Rinforzo NSM di travi lignee : verifica del comportamento meccanico di un adesivo poliuretanico

NSM, acronym for "Near-Surface Mounted", is a modern technique of structural consolidation which consists in inserting reinforcement profiles, in steel or FRP (Fiber Reinforced Polymer), inside the grooves obtained on the surfaces of the elements to be strengthened. NSM has several advantages, including the ability to consolidate wooden elements without altering their aesthetic appearance. As this is a relatively recent technique, there are still many unsolved doubts such as, for example, the effectiveness of the connection between the different materials. The purpose of this paper is to investigate the phenomenon of adhesion that is established between the wood, the glue and the reinforcement. To do this, an experimental campaign was carried out based on pull out tests carried out with the direct shear test method. The tested specimens are made of larch wood reinforced by laminates bound by means of a two-component polyurethane adhesive. The tests were performed by varying the bonding length and the material of the reinforcement profile; in particular, CFRP and stainless steel sheets with anchoring lengths of 30 mm, 100 mm and 150 mm were used. From the experimental campaign it was possible to obtain a series of information and data useful for determining the behavior of the glued region. Specifically, it was possible to determine the failure mode of the samples, the force-sliding relationship, the average bond strength, the behavior along the lamina and along sections perpendicular to it. Finally, it was possible to draw considerations regarding the choice of materials and methods of data analysis through DIC for the benefit of the tests to be carried out in the future to continue investigations on the subject.

La NSM, acronimo di “Near-Surface Mounted”, è una moderna tecnica di consolidamento strutturale che consiste nell’inserire dei profili di rinforzo, in acciaio o in FRP (Fiber Reinforced Polymer), all’interno di scalanature ricavate sulle superfici degli elementi da rafforzare. La NSM presenta diversi vantaggi, tra cui la possibilità di consolidare elementi in legno senza alterarne l’aspetto estetico. Trattandosi di una tecnica relativamente recente, sono ancora numerosi i dubbi irrisolti come, ad esempio, l’efficacia del collegamento tra i differenti materiali. Lo scopo del presente elaborato è quello di indagare il fenomeno dell’aderenza che si instaura tra il legno, la colla e il rinforzo. Per fare ciò, è stata condotta una campagna sperimentale basata su prove di estrazione (pull out) effettuate con il metodo del taglio diretto (direct shear test). I provini testati sono in legno di larice rinforzati mediante lamine vincolate per mezzo di un adesivo poliuretanico bicomponente. Le prove sono state eseguite variando la lunghezza d’incollaggio e il materiale del profilo di rinforzo; in particolare, sono state impiegate lamine in CFRP e in acciaio inox con lunghezza di ancoraggio pari a 30 mm, 100 mm e 150 mm. Dalla campagna sperimentale è stato possibile ottenere una serie di informazioni e dati utili alla determinazione del comportamento della regione incollata. Nello specifico, è stato possibile determinare la modalità di rottura dei campioni, la relazione forza-scorrimento, le forza di legame medie, il comportamento lungo la lamina e lungo sezioni perpendicolari ad essa. Infine, è stato possibile trarre delle considerazioni riguardanti la scelta dei materiali e delle modalità di analisi dati tramite DIC a beneficio delle prove da svolgere in futuro per proseguire le indagini sul tema.