The fundamental resonance frequency measurement: critical evaluation of test method on natural stone

Fundamental  Resonance  Frequency method  (FRF)  is  foreseen  by  European  Standard  for  the  evaluation  of  the  durability  and  state  of  conservation  of  natural  stones.  For  these  reason it is important to understand if this technique, widely applied in the determination  of  mechanical  property  of  industrial  materials  as  concrete  and  ceramics,  can  provide  reliable  results in  the applications on natural  stone. In  this work, European Standard EN  14146:2004 (natural stone test method) has been analysed, starting from the comparison  with American ASTM C215:2014 (concrete specimens test method). Four different stones  have  been  tested  with  FRF  method  in  order  to  obtain  values  of  dynamic  modulus  of  elasticity, following respectively EN and ASTM instructions. The same samples have been  additionally tested with Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) measurement, in direct mode, by  means  European  Standard  EN14579:2004.  Results  obtained  with  FRF  method  following  both ASTM and EN Standards are comparable for all the rock samples and these values do  not differ significantly  from dynamic modulus of elasticity  from UPV measurement. Both  ASTM  and  EN  standard  can  be  applied  testing  natural  stones  but  with  accurate  consideration about rock  fabric, sample dimensions, position of supports and location of  the impulse. Indication suggested for artificial material as concrete can be therefore used  in natural stone samples with approximate homogeneous composition and structure.