Il comportamento di una muratura, soggetta ad un carico di compressione lungo una sola direzione è stato oggetto di studio e di ricerca; alcuni studiosi hanno sottolineato la particolarità che il collasso della muratura avviene a causa delle diverse proprietà elastiche esistenti tra laterizio e malta.
La rottura può avvenire in due diverse situazioni dipendenti dalla maggiore resistenza del blocco o della malta. Quando la muratura è soggetta a un carico uniassiale, i due elementi malta e laterizio tendono a comportarsi in modo differente. Infatti, la malta si trova in uno stato di compressione triassiale, mentre il laterizio in una fase di compressione uniassiale e di tensione biassiale.
La compressione della malta è dovuta al carico in una direzione e al confinamento esercitato dal mattone dovuto al maggiore valore del coefficiente di Poisson.
Il comportamento della muratura soggetta a un carico uniassiale può quindi essere analizzato con le prove che sono di seguito riportate.
La prova di compressione
In questa prova il blocco di muratura è sottoposto ad un carico di compressione in un’unica direzione, solitamente normale ai giunti orizzontali.
A causa delle diverse proprietà elastiche, la malta tende a uscire lateralmente rispetto al laterizio, la continuità tra i due materiali è assicurata dalla coesione e dall’attrito. La conseguenza è lo sviluppo di sforzi di taglio nell’interfaccia tra i due elementi che creano una compressione triassiale sulla malta e una tensione biassiale tra i due lati del mattone e di compressione uniassiale sullo stesso.
La combinazione degli sforzi genera una frattura che si sviluppa in direzione ortogonale a quella di trazione all’interno del mattone, lungo la linea del carico.
La prova di trazione
Questa prova è identica quella prima descritta, applicando però la forza con il verso opposto. Questa prova con quella di flessione sono necessarie a individuare la resistenza a trazione del materiale.
Il valore di trazione che risulta è indicativo dello stato di aderenza che si sviluppa nell’interfaccia tra elemento in laterizio e malta e ha molta importanza nelle costruzioni in muratura, sia quelle storiche sia le più recenti, in quanto causa del comportamento non lineare; infatti tale comportamento è dipendente dalle fessure che si sviluppano nei giunti soggetti a trazione.
Le modalità di rottura che possono verificarsi variano al variare della direzione di applicazione del carico rispetto alla giacitura dei giunti, così come nel caso di compressione. Nel caso della trazione il collasso può avvenire solo nei giunti e non più nei blocchi.
Questa prova di resistenza per gli elementi in muratura sono realizzate in presenza di forze di compressione.
La combinazione caratterizza le strutture in muratura poiché il taglio è dovuto ai carichi orizzontali come vento o sismici, mentre la compressione dipende dal peso proprio degli elementi strutturali che vi gravano al di sopra. Così operando la resistenza a taglio dipenderà sia dalle caratteristiche della malta, sia dalla precompressione sull’elemento strutturale stesso.
La presenza della precompressione incrementa la resistenza al taglio della muratura che però diminuisce se i giunti si presentano come piani di discontinuità all’interno della struttura, per avere scorrimento nullo è quindi necessario assicurare una buona coesione all’interfaccia tra malta e blocco.
Superato Il valore della coesione sarà il solo l’attrito e l’eventuale ingranamento tra i blocchi a impedire lo scorrimento innescato dalla tensione tangenziale sui giunti orizzontali.