Consolidamenti strutturali

Consolidamenti per edifici con materiali compositi (FRP)

I materiali compositi, costituiti da un rinforzo di fibre ad elevate proprietà meccaniche e da una matrice che garantisce l'adesione del tessuto al supporto e quindi il trasferimento dei carichi, rappresentano un efficace metodo per il rinforzo ed il restauro di strutture edili.

Le costruzioni civili ed in particolare quelle monumentali, spesso richiedono interventi di ripristino e di rinforzo delle strutture portanti lesionate, per cause accidentali , per vetustà della struttura o per adeguamento a nuove normative.

In generale la necessità di interventi di rinforzo delle strutture deriva dunque da:


(Basilica di S.Antonio, Padova)

 

I rinforzi vengono applicati sulla superficie da rinforzare mediante impregnazione con matrici a base di resine di tipo epossidico, e più recentemente con sistemi che prevedono l'utilizzo diretto di malte cementizie o a base calce.

Si applicano su:

  • pareti e solai in muratura
  • volte in muratura o pietra
  • soffitti o volte in incannucciato
  • solai e travature lignee
  • elementi in c.a.
  • facciate in pietra a vista


I Tipi di fibre utilizzate variano a seconda del supporto e del problema statico da risolvere:

  • Fibre di Carbonio: sono costituite da grafite purissima con una struttura cristallina esagonale perfettamente orientata, presentano altissime proprietà meccaniche ed una elevata resistenza chimica rispetto a tutti gli agenti chimici ed una garanzia di durata nel tempo praticamente infinita, si suddividono in:
  1. UTS (HT) ad alto modulo elastico e altissima tenacità 

  2. MS (HM) ad altissimo modulo elastico (2 volte quello dell'acciaio)

  • Fibre di Vetro E: più economiche delle fibre di carbonio presentano proprietà meccaniche nettamente inferiori, con una maggiore deformabilità e resistenza alla compressione. Vengono utilizzate esclusivamente fibre ad alta compatibilità con le resine. Le fibre di Vetro "E" presentano una scarsa resistenza in ambiente alcalino e non possono essere utilizzate direttamente nelle malte cementizie.
  • Fibre Aramidiche: appartenenti alla categoria delle "Poliammidi aromatiche" , le fibre hanno le caratteristiche tipiche dei polimeri a cristalli liquidi (LCP) di tipo liotropico, presentano proprietà meccaniche elevate ed una grande capacità di dissipazione dell'energia vibrazionale. Rispetto alle fibre di vetro e di carbonio hanno densità più bassa ma presentano maggiore assorbimento d'acqua, minore resistenza alle variazioni del PH e maggiore sensibilità alle radiazioni, in particolare ai raggi UV, inoltre sottoposte a carico costante possono presentare sensibili fenomeni di "Creep". Per tale motivo se ne consiglia l'uso in combinazione con le fibre di carbonio o di vetro (Rinforzi Ibridi) Si distinguono nei tipi:
  1. T alta tenacità ed alto modulo (70 GPa) 

  2. M altissimo modulo ( 102 GPa) 

Le resine utilizzate per l’applicazione delle fibre sono Resine Epossidiche bi-componenti a solvente o Resine IPN all’acqua.