Comportamento in opera del basalto dell’etna a cura del Politecnico di Torino - Prof. Ing. A. F. Morandini Dati forniti dalla Sicilgraniti. Santa maria di Licodia (CT).

I dati concernenti le caratteristiche petrografiche, fisiche e meccaniche riportati nella presente relazione sono desunti dai Certificati n. 99-42 e n. 82-83/43 emessi dal Dipartimento Georisorse e Territorio del Politecnico di Torino.

 

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Descrizione petrografica All'esame macroscopico la roccia si presenta massiccia e compatta, di colore d'insieme grigio con fenocristalli di dimensioni fino a plurimillimetriche di plagioclasio (biancastro), pirosseno (nero) e olivina (verde oliva). Al microscopio la massa di fondo microcristallina risulta costituita, oltrechè delle tre fasi mineralogiche riconosciute nei fenocristalli, anche da minuti opachi. La roccia esaminata è classificabile come basalto.

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Caratteristiche fisico meccaniche
Nella tabella 1 sono riportati i valori medi delle principali caratteristiche fisico-meccaniche. Per ogni
dato tecnico il valore medio è accompagnato da|l’indicazione del suo campo massimo di variabilità
(espresso dal doppio della deviazione standard della media = 2Jm).

TABELIA 1 - Valori medi delle caratteristiche fisico-meccaniche del BASALTO LAVICO DELL'ETNA

Caratteristica Valore medio i 2 J m
Massa volumica apparente (Kg/m3) 2580 +/- 5
Assorbimento d'acqua (%) 0,77 +/- 0,02
Resistenza e flessione (Mpa) 14,3 +/-0,8
Resistenza all'usura: coefficente relativo di abrasione al tribometro (riferito a1 granito di S. Fedelino) 0,52 +/- 0,03
Resistenza all'urto: altezza minima di caduta (cm) 51 +/- 4

Dall'esame di tabella 1 risulta che il basalto lavico dell'Etna è caratterizzato da una buona
compattezza e da un assorbimento d'acqua limitato: esso presenterà quindi un buon
comportamento in presenza di acqua e di umidità.

Per quanto riguarda le caratteristiche meccaniche si rileva un'ottima resistenza a flessione ed una
buona resistenza all'usura e all'urto.
La prova di assorbimento d'acqua è stata eseguita su cinque lotti di provini ciascuno caratterizzato
da un diverso tipo di finitura superficiale: in tabella 2 sono riportati i valori medi ottenuti ed i relativi
campi massimi di variazione.

Tabella 2 - Assorbimento d'acqua misurato su lotti di provini aventi diversa finitura superficiale

Tipo di finitura superficiale Assorbimento d ‘acqua (Valore medio i 2 J m) (%)
Superficie a piano sega 0,77 +/- 0,02
Superficie levigata media (grana 180) 0,75 +/- 0,01
Superficie levigata fine (grana 220) 0,76 +/- 0,02
Superficie semilucida 0,77 +/- 0,02
Superficie bocciardata 0,78 +/- 0,0

Le piccole differenze ‘tra i valori medi di assorbimento d'acqua riscontrate tra lotti di provini con
diversa finitura superficiale (sempre inferiori al 5%) non sono significative, in quanto sono dello
stesso ordine di grandezza delle possibili variazioni del valore medio dei singoli lotti.

Al fine di verificare se le buone caratteristiche tecniche del BASALTO LAVICO DELL’ETNA si
mantengono nel tempo durante la vita del materiale in opera, su tre diversi lotti di provini sono state
eseguite le seguenti prove di invecchiamento accelerato:
1. prova di gelività, consistente nel sottoporre a 50 cicli di gelo-disgelo i provini preventivamente saturati
d'acqua. Ogni ciclo è costituito da un periodo di gelo in aria a temperatura compresa tra - 15° C e - 20° C
, seguito da un periodo di disgelo in acqua a temperatura compresa tra 15° C e 20° C;
2. prova di resistenza alle atmosfere aggressive, consistente ne||’esporre i provini per un periodo di
150 ore ad una nebbia acida ottenuta vaporizzando una soluzione acquosa contenente 20 p.p.m. di
acido solforico (pH (2);
3. prova di gelività e prova di resistenza alle atmosfere aggressive con le modalità operative
precisate ai punti 1 e 2, eseguite in sequenza sullo stesso lotto di provini.
Si tratta di un complesso di prove particolarmente severe. Infatti per la prova di gelività le norme
vigenti di regola prevedono l'esecuzione di 20-30 cicli di gelo e disgelo, mentre nel caso presente ne
sono stati effettuati 50. Inoltre la prova di resistenza alle atmosfere aggressive prevede l'impiego di una
soluzione a pH2, mentre attualmente a causa dell’uso, imposto per legge, di combustibili a tenore di
zolfo sempre più limitato, le concentrazioni di anidride solforosa nelle atmosfere urbane si sono
drasticamente ridotte. Infine l'esecuzione in successione delle due prove precedentemente citate sullo
stesso lotto di provini, non prevista da alcuna normativa, risulta ancora più severa, a causa
dell’interazione degli effetti dei diversi agenti degradanti. Sui provini sottoposti a prove di
invecchiamento artificiale è stata successivamente eseguita la prova di flessione.
In tabella 3 i valori medi di resistenza a flessione ottenuti per ciascuno dei tre lotti di provini sono
confrontati con il corrispondente valore medio ottenuto sul lotto di provini allo stato naturale.

Tabella 3 - Valori medi di resistenza a flessione determinati su lotti di provini sottoposti a prove di invecchiamento accelerato:
lotto A, provini allo stato naturale; lotto B, provini sottoposti all prova di gelività; lotto C, provini sottoposti alla pro\a
di resistenza alle atmosfere aggressive; lotto D, provini sottoposti in sequenza alle prove di gelività e di resistenza alle
atmosfere aggressive.

Sigla identificativa del lotto Resistenza a flessione
(Valore medio i 2 J m) (Mpa)
A (s.n.) 14,1  +/- 0,8
B (g) 14,6 +/- 0,4
C (r.a.a.) 13,5 +/- 0,4
D (g + r.a.a.) 12,8 +/-1,4

Dal confronto tra i valori medi di resistenza a flessione ottenuti su ciascuno dei tre lotti di provini
sottoposti a prove di invecchiamento accelerato ed il corrispondente valore medio del lotto di provini
allo stato naturale, risulta che il lotto sottoposto alla prova di gelività mostra un leggero aumento
((35%), il lotto sottoposto alla prova di resistenza alle atmosfere aggressive una leggera diminuzione
(- 4,2%) e il lotto sottoposto ad entrambe le prove mostra una diminuzione un po’ più consistente (-
9,2%). Si deve peraltro tenere presente che il parametro utilizzato per la valutazione della
durevolezza (la resistenza a flessione) è il risultato di una prova distruttiva e pertanto per ogni prova
di invecchiamento accelerato è necessario fare riferimento a valori medi ottenuti su due diversi lotti
di provini (rispettivamente sottoposti e non sottoposti alla prova).

Conclusioni

Pertanto, poichè sul risultato della prova influisce anche l’eterogeneità del materiale naturale, piccole differenze tra i due lotti non sono significative. Ciò è confermato dall’apparente piccolo aumento di resistenza a flessione riscontrato nel lotto di provini sottoposto alla prova di gelività, che può essere attribuito soltanto all’eterogeneità del materiale naturale. Se si considerano i campi di variabilità dei valori medi nei singoli lotti (v. tabella 3), anch'essi causati dall’eterogeneità del materiale, si può concludere che le variazioni riscontrate sui livelli medi di resistenza a flessione in seguito alle prove di invecchiamento accelerato, non sono significative, in quanto sono dello stesso ordine di grandezza delle variazioni dovute all’eterogeneità del materiale riscontrate nell'ambito dei singoli lotti. ln conclusione si può affermare che il Basalto Lavico dell'Etna è caratterizzato da una buona durevolezza, in quanto anche in seguito a prove di invecchiamento artificiale alquanto severe, la sua resistenza a flessione non mostra significativi decrementi.