Università degli Studi di Firenze
Dipartimento di Tecnologie dell’Architettura e Design “P.L. Spadolini”
Martedì 16 maggio 2006
Risultati di analisi sperimentali su
architetture in terra della Calabria
Valerio Alecci
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
Operazioni svolte
•
•
•
•
Indagine di massima sulla localizzazione degli edifici
Studio delle diverse tipologie edilizie
Schedatura
Documentazione dello stato di conservazione
Analisi sperimentali
- analisi granulometrica
- analisi mineralogica*
- rilevazione dell’umidità
- prove meccaniche
limiti di consistenza
prova di taglio
prova di compressione
- prove di durabilità
*L’analisi mineralogica è stata svolta in collaborazione con il C.N.R. di Firenze
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
DIFFUSIONE DELLE TECNICHE COSTRUTTIVE IN TERRA CRUDA
Tecnica più diffusa: adobe
- “mattunazzi”
- “bresta”
Destinazione d’uso:
- civile abitazione
- ricovero animali
Tipologia:
- 1-2 piani
- da 1 a 4 ambienti
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
LOCALIZZAZIONE DELLE ARCHITETTURE OGGETTO DI INDAGINE
Area centro settentrionale
- Zona tirrenica cosentina
Comuni di:
S. Marco Argentano
Sartano
Torano Castello
- Zona ionica crotonese
Territorio di Strongoli
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SCHEDATURA
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SCHEDATURA
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SCHEDATURA
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SCHEDATURA
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SCHEDATURA
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
ANALISI SPERIMENTALI: GRANULOMETRIA
Territorio di S. Marco Argentano
SETACCIO
Apertura
(mm)
Peso terreno
trattenuto (g)
% terreno
trattenuto
% terreno
passante
n° 4
4,75
3,52
0,44
99,56
n° 10
2
49,98
6,24
93,68
n° 20
0,85
139,13
17,39
75,92
n° 40
0,425
98,76
12,34
63,57
n° 60
0,25
94
11,75
51,82
n° 140
0,106
197,98
24,74
27,07
n° 200
0,075
82,37
10,29
16,8
Resto
134,26
Totale terra
800 g
Risultato: Terreno sabbioso-ghiaioso debolmente argilloso
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
ANALISI SPERIMENTALI: GRANULOMETRIA
Territorio di Strongoli
SETACCIO
Apertura
(mm)
Peso terreno
trattenuto (g)
% terreno
trattenuto
% terreno
passante
n° 4
4,75
2,21
0,27
99,73
n° 10
2
47,98
5,99
93,74
n° 20
0,85
222,72
27,84
65,9
n° 40
0,425
93,34
11,67
54,23
n° 60
0,25
83,73
10,46
43,77
n° 140
0,106
145,01
18,12
25,65
n° 200
0,075
110,46
13,8
11,86
Resto
94,55
Totale terra
800 g
Risultato: Terreno sabbioso-ghiaioso debolmente argilloso
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
ANALISI SPERIMENTALI: GRANULOMETRIA
Territorio di Sartano
Apertura (mm)
Peso terreno
trattenuto (g)
% terreno
trattenuto
% terreno
passante
n° 4
4,75
0,23
0,092
99,908
n° 40
0,425
148,72
59,488
40,42
n° 200
0,075
84,61
33,84
6,58
SETACCIO
Resto
16,45
Totale terra
250 g
Territorio di Torano C.
Apertura (mm)
Peso terreno
trattenuto (g)
% terreno
trattenuto
% terreno
passante
n° 4
4,75
5,64
2,256
97,744
n° 40
0,425
139,34
55,73
42,008
n° 200
0,075
88,7
35,48
6,52
SETACCIO
Resto
15,7
Totale terra
250 g
Risultato: Terreno sabbioso-ghiaioso debolmente argilloso
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
ANALISI SPERIMENTALI: MINERALOGIA
Territorio di S. Marco Argentano
Territorio di Strongoli
QUARZO
24%
QUARZO
FELDSPATI
9%
FELDSPATI
PLAGIOCLASI
9%
PLAGIOCLASI
10%
CALCITE
13%
MINERALI ARGILLOSI
56%
CALCITE
-
MINERALI ARGILLOSI
58%
Territorio di Sartano
16%
5%
Territorio di Torano C.
QUARZO
18%
QUARZO
FELDSPATI
2%
FELDSPATI
26%
7%
PLAGIOCLASI
-
PLAGIOCLASI
-
CALCITE
-
CALCITE
-
MINERALI ARGILLOSI
80%
MINERALI ARGILLOSI
67%
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
ANALISI SPERIMENTALI: LIMITI DI CONSISTENZA
Territorio di S. Marco Argentano
Territorio di Strongoli
Limite di liquidità LL
26%
Limite di liquidità LL
37%
Limite di plasticità LP
17%
Limite di plasticità LP
28%
Limite di ritiro LS
21,35%
Indice di plasticità Ip
9%
Limite di ritiro LS
-
Indice di plasticità Ip
9%
Argille inorganiche a bassa plasticità
Argille organiche a bassa plasticità
Territorio di Sartano
Territorio di Torano C.
Limite di liquidità LL
39%
Limite di liquidità LL
Limite di plasticità LP
30%
Limite di plasticità LP
26%
Limite di ritiro LS
14%
Limite di ritiro LS
17%
Indice di plasticità Ip
8,5%
Indice di plasticità Ip
9%
Argille organiche a bassa plasticità
34,5%
Argille organiche a bassa plasticità
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVE MECCANICHE: CONFEZIONAMENTO DEI PROVINI
Territorio di S. Marco Argentano e Strongoli
20 campioni
10 senza paglia (Strongoli)
10 con paglia (S. Marco A.)
Provini senza paglia
8,7 kg terra
30% acqua
Provini con paglia
7,5 kg terra
33% acqua
Tempi di maturazione:
- 24 h in cassaforma
- 2 settimane per essiccare
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVE MECCANICHE: CONFEZIONAMENTO DEI PROVINI
Territorio di Sartano e Torano Castello
30 campioni
15 con terra prelevata a Sartano
15 con terra prelevata a Torano C.
15 campioni Sartano
5 terra - paglia (kg 2,9)
5 terra - paglia - calce (kg 3,1)
5 terra - paglia - cemento (kg 3,2)
15 campioni Torano C.
5 terra - paglia (kg 3,5)
5 terra - paglia - calce (kg 3,2)
5 terra - paglia - cemento (kg 3,2)
Quantità legante 6%
Quantità acqua 30%
Quantità legante 6%
Quantità acqua 30%
Tempi di maturazione:
- 24 h in cassaforma
- 1 mese per essiccare
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVE MECCANICHE: COMPRESSIONE
Territorio di S. Marco Argentano e Strongoli
Campione senza paglia (Strongoli)
Campione con paglia (S. Marco A.)
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVE MECCANICHE: COMPRESSIONE
Territorio di Sartano
Campione additivato con calce
Campione additivato con cemento
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI COMPRESSIONE: RISULTATI
Territorio di Strongoli – Campioni senza paglia
mc
mcd
1,180
1,572
3,257
660
1,500
1,394
3,553
4280
240
2,040
11,950
1,492
718,00
3242
800
1,110
2,130
1,902
888,0
1078,00
2400
480
1,960
1,850
2,702
1081
1039,3
720,00
2040,8
720
1,480
1,443
1,963
15,31
708
1004,5
472,00
1923,8
420
1,350
2,390
1,915
43,55
28,67
1249
1172,0
832,00
3360
880
1,450
1,332
2,866
9
44,89
29,38
1319
955,3
879,00
1860
590
1,977
1,619
1,947
10
42,21
37,02
1563
1084,5
1042,00
1730,2
720
0,730
1,506
1,595
media
44,90
24,34
1083,60
1281,47
758,07
2794,68
626,00
1,478
2,719
2,319
dev. st.
2,02
6,08
235,67
573,06
189,85
867,97
185,21
0,400
3,094
0,683
coeff. v.
4,48
24,97
21,74
44,71
25,04
31,05
29,58
27,057
113,807
29,430
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
45,54
20,42
930
1178,8
620,00
3840
750
2
44,20
23,03
1018
920,3
678,66
3270
3
50,05
16,22
812
2868,0
541,00
4
44,55
24,19
1078
1704,0
5
43,56
24,74
1078
6
44,22
24,44
7
46,23
8
Campioni
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI COMPRESSIONE: RISULTATI
Territorio di S. Marco Argentano – Campioni con paglia
mc
mcd
0,117
1,209
1,442
2280
0,295
1,960
1,201
6171
1020
0,880
1,482
4,081
651,00
4020
960
1,632
1,404
2,982
3452,0
633,00
3360
960
0,534
3,596
0,973
879,0
3167,0
586,00
4740
2400
0,250
1,319
1,496
19,00
825,0
1379,0
550,00
3449
960
1,060
1,436
2,501
45,00
21,11
905,0
3118,5
603,00
4020
1820
0,501
1,713
1,289
19
44,00
19,75
869,0
891,0
579,00
1860
720
2,540
1,238
2,087
20
44,80
27,29
1201,0
1430,0
800,00
3000
1080
1,147
1,324
2,097
media
45,00
20,23
900,36
2388,68
599,93
4048,40
1478,00
0,896
1,668
2,015
dev. st.
1,86
3,14
124,17
1147,43
82,71
1167,97
676,19
0,708
0,678
0,912
coeff. v.
4,13
15,54
13,79
48,04
13,79
28,85
45,75
79,009
40,652
45,282
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
11
45,56
19,80
905,0
3120,5
603,33
4500
2580
12
44,20
16,42
726,0
4469,0
484,00
5364
13
50,05
15,32
766,6
1511,8
510,00
14
42,84
22,80
977,0
1348,0
15
45,56
21,11
950,0
16
44,00
19,70
17
44,00
18
Campioni
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI COMPRESSIONE: RISULTATI
Territorio di Sartano – Campioni terra + paglia
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
54,02
10,12
547
3469,5
364
5500
3000
2
54,02
7,70
416
3953,0
120
6500
3
55,50
5,24
291
755,5
194
4
55,50
10,93
607
2060,5
media
54,76
8,50
465,25
dev. st.
0,74
2,22
coeff. v.
1,35
26,18
Campioni
μc
μcd
0,153
1,157
1,585
1500
0,261
2,635
1,644
2437
467
0,603
1,618
3,226
404
3875
400
1,375
5,151
1,881
2559,63
270,50
4578,00
1341,75
0,598
2,640
2,084
122,03
1252,33
117,33
1550,99
1052,01
0,478
1,545
0,668
26,23
48,93
43,38
33,88
78,41
79,995
58,530
32,072
μc
μcd
Territorio di Torano C. – Campioni terra + paglia
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
55,48
6,86
381
1472,50
254
3250
750
0,49
1,963
2,207
2
57,00
6,33
361
3164,50
241
4750
2750
0,12
1,151
1,501
3
56,24
5,26
296
359,25
195
2000
140
1,40
2,566
5,567
4
57,00
4,69
266
1289,00
173
3250
940
0,27
1,371
2,521
media
56,43
5,79
326
1571,31
215,75
3312,5
1145
0,57
1,763
2,949
dev. st.
0,63
0,86
46,77
1012,03
33,01
974,28
972,64
0,50
0,551
1,556
coeff. v.
1,12
14,79
14,35
64,41
15,30
29,41
84,95
87,18
31,243
52,761
Campioni
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI COMPRESSIONE: RISULTATI
Territorio di Sartano – Campioni terra + paglia + calce
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
52,56
14,42
758
1149,75
505
2499
1124,00
2
54,76
12,28
673
2647,00
448
3940
3
51,84
11,80
612
3445,75
408
4
47,60
15,71
748
2301,00
5
52,56
14,13
743
media
51,86
13,67
dev. st.
2,35
coeff. v.
4,52
Campioni
μc
μcd
0,650
1,023
2,174
1750,00
0,415
1,513
1,488
4979
3166,50
0,180
1,088
1,445
498
3000
1312,00
0,633
1,754
1,304
1721,50
495
3250
1250,00
0,543
1,377
1,888
706,80
2253,00
470,80
3533,60
1720,50
0,484
1,351
1,660
1,44
56,14
784,84
37,31
859,06
753,11
0,173
0,270
0,322
10,53
7,94
34,84
7,92
24,31
43,77
35,821
20,021
19,396
μc
μcd
Territorio di Torano C. – Campioni terra + paglia + calce
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
52,26
10,17
532
3360,00
354
5940
2450
0,28
1,371
1,768
2
48,99
14,86
728
4637,25
485
6200
280
2,09
16,562
1,337
3
52,26
11,90
622
1277,75
414
4555
805
0,65
1,597
3,565
4
55,50
10,21
567
3075,50
378
6000
2570
0,30
1,207
1,951
5
52,00
14,67
763
2552,75
508
3880
1810
0,50
1,410
1,520
media
52,20
12,36
642,40
2980,65
427,80
5315
1583
0,76
4,425
2,028
dev. st.
2,06
2,06
89,62
1093,64
59,70
925,19
903,38
0,68
6,069
0,796
coeff. v.
3,95
16,66
13,95
36,69
13,96
17,41
57,07
88,59
137,146
39,268
Campioni
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI COMPRESSIONE: RISULTATI
Territorio di Sartano – Campioni terra + paglia + cemento
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
52,26
16,91
884
2673,25
589
4900
1870
2
54,02
15,04
813
1692,50
542
3310
3
49,70
19,79
984
2459,25
656
4
48,99
23,98
1175
1720,00
5
49,00
15,46
758
media
50,79
18,24
dev. st.
2,01
coeff. v.
3,96
Campioni
μc
μcd
0,497
1,430
1,833
1250
0,505
1,354
1,956
3810
1630
0,759
1,509
1,549
783
2800
1380
1,077
1,246
1,628
1126,00
661
1445
945
0,790
1,192
1,283
922,80
1934,20
646,20
3253,00
1415,00
0,726
1,346
1,650
3,32
147,02
562,02
81,44
1140,19
317,05
0,214
0,116
0,233
18,20
15,93
29,06
12,60
35,05
21,41
29,537
8,620
14,138
μc
μcd
Territorio di Torano C. – Campioni terra + paglia + cemento
Area
σmax
Fm
Vm
Fu
Vu
Vl’
K
(cm2)
(kg/cm2)
(kg)
(μm)
(kg)
(μm)
(μm)
(kg/μm)
1
50,40
16,62
838
2474,00
558
3700
1500
0,63
16,49
1,496
2
54,02
17,01
919
2002,00
612
4125
1065
0,97
18,80
2,060
3
51,12
20,42
1044
1643,00
696
3750
1120
1,01
14,67
2,282
4
58,50
19,31
1130
1480,25
753
2380
875
1,99
16,92
1,608
5
52,56
20,14
1059
1856,50
706
3500
1380
0,83
13,45
1,885
media
53,32
18,70
998,00
1891,15
665,00
3491,00
1188,00
1,086
1,607
1,866
dev. st.
2,87
1,59
104,98
341,65
70,21
591,12
224,47
0,471
0,185
0,288
coeff. v.
5,39
8,48
10,52
18,07
10,56
16,93
18,89
43,384
11,527
15,445
Campioni
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI TAGLIO: RISULTATI
Territorio di Sartano e Torano C.
2
Sartano
C= 0,67
F=46°
1,5
t
2
(kg/cm )
2,5
1
Torano C.
C= 0,54
F=47°
0,5
0
0
1
2
3
s (kg/cm2)
4
Attrezzatura di prova:
Scatola di Casagrande
Materiale provato:
Terra – 2kg
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI TAGLIO: RISULTATI
Territorio di Sartano e Torano C.
2,5
2
t (kg/cm )
2
2,5
1,5
1
0
1,5
0
t
2
(kg/cm )
0,5
2
0,5
1
1,5
2
1
2,5
3
s (kg/cm2)
0,5
0
0
1
2
3
s (kg/cm2)
4
Sartano
C= 0,26
F=46°
Torano C.
C= 0,16
F=47°
Attrezzatura di prova:
Scatola di Casagrande
3,5
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI IMMERSIONE
Territorio di Sartano e Torano C.
15 campioni Sartano
5 terra - paglia
5 terra - paglia - calce
5 terra - paglia - cemento
Campione terra - paglia
15 campioni Torano C.
5 terra - paglia
5 terra - paglia - calce
5 terra - paglia - cemento
Campione terra – paglia - cemento
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
PROVA DI IMMERSIONE: RISULTATI
Territorio di Sartano e Torano C.
Località
Campione
N° cicli
Sartano
Terra-paglia
12
Sartano
Terra-paglia-calce
15
Sartano
Terra-paglia-cemento
18
Torano C.
Terra-paglia
9
Torano C.
Terra-paglia-calce
13
Torano C.
Terra-paglia-cemento
15
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
SINTESI
•
Tutti i terreni esaminati sono classificabili per granulometria come terreni sabbiosighiaiosi debolmente argillosi.
•
Le argille sono risultate organiche a bassa plasticità (tranne nel caso della terra
prelevata a S. Marco A.).
•
•
In tutti i casi IP=9% e LL è compreso tra 26% (S.Marco A.) e 39% (Sartano).
La maggiore resistenza a compressione è stata rilevata sui provini confezionati con la
terra di Strongoli: σmax= 37 kg/cm2 (σmed=24 kg/cm2).
•
I provini in terra e paglia di Sartano e Torano C. hanno manifestato i valori di
resistenza più bassi (4,69 kg/cm2).
•
I campioni con maggiore duttilità sono risultati quelli confezionati con terra prelevata
a Strongoli e terra-paglia-calce di Torano C.
•
Le prove di durabilità hanno dimostrato, nelle terre additivate con calce o cemento,
una riduzione del deterioramento per azione dell’acqua dal 30% (con calce) al 70% (con
cemento).
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
CONCLUSIONI
• I materiali esaminati sono risultati non ottimali.
• L’utilizzo della paglia si è dimostrato negativo dal punto di vista meccanico.
• L’aggiunta di calce o cemento non ha apportato rilevanti variazioni delle caratteristiche
meccaniche ma ha prodotto un chiaro miglioramento in termini di durabilità.
Il materiale terra ha già buone risorse intrinseche,
in molti casi non servono stabilizzanti.
Valerio Alecci , Risultati di analisi sperimentali su architetture in terra della Calabria
Ditta Parrilla Pietro, Cropalati (Cosenza)