La prova di compressione valuta la reazione che un materiale o un componente oppone a un carico applicato lungo il proprio asse, fino a una deformazione stabilita o fino al cedimento. È una verifica ricorrente sul calcestruzzo indurito, sugli espansi, sulle materie plastiche rigide, sugli appoggi elastomerici e su molti particolari meccanici destinati a lavorare sotto carico permanente. Capire come misurare forza di compressione in modo ripetibile significa, prima di tutto, controllare le condizioni al contorno: geometria del provino, parallelismo delle superfici di appoggio, velocità con cui il carico viene applicato.
Il valore letto sul display non è un dato assoluto. Dipende dalla rigidezza della catena di prova, dall’attrito fra provino e piatti, dall’eventuale disallineamento fra l’asse del carico e l’asse del campione. Due laboratori che provano lo stesso lotto con velocità di discesa diverse ottengono risultati diversi, entrambi formalmente corretti ma non confrontabili. Per questo le norme di prodotto fissano non solo la grandezza da misurare, ma l’intera sequenza operativa che porta a determinarla.
Le pagine che seguono ripercorrono quella sequenza: preparazione del campione e dell’attrezzatura, impostazione del metodo e della corsa, esecuzione con il numero di ripetizioni previsto, interpretazione del risultato rispetto al criterio di accettazione e, infine, registrazione del dato e verifica periodica della macchina. I riferimenti citati sono la ISO 7500-1 per la macchina di prova, la ISO 604 per le materie plastiche, la EN 12390-3 per il calcestruzzo e la ISO 3386 per gli espansi flessibili.
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Preparazione del provino, condizionamento e attrezzatura
Il campione va preparato prima ancora di avvicinarsi alla macchina. Le superfici caricate devono essere piane e parallele fra loro: sui provini cubici o cilindrici di calcestruzzo la EN 12390-3 ammette la rettifica o la ricopertura con cappe di regolarizzazione, perché una faccia irregolare concentra il carico su pochi punti e abbassa il risultato. Sulle materie plastiche la ISO 604 definisce le dimensioni normalizzate del provino e il rapporto fra altezza e sezione, che governa il rischio di instabilità. Va poi rispettato il condizionamento: temperatura e umidità controllate per il tempo prescritto, perché polimeri ed espansi cambiano rigidezza con l’ambiente. Il calcestruzzo, al contrario, si prova alla scadenza di maturazione dichiarata. Infine si verifica l’attrezzatura: piatti puliti, privi di ammaccature, liberi di allinearsi se la macchina prevede uno snodo sferico.
Scelta del metodo, fondo scala e velocità di carico
Impostare la prova vuol dire scegliere la grandezza di uscita e il modo in cui il carico ci arriva. Si definisce il fondo scala della cella in modo che il valore atteso cada nella parte alta del campo utile, di norma fra il venti e il novanta per cento: una cella troppo grande rende il dato rumoroso, una troppo piccola espone al sovraccarico. Si sceglie poi la velocità, che le norme esprimono in modi diversi: la EN 12390-3 prescrive un incremento di tensione al secondo entro una banda stretta, la ISO 604 una velocità di traversa costante, la ISO 3386 una deformazione percentuale al secondo. Si stabiliscono infine la soglia di precarico, che elimina i giochi iniziali senza alterare la misura, e il criterio di arresto: deformazione di riferimento raggiunta, oppure caduta di carico dopo il picco.
Come misurare forza di compressione: esecuzione e ripetizioni
Come misurare forza di compressione nella pratica dipende da pochi gesti eseguiti sempre allo stesso modo. Il provino si centra sul piatto inferiore usando i riferimenti incisi o una dima, perché un’eccentricità anche modesta introduce una flessione parassita. Si porta il piatto superiore a contatto a velocità ridotta, si applica il precarico impostato e si azzera la lettura. Da qui la corsa procede senza interruzioni e senza correzioni manuali fino alla condizione di arresto. Le ripetizioni non sono facoltative: le norme di prodotto indicano di norma da tre a cinque provini per lotto o per prelievo, e il risultato si esprime sulla popolazione, non sul singolo. Durante la prova l’operatore osserva il modo di deformazione, perché una rottura anomala o fortemente asimmetrica invalida il valore ottenuto.
Lettura del risultato e criterio di accettazione
Il dato grezzo è una forza in newton; il valore da confrontare con la specifica è quasi sempre una tensione, ottenuta dividendo per la sezione iniziale del provino. Sul calcestruzzo si arriva così alla resistenza cubica o cilindrica; sugli espansi si riporta il carico necessario a raggiungere una deformazione fissata, tipicamente il quaranta per cento; sulle plastiche si distingue fra tensione al limite di snervamento e tensione a una deformazione convenzionale. Il criterio di accettazione è quello del capitolato o della norma di prodotto e va scritto prima della prova, non scelto dopo. Vanno considerati anche la dispersione fra le ripetizioni e l’incertezza dichiarata della macchina: un valore che cade a ridosso del limite, con incertezza sovrapposta, non può essere dichiarato conforme senza ulteriori verifiche.
Registrazione del dato e verifica periodica della macchina
La registrazione chiude la procedura e la rende difendibile. Il rapporto riporta identificazione del lotto e dei provini, dimensioni misurate, condizionamento, velocità e metodo applicati, forza massima e tensione calcolata per ogni ripetizione, modo di rottura osservato, operatore, data e identificativo della macchina. La tracciabilità della macchina è il punto più spesso trascurato: la ISO 7500-1 richiede la verifica periodica del sistema di misura della forza da parte di un laboratorio accreditato, con determinazione della classe, mentre fra una verifica e l’altra si eseguono controlli intermedi con massa o cella campione. Vanno conservati i certificati e le registrazioni dei controlli intermedi. Per il quadro applicativo completo è utile la pagina dedicata alla forza di compressione.
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CELLE DI CARICO
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La categoria raccoglie i trasduttori di forza a compressione e i relativi condizionatori di segnale, con i diversi fondo scala e le classi di precisione. È pertinente perché la cella determina il campo utile della prova e l’incertezza del valore registrato.
BANCHI DI PROVA
Banchi prova manuali e motorizzati
Qui si trovano le strutture di prova a colonna con azionamento manuale o motorizzato, con controllo della corsa e della velocità di discesa. Sono la base meccanica che rende ripetibile l’applicazione del carico previsto dalla procedura.
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