Descrizione

Cliente: n.d.
Location: in Provincia di Bergamo
Progetto dell’opera: n.d.
Anno di completamento: in corso

Natura dell’opera: Interventi di ripristino strutturale e risanamento c.a. edificio

Ulteriori dati non sono disponibili per ragioni di privacy.

Il recupero delle strutture in cemento armato

RISANAMENTO IN PROFONDITÀ

Fino a non molti anni fa i manufatti realizzati in cemento armato e in calcestruzzo, anche se costruiti all’esterno ed esposti alle intemperie, venivano considerati
praticamente eterni o almeno di lunghissima durata e in grado di sopportare le ingiurie del tempo, al pari delle grandi opere del passato eseguite con pietra naturale o con laterizi. L’evolversi in senso negativo di una serie di condizioni ambientali e legate ai sistemi di costruzione ha smentito questa convinzione: ormai non esiste opera, composta da un legante idraulico miscelato con inerti e armata con ferri ad aderenza migliorata collegati tra loro in uno schema complesso, che non presenti tracce più o meno evidenti di degrado quando gli impasti cementizi impiegati non sono di qualità molto elevata e le superfici non vengono adeguatamente protette subito dopo la fase della posa in opera. Il degrado degli elementi costruiti con questa “pietra artificiale composita” si riconosce per la presenza di distacchi a diversa ampiezza della coltre superficiale, dalla scopertura e dall’arrugginimento dei ferri ad aderenza migliorata una volta annegati nell’impasto e da una disaggregazione complessiva delle superfici, dove gli inerti non sono più collegati tra loro dalla matrice cementizia e si distaccano anche sotto l’azione di sforzi meccanici minimi. Quando il deterioramento del calcestruzzo riguarda la superficie, il problema si pone quasi  esclusivamente in termini estetici e il manufatto mostra delle disgregazioni in genere concentrate negli spigoli, uno sfarinamento diffuso della parte esterna e tracce di erosioni sovente alternate a macchie e colature di ruggine dovute alla scopertura parziale delle armature. Le operazione di rifacimento delle parti mancanti del calcestruzzo sono sempre possibili, grazie ai diversi sistemi messi a punto negli ultimi anni da molte aziende e applicabili nella maggior parte delle situazioni quando gli elementi non sono irrimediabilmente compromessi.

La validità delle opere di ripristino dei manufatti di calcestruzzo degradati si basa su un’accurata preparazione del fondo di supporto dei materiali impiegati nella riparazione, sulla scelta dei sistemi più idonei in funzione della tipologia del degrado e sulla realizzazione di una coltre protettiva finale, che deve interessare sia le parti rifatte che l’intera superficie dell’opera. Interventi localizzati con prodotti non adeguati e soprattutto operazioni tendenti a ripristinare solo l’estetica senza tener conto della profondità raggiunta dall’azione disgregante dei composti aggressivi, oltre a essere inutili, in quanto non interrompono il processo di alterazione, spesso amplificano il fenomeno aumentando le vie di penetrazione degli agenti del degrado. Qualunque sia la causa che ha determinato distacchi e fessurazioni, gli obiettivi del ripristino volumetrico del calcestruzzo sono: eliminare ogni forma di corrosione dalle armature; asportare tutto il materiale cementizio alterato fino a raggiungere le parti sane del calcestruzzo; riempire le mancanze con un impasto che determini nuovamente un ambiente con gli alti valori di alcalinità necessari per ottenere la passivazione dei ferri; colmare crepe e vacuoli su tutta la superficie; realizzare uno strato esterno regolarizzante, protettivo e impermeabile all’acqua e che nello stesso tempo sia una barriera alla carbonatazione.

Solo a questo punto diviene possibile pensare all’estetica del manufatto e applicare uno dei prodotti traspiranti studiati appositamente per migliorare la qualità idrorepellente della superficie così ripristinata.

Le cause del degrado

L’intervento di ripristino e di riqualificazione del calcestruzzo deve essere sempre preceduto da un’analisi delle cause che hanno determinato il degrado, per evitare il ripetersi del fenomeno dopo le riparazioni. Generalmente le cause del degrado possono essere due: la cattiva qualità del calcestruzzo e la presenza nell’atmosfera di composti aggressivi. Entrambe sono strettamente collegate in quanto un materiale di qualità scadente non si deteriora se non esistono condizioni aggressive nell’ambiente e viceversa i manufatti realizzati a regola d’arte non si alterano, o si alterano con molta lentezza, anche in presenza di sostanze inquinanti. Difficilmente si può agire sui fattori chimico-ambientali, soprattutto quando i manufatti sono realizzati in un’area industriale. Per ottenere una lunga durata delle opere cementizie, soprattutto se di tipo faccia a vista, nelle nuove costruzioni occorre seguire le regole specifiche indicate nelle norme in materia e prescrivere con correttezza la tipologia di calcestruzzo più idonea alle esigenze progettuali. I meccanismi di azione dei diversi composti chimici aggressivi con i quali il calcestruzzo viene a contatto sono molteplici ma, in generale, la penetrazione in profondità di queste sostanze avviene in soluzione e il veicolo è rappresentato sia dalle acque meteoriche battenti sia dai veli di condensazione che si depositano sul manufatto a causa dell’umidità dell’aria. La carbonatazione del calcestruzzo derivata dall’anidride carbonica dell’atmosfera ha l’effetto di ridurre progressivamente l’alcalinità caratteristica che, con i suoi alti valori raggiunti normalmente (Ph 12-14), rappresenta la condizione favorevole per proteggere dalla corrosione i ferri di armatura e per mantenerli tenacemente collegati al calcestruzzo stesso, aumentandone le doti di resistenza meccanica. Il risultato della carbonatazione è la progressiva depassivazione dei ferri con formazione di uno strato di ruggine sempre più consistente sulle parti metalliche annegate nell’impasto. La corrosione avviene con un aumento di volume e l’espansione è tale da provocare il distacco del copriferro, facendo affiorare l’armatura e aumentando in maniera progressiva l’arrugginimento e il degrado complessivo. L’anidride carbonica è un composto naturale presente nell’aria, ma molte atmosfere industriali contengono grandi quantità di questo gas per cui il fenomeno può essere accentuato sui manufatti presenti in queste zone.

La rapidità con cui inizia la corrosione dei ferri dipende dallo spessore del copriferro e l’azione è praticamente immediata quando lo strato di calcestruzzo al di sopra delle armature risulta quasi inesistente. La presenza di anidride solforosa nell’atmosfera, che si trasforma in un acido molto potente per reazione con l’acqua, è una delle altre cause che porta allo smantellamento della compagine cementizia superficiale e profonda: l’idrato di calcio, gli alluminati e i silicati reagiscono formando gesso ed altri composti complessi, quali la ettringite e la thaumasite, tutti caratterizzati da una forte espansione che provoca distacchi e fessurazioni delle parti attaccate che sovente subiscono una vera e propria disgregazione fino alla completa incoerenza. I cloruri presenti nei sali disgelanti usati su ponti e viadotti, oppure concentrati nelle nebbie saline delle località vicino al mare, possono penetrare in soluzione nel manufatto e sono in grado di provocare danni per corrosione delle armature se il calcestruzzo non è particolarmente compatto. Uno specifico caso di degrado deriva dalla reazione alcali-aggregati quando tra gli inerti è presente silice amorfa: le conseguenze sono rappresentate dal distacco del copriferro per l’aumento di volume dovuto alla ruggine e dalla formazione di rigonfiamenti e di fessure dirompenti che costellano l’opera di calcestruzzo e possono raggiungere notevoli profondità.

Le caratteristiche tecniche

I prodotti utilizzati per la ricostruzione dei volumi mancanti sui manufatti di calcestruzzo armato sono sempre disponibili sotto forma di premiscelati, che richiedono solo l’aggiunta di acqua nella dose consigliata dal produttore per ottenere un impasto di consistenza plastica o fluida, in base alle varianti, con elevate caratteristiche tecniche. Talvolta i preparati sono bicomponenti e al composto secco a base cementizia viene aggiunta un’emulsione di resine che modifica il comportamento del legante, migliorando le doti dell’impasto durante e dopo la stesura. In tutte le versioni, questi prodotti non richiedono l’aggiunta di altri leganti e nelle varianti a due componenti sono predosati per evitare di compiere errori in cantiere. Alla fine dalla stagionatura del ripristino, il legante cementizio garantisce il raggiungimento di adeguate resistenze meccaniche a compressione e a flessione. Queste resistenze, e soprattutto il modulo elastico del ripristino, possono variare in base alla formulazione del preparato, così da permettere l’impiego del prodotto più adeguato in funzione delle caratteristiche tecniche del manufatto e delle sue condizioni d’uso. Un modulo elastico elevato consente di intervenire su elementi a elevata rigidità e dove sono assenti sollecitazioni cicliche, mentre un basso modulo elastico rende possibile creare ripristini su manufatti soggetti a vibrazioni o a carichi dinamici, senza pericolo di distacchi. Le malte possono essere distinte in due famiglie, entrambe dotate di notevole lavorabilità: una di consistenza plastica, per la stesura con attrezzi tradizionali come la cazzuola oppure con sistemi meccanici di applicazione; l’altra molto fluida, da applicare in casseri di contenimento. Entrambe sono sempre a base di cementi di alta qualità e, oltre agli inerti silicei resistenti alla compressione e ai cicli di gelo e disgelo e selezionati secondo un fuso granulometrico adeguato, sono già preparati con diversi additivi che conferiscono all’impasto le doti tecniche richieste dal tipo di applicazione. Le malte, infatti, sono caratterizzate da una notevole lavorabilità, da un’elevata capacità di aderire alle vecchie superfici e ai ferri nuovi o preesistenti e da una bassa richiesta d’acqua, per evitare problemi di distacco al supporto, formazione di cavillature o perdita di compattezza dovuti al ritiro igrometrico. Caratteristiche comuni a tutte le versioni sono la tissotropia e il comportamento reoplastico. La tissotropia permette di applicare la malta anche in spessori molto forti e in verticale o negli intradossi senza pericolo di colature, mentre le doti reoplastiche impediscono la separazione dei componenti dalla fase acquosa evitando segregazioni ed essudamenti o bleeding, con tutti i problemi di decadimento delle resistenze iniziali e finali derivati da tali evenienze. In tutte le varianti applicabili mediante colaggio, le malte possiedono una forte capacità di scorrimento anche in presenza di armature disposte fittamente e sono in grado di autocompattarsi senza necessità di vibrazioni. In ogni caso, i prodotti non contengono additivi a base di polveri metalliche o cloruri che potrebbero innescare nuovi fenomeni di corrosione delle armature.

La preparazione delle superfici

La prima operazione da eseguire sui piani degradati è l’asportazione meccanica di tutte le parti deteriorate, che viene eseguita con scalpello e mazzetta oppure con uno scalpellatore leggero. Questa fase serve solo per liberare il manufatto dai distacchi grossolani ed evidenti, mentre per togliere le parti di calcestruzzo alterate, ma con una maggiore coerenza, occorre impiegare altre attrezzature quali gli scrostatori ad aghi oppure le sabbiatrici o le idrosabbiatrici che sono in grado di lavorare intorno ai ferri di armatura e sulle superfici del calcestruzzo senza provocare vibrazioni dannose per l’opera. Per questa ragione, nel togliere in profondità il materiale deteriorato, non è conveniente utilizzare martelli demolitori, che trasmettono forti vibrazioni alla struttura e possono arrecare danni alle parti sane della compagine cementizia, oppure impiegare la fiamma ossidrica per eliminare le croste rugginose dai ferri considerato che il metallo scaldato si dilata e può distaccarsi dalla matrice cementizia anche nei punti sani. Insieme agli altri tipi di attrezzature consigliate un sistema idoneo è l’idrodemolizione, da eseguire con getti d’acqua ad altissima pressione che provocano la completa scarifica del calcestruzzo e il distacco in un’unica passata di tutte le croste dei ferri anche dai punti nascosti. L’opera preliminare di asportazione è conclusa quando le prove in posto per stabilire il grado di carbonatazione o di solfatazione del calcestruzzo e la presenza di cloruri, danno esito negativo e i ferri scoperti sono stati puliti mediante sabbiatura. Il grado di pulizia delle armature è determinante per la buona riuscita di tutta l’operazione di ripristino del conglomerato e quasi sempre viene richiesto un livello di finitura abbastanza elevato, a metallo bianco e con rimozione di tutta la ruggine visibile. Diversi produttori dispongono anche di composti passivanti e anticorrosione che necessitano di una pulizia commerciale meno esasperata, quindi più economica, con rimozione della sola ruggine staccata. Al pari dello strato di calcestruzzo carbonatato e delle parti corrose, nelle altre porzioni di manufatto devono essere eliminati, sempre utilizzando la sabbiatrice a secco o a umido, i veli superficiali di pasta cementizia che nascondono eventuali vuoti, poi scarificate le superfici con un’alta porosità o caratterizzate da sfarinamento e asportate tutte le tracce di ruggine, di olii disarmanti, di sporco e di vecchi rivestimenti soprattutto se di tipo plastico. Il calcestruzzo sano di aggancio deve risultare ruvido, pulito, non alterato e privo di parti sfarinanti, polverose o in fase di distacco.

L’applicazione

La protezione anticorrosiva dei ferri di armatura va eseguita subito dopo la pulizia, per impedire l’innesco di nuovi fenomeni di corrosione. Questa è la prima fase del ripristino e consiste nel trattamento delle parti metalliche che viene effettuato applicando a pennello su tutta la superficie una boiacca per la passivazione dei ferri, composta in genere da resine sintetiche bicomponenti e cemento. Questo prodotto specifico, che viene steso in strato consistente, protegge i ferri da successivi cicli di arrugginimento e costituisce una buona base di ancoraggio e di adesione ai successivi riporti volumetrici. Il prodotto è indispensabile per realizzare ripristini di lunga durata e fa parte del sistema proposto dai diversi produttori, in modo da creare una completa compatibilità con le successive malte da utilizzare per riportare i manufatto alla sezione originale. Nel caso che i ferri siano stati deteriorati per oltre il 30-40% del diametro, prima di procedere alla stesura della boiacca passivante è buona norma integrare l’armatura o sostituire le parti. Allo scopo si possono collegare nuovi ferri ai vecchi mediante saldatura, oppure impiegare una rete elettrosaldata di dimensioni adeguate che viene legata alla vecchia struttura metallica con la funzione di nuova staffatura, di rinforzo alla preesistente armatura e di base aggrappante per la malta da restauro. In ogni caso la boiacca di protezione va applicata con lo stesso sistema manuale su tutti gli elementi in ferro aggiuntivi e talvolta viene utilizzata come prespalmatura sulle parti in calcestruzzo pulito da ripristinare. La malta viene preparata con le modalità di miscelazione e la proporzione d’acqua di impasto indicate dal produttore nelle schede di accompagnamento del formulato. La malta è pronta quando si presenta omogenea anche come colore, di consistenza adeguata, plastica o fluida secondo il tipo, e senza grumi non idratati. Con le versioni a consistenza plastica l’applicazione su superfici limitate viene effettuata con la cazzuola, mentre per opere di maggior mole conviene utilizzare una spruzzatrice o una macchina intonacatrice. La stesura avviene in un solo strato di forte spessore quando la natura della malta lo consente, ma è sempre possibile operare anche per più strati successivi se il riporto è di spessore consistente. La rifinitura delle superfici ripristinate va effettuata con frattazzo metallico o di legno. Dopo la lisciatura, soprattutto durante i mesi caldi, occorre mantenere bagnate con acqua tutte le superfici per almeno 24 ore e durante la fase di indurimento impedire una troppo rapida evaporazione dell’acqua di impasto. Le malte per il ripristino volumetrico del calcestruzzo da applicare sotto forma di un impasto a consistenza plastica possono essere impiegate tanto su manufatti che richiedono stesure limitate, per ridare al componente l’aspetto originale, quanto su elementi che necessitano di lavori per ricreare adeguate caratteristiche strutturali. La gamma comprende prodotti studiati per la riparazione di spigoli di travi e pilastri, dei frontalini di balconi o del copriferro con scarsi distacchi, mentre altri vengono formulati per riporti a forte spessore quando occorre rigenerare la sezione portante originale, oppure per realizzare rinforzi strutturali mediante la completa camiciatura dei componenti. In ogni caso si tratta di malte fibrorinforzate e a ritiro controllato che, secondo l’impiego, possono essere connotate da un basso modulo elastico oppure da forti resistenze iniziali e finali. Talune versioni sono particolarmente adatte al ripristino di manufatti soggetti a sollecitazioni, a urti o a vibrazioni, mentre altre sono preparate per l’applicazione sia a forte spessore che in rasature millimetriche. Con tutte le tipologie l’adesione al supporto è molto elevata, grazie alle modificazioni con additivi specifici, così come la compattezza, l’impermeabilità e la resistenza agli agenti aggressivi dell’atmosfera, alle intemperie e alle sostanze veicolate dalla pioggia battente. Per aumentare le possibilità applicative la maggior parte dei prodotti è disponibile, pur con caratteristiche diverse, in versione a presa normale, a presa media oppure a presa rapida. L’ampia scelta consente di disporre del formulato più idoneo al tipo di calcestruzzo da ripristinare e persino di varianti con elevata deformabilità, che possiedono una buona resistenza a flessione per sopportare senza staccarsi o fessurarsi le sollecitazioni derivate dagli sbalzi termici o dalle vibrazioni. Per particolari impieghi nel ripristino volumetrico del calcestruzzo vengono confezionate anche malte colabili sempre a base di leganti cementizi, inerti di granulometria selezionata e additivi specifici, che rendono l’impasto molto lavorabile e particolarmente fluido anche con bassi tenori d’acqua di impasto.

I vantaggi delle malte colabili

Buona parte delle doti delle malte plastiche per il recupero dei manufatti di calcestruzzo sono comuni anche alle versioni colabili che possiedono elevate caratteristiche di adesione ai supporti, una bassa richiesta d’acqua e un ritiro quasi nullo all’indurimento. Trattandosi di prodotti che devono essere colati all’interno di una cassaforma di contenimento, queste malte possiedono un certo potere espansivo che le rende adatte al rinforzo dei pilastri, dove occorrono riporti integrativi armati con rete elettrosaldata, oppure quando è necessaria la completa ricostruzione del copriferro lungo tutto il perimetro del manufatto. Le doti espansive della malta, contrastate dal cassero di contenimento, permettono all’impasto di intasare le più piccole discontinuità. I prodotti appartenenti a questa categoria vengono utilizzati soprattutto dove il degrado ha oltrepassato la profondità dei ferri di armatura e questi, dopo la demolizione del materiale alterato, risultano interamente scoperti. Infatti solo con una malta molto fluida è possibile assicurare la continuità del riporto e il suo collegamento al calcestruzzo sano anche dietro le barre, condizione non facilmente ottenibile con una malta plastica da ripristino se non con un lavoro molto lungo e accurato. Anche questa versione possiede all’indurimento un’alta impermeabilità all’acqua con un’elevata resistenza ai solfati e ai cicli di gelo e disgelo. Tra le precauzioni nell’impiego, oltre a quelle usuali dei getti, occorre curare la costruzione della cassaforma che va realizzata con materiali resistenti alle pressioni e impermeabili per non sottrarre acqua all’impasto. L’operazione di colaggio va eseguita in un’unica fase favorendo la fuoriuscita dell’aria dalla struttura di contenimento.

La fase finale

La finitura, realizzata con apposita malta compatibile con gli altri cicli e al termine delle quattro settimane necessarie per la stagionatura dei ripristini, deve essere sempre eseguita per regolarizzare le superfici ripristinate e va estesa a tutto il manufatto per limitare la permeabilità complessiva, riempire cavità e nidi di ghiaia ed eventualmente ricostruire gli spigoli. Questo impasto di rivestimento ha la funzione di proteggere e regolarizzare il manufatto e viene steso e levigato con attrezzi usuali come i frattazzi in acciaio. Trattandosi di prodotti rasanti a varia formulazione, l’applicazione avviene in strati millimetrici che per la qualità del prodotto impiegato, spesso a base di polimeri sintetici, sono sufficienti per assicurare una completa adesione al supporto. Oltre alla notevole adesività, i rasanti possiedono in molti casi un effetto rialcalinizzante per l’intera superficie in modo da assicurare una maggior protezione alla compagine cementizia e ai ferri di armatura. In questo modo tutta l’opera viene resa impermeabile all’acqua e quindi meno propensa ad essere alterata dai componenti aggressivi veicolati dalla pioggia o dalle condense. Molti protettivi sono a base di resine elastomeriche e per la loro capacità di deformarsi senza perdere in adesione risultano adatti al rivestimento impermeabile di calcestruzzo soggetto a vibrazioni o a sollecitazioni dinamiche cicliche. Una volta indurito e completamente asciugato questo ultimo strato, è possibile intervenire con cicli decorativi a base di resine acriliche, di altre resine in dispersione o di resine epossidiche che permettono di rendere omogeneo l’aspetto del calcestruzzo, di accentuare l’azione anticarbonatazione e di migliorare ulteriormente le qualità inassorbenti del supporto. Questi formulati per il completamento del ripristino e per la decorazione possiedono in genere forti qualità traspiranti, per favorire la fuoriuscita dal manufatto dell’umidità interstiziale sotto forma di vapore.

IL RINFORZO STATICO DELLE STRUTTURE CON MATERIALI POLIMERICI FIBRORINFORZATI

I materiali polimerici fibrorinforzati non prevedono l’impiego di composti a base d’acqua e non impregnano i nuclei murari di umidità residua a evaporazione lenta e sono fra le soluzioni adottate in particolare nel campo del restauro

I materiali polimerici fibrorinforzati Frp sono sistemi compositi che hanno trasformato la tecnica del consolidamento delle strutture in calcestruzzo e permettono di intervenire con soluzioni rapide, leggere e di scarso spessore, anche se caratterizzate da alti valori di resistenza alle deformazioni e agli sforzi di trazione e di taglio. I compositi Frp possono essere applicati tanto nel settore del restauro monumentale e nelle strutture moderne con schema costruttivo a telaio, quanto su edifici con murature tradizionali in mattoni o in pietra, oppure nei fabbricati con elementi portanti in calcestruzzo armato. Per la posa richiedono attrezzature abbastanza semplici e facili da impiegare, pur con le precauzioni richieste dalla tecnica di messa in opera, e materiali maneggiabili e di ingombro limitato che possono essere utilizzati su qualunque cantiere di recupero e restauro, anche di piccole dimensioni o situato in una zona di difficile accesso. La tecnica di applicazione dei compositi Frp viene effettuata senza l’impiego di composti a base d’acqua, condizione che evita l’impregnazione dei nuclei murari e un lento smaltimento dell’umidità residua a differenza di quasi tutti i sistemi di consolidamento tradizionale.

Le caratteristiche

I compositi strutturali Frp sono confezionati in opera con una matrice continua formata da un adesivo epossidico ad alta resistenza, che lega le fibre al supporto e tra loro. Le fibre, di varia composizione e disponibili sotto forma discontinua in teli tessuti o in lamine, sono connotate da proprietà meccaniche molto elevate e permettono di costruire in opera strati dotati di forte resistenza a trazione e a taglio, che una volta resi collaboranti con il supporto creano un rinforzo statico su qualunque manufatto in cemento armato, in muratura di laterizio o di pietra, in legno e in acciaio. Con questa tecnica si crea un rivestimento fortemente connesso al manufatto e quindi il sistema è adatto solo per opere destinate a essere intonacate oppure per strutture destinate a rimanere fuori vista. La collaborazione statica tra il rinforzo aderente e la struttura dipende in gran parte dalla capacità di resistere senza deformarsi dello strato intermedio legante sotto l’azione di carichi anche rilevanti. Le applicazioni dei compositi Frp permettono di eseguire scarse opere di demolizione per la messa in opera, limitate alla pulizia dei manufatti e all’asportazione delle parti in fase di distacco, e consentono sempre di mantenere intatte le funzioni statiche delle strutture. La tecnica è in grado di risolvere molteplici problemi nel campo del restauro dei sistemi portanti, degradati o compromessi da danneggiamenti, e negli interventi per l’adeguamento dei manufatti a nuovi carichi o nei confronti di un eventuale sisma, di vibrazioni e di urti. La velocità di impiego dei compositi Frp permette di operare in tempi molto brevi nei ripristini di emergenza per riportare a livelli di sicurezza componenti strutturali lesionati da un terremoto e da sovraccarichi, oppure di migliorare le doti di resistenza meccanica di elementi portanti costruiti con sezioni resistenti insufficienti o eseguiti con materiali che, nel tempo, sono risultati inadatti a resistere alle sollecitazioni di esercizio.

Le tipologie di fibre per il rinforzo

Le fibre sintetiche utilizzate nei sistemi Frp variano, come composizione, in base alle resistenze richieste e soprattutto al modulo elastico che deve caratterizzare il rinforzo. Le fibre di carbonio sono le più impiegate in quanto la variabilità delle doti di resistenza a trazione e di modulo elastico permette di estenderne il campo di applicazione a buona parte delle tipologie di strutture. Le fibre aramidiche possiedono un modulo elastico non elevato, sono connotate da un’ottima resistenza all’urto e vengono sovente impiegate per rinforzi ibridi con fibre di carbonio, così da creare tessuti abbastanza rigidi e resistenti all’impatto nel medesimo tempo. Le fibre di vetro nella variante E possiedono prestazioni tecniche non rilevanti, un basso modulo elastico e una buona deformabilità, che le fa preferire in molte applicazioni su murature tradizionali e con il vantaggio di costi decisamente ridotti rispetto alle altre varianti. Tutte le fibre, prodotte in teli o in lamine, sono completamente inerti nei confronti della resina epossidica utilizzata come legante e come impregnante e possiedono una notevole durabilità anche se esposte alle intemperie, all’umidità e all’azione dei raggi ultravioletti. Dopo la posa in opera, i rinforzi compositi possono essere rasati, intonacati e verniciati oppure ricoperti con pannelli resistenti al fuoco o con intonaci intumescenti per assicurare la protezione in caso di incendio.

I sistemi in commercio

I tessuti per il rinforzo strutturale sono confezionati in nastri o in teli di grande dimensione e sono preparati con le fibre disposte in un’unica direzione, oppure intrecciate tra loro a formare una trama ortogonale con proprietà isotrope o variabili secondo la direzione di applicazione degli sforzi. Oltre al tessuto biassiale, con fibre disposte in diagonale e con inclinazione a 45° nei due sensi, sono disponibili tessuti a struttura complessa quadriassiale con disposizione a trama unita a due ulteriori sviluppi incrociati nelle direzioni oblique. I nastri e i drappi sono utilizzati per il rinforzo delle murature tradizionali, per la fasciatura di maschi murari, per la legatura di angoli in sostituzione dei tiranti in acciaio che richiedono lunghe opere di foratura e nella cerchiatura di cupole lesionate. Sulle strutture a volta si interviene in genere con strisce di compositi, sistemate all’estradosso, così da rinforzare con elementi incrociati e sovrapposti le direttrici di chiave, le nervature, le unghie al contatto con le pareti perimetrali e le diverse porzioni della struttura arcuata, in base al grado di conservazione e alle lesioni presenti. I rinforzi a lamina hanno uno spessore superiore al millimetro e sono confezionati in modo da creare elementi continui, con fibre allineate in una matrice di resina epossidica. Pronte all’impiego, non richiedono sagomature a piè d’opera e possono essere disposte in parallelo e a elementi incrociati tra loro. La flessibilità delle lamine permette la cerchiatura a spirale su colonne e qualunque rinforzo a flessione posto all’intradosso delle travi in cemento e dei solai o sotto forma di staffe esterne situate in corrispondenza delle zone soggette a taglio. L’applicazione si estende alle murature di getto o tradizionali, sulle quali vengono inserite con schema orizzontale e verticale oppure in direzione obliqua nei due sensi. Il loro impiego risolve tutti i principali problemi legati alla realizzazione dei rinforzi con sistema a beton plaqué, quali la necessità di realizzare superfici di contatto prive di composti della corrosione tra la struttura metallica e lo strato di incollaggio al manufatto, l’impiego di massicce strutture provvisorie per il sostegno degli elementi in acciaio, la preparazione preventiva di componenti metallici già sagomati e saldati e le opere di manutenzione e anticorrosione delle parti in vista del sistema.

L’applicazione

Le superfici dei manufatti destinati al collegamento dei compositi Frp devono essere asciutte e preparate con un primer, priva di polvere, di parti in fase di distacco, di prodotti della corrosione o di composti che impediscono l’adesione del sistema di rinforzo. Dopo aver steso un primo strato di resina catalizzata sul supporto, si stende il tessuto senza produrre grinze e quindi si procede con una successiva impregnazione per saturare le fibre. Un’altra tecnica prevede di preimpregnare il tessuto e quindi di stenderlo sul supporto, premendo bene con un rullo. Le lamine sono applicate con una resina epossidica in pasta stesa su entrambe le superfici di contatto. Per mantenere aderenti le lamine al supporto fino all’indurimento dell’adesivo, che avviene dopo poche ore, si utilizzano puntelli leggeri e assicelle di legno.