Microcalcestruzzo fibrorinforzato

Ripristino strutturale di un solaio con microcalcestruzzo fibrorinforzato “Composite M 130”

Una soluzione tecnologica ad alte prestazioni: il microcalcestruzzo HPFRC (High Performance Fiber Reinforced Concrete).

Alessandro Pasqualini, Davide Orbolato, Felice M. Liberatore |GENERAL ADMIXTURES S.p.A.

Cristiano Silvestri | MESH INGEGNERIA S.r.l. – Ascoli Piceno

Il rinforzo di solai con HPRFC, ovvero mediante la realizzazione di una cappa collaborante estradossale in microcalcestruzzo fibrorinforzato, è una tecnica conosciuta e utilizzata da diverso tempo. Essa può interessare sia i solai in laterocemento, nei quali la soletta strutturale originaria può essere di spessore insufficiente o addirittura mancante, sia i solai con struttura portante in legno o acciaio, nei quali normalmente tale elemento è assente. In tutti i casi, questa tecnica di intervento consente di migliorare sensibilmente le prestazioni degli orizzontamenti, sia in termini di resistenza che di rigidezza (quest’ultima, intesa sia “nel piano” che “fuori dal piano”). Inoltre, nell’ambito delle strutture in muratura portante, la possibilità di inserire una adeguata armatura di collegamento tra la nuova soletta e le murature perimetrali, costituisce l’occasione di realizzare o migliorare l’auspicato “comportamento scatolare”, fondamentale per questa tipologia strutturale ai fini di un’ adeguata risposta alle sollecitazioni sismiche.

Oggi il carattere di novità per questa tecnica è rappresentato dal materiale. La disponibilità di microcalcestruzzi fibrorinforzati ad elevata duttilità e prestazioni (HPFRC – High Performance Fiber Reinforced Concrete), tipo il Composite M130, consente infatti di ottimizzare lo spessore della soletta integrativa, di valutare la possibilità di eliminare la tradizionale armatura metallica (costituita normalmente da reti elettrosaldate) e di ottimizzare/eliminare i connettori (nel caso dei solai in c.a.).

Microcalcestruzzo fibrorinforzato “Composite M 130” di General Admixtures

Composite M130 è un materiale premiscelato a base cementizia (Marcature CE secondo UNI EN 1504-3 e UNI EN 1504-6) rinforzato con fibre in acciaio e certificato, come calcestruzzo fibrorinforzato, con specifico C.V.T. (par. 11.1 delle NTC 2018).

In occasione di uno specifico intervento di consolidamento di una struttura in muratura è stato previsto il rinforzo dei solai con HPRFC, mediante la tecnica ora richiamata, utilizzando proprio il microcalestruzzo fibrorinforzato HPFRC Composite M130.

Fasi operative dell’intervento di rinforzo dei solai con microcalcestruzzo fibrorinforzato “Composite M 130″

Dopo la rimozione del pacchetto “non strutturale” i solai evidenziavano una soletta collaborante originaria di spessore esiguo (massimo 2 cm circa). La scelta di realizzare, con il microcalcestruzzo fibrorinforzato HPFRC Composite M130, una cappa collaborante in aderenza a quella già esistente, è derivata dalla volontà di incrementare la rigidezza e la capacità portante degli orizzontamenti e di migliorare il loro grado di connessione alle murature portanti perimetrali. Proprio per questo, la prima fase dell’intervento è consistita nell’inghisaggio di opportune armature di collegamento alle murature portanti, sia perimetrali che di spina.

Successivamente si è proceduto con la preparazione del sottofondo mediante idroscarifica con acqua in pressione. Nel contempo è stata conseguita la scabrezza superficiale, necessaria a favorire la corretta adesione del Composite M130 (scabrezza media di circa 5 mm).

Mediante teli di polietilene si è proceduto quindi a chiudere temporaneamente le aperture le quali, al momento dei lavori, risultavano sprovviste di infissi. Questo semplice accorgimento ha consentito di creare un ambiente di lavoro ottimale per la corretta stagionatura umida del materiale posto in opera.

Da un lato, infatti, è stata scongiurata la nascita di correnti d’aria che potevano favorire una eccessiva evaporazione di acqua dal microcalcestruzzo fresco, con conseguente rischio di formazione di cavillature, e dall’altro è stato realizzato un “microclima” umido estremamente benefico per la corretta stagionatura del materiale, soprattutto nei primi giorni dopo il getto. Operazione fondamentale per la corretta riuscita dell’intervento è stata quella della saturazione del supporto, eseguita prima dell’applicazione del microcalcestruzzo (Figura 5) per evitare che il supporto “secco” assorbisse acqua dall’impasto fresco, penalizzandone non solo le prestazioni fisiche e meccaniche ma, soprattutto, la corretta e completa adesione alla struttura esistente. Prima di ogni applicazione il supporto è stato quindi portato in condizione “satura a superficie asciutta” (s.s.a.), rimuovendo, dopo un abbondante getto di acqua pulita, tutta l’acqua libera in eccesso presente sulla superficie.

Contestualmente alla saturazione del supporto è stata avviata la preparazione del microcalcestruzzo fibrorinforzato in cantiere  La miscelazione delle tre componenti (polvere, liquido e fibre metalliche) è avvenuta mediante una betoniera ad asse verticale che, rispetto alle classiche betoniere, favorisce una miscelazione più efficace e veloce.  I rapporti di miscelazione delle tre componenti sono stati desunti dalla scheda tecnica e dal “manuale di preparazione” del Prodotto.

Dopo il necessario tempo di miscelazione, il materiale è stato trasportato presso il punto di stesa mediante carriole, dove è stato riversato direttamente a terra e steso nel rispetto dello spessore applicativo previsto (2,5 cm).

Conclusioni

Nel presente lavoro è stato presentato un intervento di rinforzo di solai in laterocemento mediante la tecnica della soletta collaborante con microcalcestruzzo fibrorinforzato. Questa è stata realizzata infatti, con l’innovativo microcalcestruzzo fibrorinforzato HPFRC “Composite M130″ di General Admixtures. Dopo aver descritto le varie fasi dell’applicazione, è stato presentato il risultato di una caratterizzazione dinamica dei solai, sia prima che dopo l’intervento.

I risultati dei dati raccolti mostrano chiaramente che successivamente alla realizzazione della nuova cappa in calcestruzzo microrinforzato “Composite M130″, la frequenza principale di oscillazione dei solai ha subito un notevole incremento, a dimostrazione di un aumento della rigidezza complessiva degli stessi.

Una successiva modellazione numerica di uno dei due solai, calibrata sui dati sperimentali trovati, ha confermato la riduzione “teorica” delle sue deformazioni (frecce massime) in relazione ai carichi verticali.  Grazie all’impiego di un materiale come il microcalcestruzzo fibrorinforzato “Composite M130″, dotato di elevate resistenze a compressione (classe di resistenza C90/105) e a trazione (classe di resistenza residua 8b), i solai esistenti possono essere rinforzati adottando uno spessore della soletta piuttosto contenuto (rispetto alla classica soluzione con soletta in conglomerato ordinario o alleggerito) ed evitando l’inserimento della rete metallica. Inoltre, l’elevata fluidità del materiale allo stato fresco semplifica notevolmente le operazioni di posa in opera, potendo anche utilizzare la tecnica del pompaggio.

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