Capitolo 1 – Introduzione
I principali elementi componenti lo strumento sono:
1. Mescolatrice (Mixer) inox B205/20 (60 ± 2 rpm, 20l);
2. Cilindro in acciaio (diametro interno = 152 ± 2mm, spessore pareti ≅ 2mm);
3. Martinetto pneumatico (DSNU-20-72-P-A-FESTO);
4. Spazzola in acciaio (de=60mm, di=30mm, 8500 rpm);
5. Manometro (MS4-LFR-1/4-D7-CRM-AS-FESTO);
6. Compressore (ABAC, 24l, HP2).
La procedura di prova seguita, in accordo con la EN 12697-43:2005, è illustrata nelle figure
successive.
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Capitolo 1 – Introduzione
1.3.7.1 Descrizione della procedura di prova di resistenza chimica
La prova di resistenza chimica consta di 2 fasi principali:
I Fase - Preparazione provini di conglomerato bituminoso ed imbibizione:
1. Determinazione del peso (m1) di tre provini confezionati in laboratorio.
Figura 40 - Determinazione peso provino
2. Immersione dei provini nel gasolio in contenitori preposti; inserendo il combustibile fino ad
una altezza pari a 35 mm del provino tale, che i provini risultino immersi parzialmente;
Figura 41 - Immersione del provino nel combustibile
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Capitolo 1 – Introduzione
3. Riposo per 24 h dei provini immersi nel gasolio e posti in contenitori coperti con un foglio
di alluminio;
Figura 42 - Riposo del provino con il combustibile
4. Pulitura dei provini (post-immersione) con acqua fino alla stabilizzazione della neutralità del
provino stesso (pH 7); valutata tramite carta indicatrice dì pH;
Figura 43 - Processo di pulitura del provino dopo il riposo
con il combustibile e calcolo dell'acidità mediante carte indicatrici di PH
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Capitolo 1 – Introduzione
5. Essiccazione dei provini post immersione (per 24 h);
Figura 44 -Essicazione del provino
6. Determinazione del peso (m2) post essiccazione;
7. Calcolo dell’indicatore medio A ricavato da Ai (%) (i=1, 2, 3) m1,i peso del provino secco iesimo; m2,i peso del provino i-esimo post-immersione e asciugatura;
Ai =
m1,i − m2,i
m1,i
⋅ 100
Terminata la I fase della procedura di prova si valuta pertanto il parametro A; dopo di che si passa
alla II Fase ovvero alla fase di spazzolamento e pesatura.
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Capitolo 1 – Introduzione
II Fase – Spazzolamento e pesature
1. Posizionamento del provino nel cilindro:
Figura 45 - Posizionamento del provino nel cilindro prima della fase di spazzolamento
2. Applicazione pressione tramite compressore
Figura 46 - Provino pronto per lo spazzolamento (a sinistra), compressore (a destra)
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Capitolo 1 – Introduzione
3. Esecuzione brush test per un periodo totale di l20 secondi diviso in tre periodi: due periodi
di 30 secondi ciascuno dopo i quali si ricavano i pesi m3 ed m4 rispettivamente; un periodo
di 60 sec. dal quale si ottiene il peso m5.
Figura 47 - Prova in esecuzione
4. Calcolo dell’indicatore medio B ricavato da B(%)(i=1, 2,3) m2,i = peso del provino i-esimo
post-immersione e asciugatura; m5,1 = peso del campione i-esimo dopo la prova di brush
test.
Bi =
m2,i − m5,i
⋅ 100
m2,i
Concluse queste ultime fasi, si valutano i risultati ottenuti secondo norma:
•
A ≤ 5%
e
B < 1%
buona resistenza al combustibile;
•
A ≤ 5%
e
1% ≤ B < 5%
moderata resistenza al combustibile;
•
A ≤ 5%
e
B > 5%
scarsa resistenza al combustibile;
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Capitolo 1 – Introduzione
1.3.8 Test di comportamento al fuoco
1.3.8.1 Principio di base
L'aumento di temperatura in un materiale può provocare in esso trasformazioni fisiche e chimiche
accompagnate da assorbimento o cessione di energia e nella maggioranza dei casi anche da una
diminuzione o aumento di peso (Oddone Massimo, 2006)21.
Ad esempio, per riscaldamento una sostanza può perdere acqua (umidità, acqua di cristallizzazione,
acqua di costituzione) e il suo peso diminuisce, oppure può subire, in ambiente di ossigeno, processi
di ossidazione con conseguenti variazioni del peso.
Un tipo assai frequente di trasformazione che può verificarsi consiste nelle reazioni di
decomposizione delle sostanze organiche, in gran parte termolabili, ma anche possibili per le
sostanze inorganiche, come la perdita di anidride carbonica da parte dei carbonati, degli ossalati,
ecc.
Altre variazioni indotte dall'aumento di temperatura sono più propriamente di tipo fisico come i
cambiamenti di stato di aggregazione (fusione, ebollizione) e le transizioni di struttura cristallina.
Esse, se condotte in opportune condizioni operative, avvengono normalmente a temperature costanti
e ripetibili in maniera da costituire una serie di parametri fisici caratteristici per ciascuna sostanza.
In ogni caso, qualunque sia la natura della trasformazione, è sempre associata ad essa una
variazione di energia la quale si manifesta come scambio di calore con l'ambiente.
Tali variazioni di energia e di peso che si verificano durante le trasformazioni fisiche o chimiche
indotte da un aumento di temperatura avvengono sempre in maniera riproducibile. Questo può
costituire un principio fisico per la caratterizzazione analitica delle sostanze.
Ne sono derivate essenzialmente due metodiche conosciute come analisi termica differenziale
(D.T.A. Diferential Thermal Analysis) e analisi termogravimetria (T.G.A. Thermogravimetric
analysis).
Al di là dell'impiego analitico, questi metodi di misura costituiscono un preciso strumento
d'indagine per lo studio appunto di tutte le trasformazioni fisiche e chimiche che avvengono con
l'intervento del calore.
In riferimento ai conglomerati bituminosi ed alla loro composizione, l’intervento del calore molte
volte può fornire un’alimentazione al fuoco qualora si innescasse un incendio su una
pavimentazione stradale. Tali incendi, sono studiati mediante strumentazioni, che forniscono
informazioni sulla combustione, nonché su alcuni parametri che se studiati accuratamente
potrebbero ridurre il pericolo di incendio e garantire una maggiore sicurezza alla collettività. In
particolare, il comportamento al fuoco delle miscele bituminose può essere analizzato, tramite
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Capitolo 1 – Introduzione
diverse apparecchiature. Alla luce di quanto esposto, le apparecchiature principali più utilizzate nel
settore ingegneristico sul comportamento al fuoco sono:
•
Cono calorimetro;
•
Termogravimetro (TGA);
•
Calorimetro a scansione differenziale (DSC);
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Capitolo 1 – Introduzione
1.3.8.2 Cono calorimetro
Figura 48 - Cono calorimetro
(Fire Testing Technology)22
Il nome “Cono Calorimetro”, deriva dalla forma conica di riscaldamento utilizzato dal Dr. Vytenis
Babrauskas per irradiare provini (100mm × 100mm) con flusso di calore fino a 100 kW/m2 redatto
e sviluppato nel NIST (National Institute of Standards and Technology) (Fire Testing
Technology)22.
Esso è uno strumento che permette di valutare la reazione al fuoco dei materiali, di misurare la
produzione del fumo dei gas rilasciati dai provini stessi (per la maggior parte delle volte tossici) e
attualmente è lo strumento più avanzato, per tale valutazione. Tale strumento si basa sulla teoria che
per fare avvenire una combustione è necessario consumare una certa quantità di ossigeno; in
particolare vengono generati 13,1 MJ / kg ogni volta che viene consumato 1kg di ossigeno.
Il metodo segue la procedura indicata nella norma internazionale ISO 5660-1:1993 (E).
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Capitolo 1 – Introduzione
Riassumendo il test dà la possibilità di valutare:
•
Infiammabilità;
•
Combustibilità;
•
Produzione di fumo;
•
Produzione di gas tossici.
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