, in order to validate the method of investigation. Subsequently, further tests carried out on the walls of a historic building allowed to verify the practicality of use of the proposed technique in its real operating conditions. Finally, we will mention some developments aimed at improving the proposed instrumentation, on the basis of the aspects identified as relevant and strongly characterizing the test.

E’ oggi ampiamente riconosciuto da tutti coloro che operano nel campo della conservazione dei manufatti di interesse storico-artistico-architettonico-archeologico che l’attività della conservazione impone spesso un approccio scientifico, unica possibilità per procedere ad un attendibile progetto di intervento conservativo, garantendo altresì la massima efficacia e durabilità dell’intervento stesso. Nel recupero degli edifici antichi è spesso indispensabile una approfondita indagine sulle proprietà meccaniche dei materiali, al fine di individuare le eventuali carenze statiche e di progettare gli idonei interventi di rinforzo. Nel caso delle murature, questo in genere comporta l’analisi mediante diverse tecniche di porzioni rappresentative della tessitura muraria, fino a giungere ad un esame più diffuso delle caratteristiche dei materiali costituenti (elementi lapidei, laterizi e malta), con lo scopo di individuare le parti più ammalorate della struttura. Nel seguente lavoro di tesi viene presentata una tecnica di indagine per lo studio in-situ della risposta meccanica delle malte nelle murature. Il metodo è basato sulla misura della profondità di penetrazione di una punta conica in acciaio, infissa mediante le battute di un comune sclerometro per calcestruzzi (tipo N - energia di impatto = 2.2 J) implementato da una componente hardware e software sviluppata ad hoc. Una serie di prove in laboratorio ha consentito un’esecuzione preliminare della prova in condizioni favorevoli e controllate su provini con caratteristiche note, al fine di validare il metodo di indagine. Successivamente ulteriori prove condotte sulle murature di un edificio storico hanno permesso di verificare la praticità di impiego della tecnica proposta nelle sue reali condizioni operative. Si farà infine cenno ad alcuni sviluppi volti al miglioramento della strumentazione proposta, sulla base degli aspetti individuati come rilevanti e fortemente caratterizzanti la prova.