Impiego crescente degli FRCM
Agli ormai classici compositi fibrorinforzati FRP (Fibre Reinforced Polymer), realizzati con fibre lunghe di vetro carbonio o arammide immerse in matrici polimeriche (quali le resine epossidiche), si affiancano oggi negli interventi di riabilitazione strutturale, sempre più frequentemente, i compositi fibrorinforzati FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix). Tali compositi sono il risultato dell’accoppiamento di reti, realizzate con le stesse fibre di cui sopra, o con altre di più recente apparizione sul mercato dei materiali da costruzione, e di una matrice inorganica a base di malta cementizia. Tra le fibre più innovative si annoverano quelle di basalto, di PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo) e di acciaio. In particolare, quest’ultimo materiale, molto comune nel campo dell’edilizia, viene riproposto, ai fini dell’utilizzo negli FRCM, in una versione dalle prestazioni meccaniche fortemente esaltate, grazie ad uno specifico ciclo di lavorazioni.
La matrice inorganica, a base di malta cementizia o di malta bastarda, presenta numerosi vantaggi rispetto a quella organica degli FRP, soprattutto per le applicazioni alle fabbriche murarie, attesa la sua maggiore affinità con questo tipo di supporti.
Problemi di qualificazione
Gli interventi con FRCM su costruzioni esistenti risultano sempre più frequenti soprattutto per la riparazione di edifici danneggiati dal sisma, come le recenti esperienze in Abruzzo ed in Emilia dimostrano.
A dispetto della loro ampia diffusione, l’utilizzo di tali materiali sta progredendo senza che essi siano identificati, qualificati ed accettati nel rispetto di quanto prescritto al §11.1 delle NTC (D.M. del 14 gennaio 2008).
Ruolo del MIT: insediamento di una commissione per una Linea Guida
Per ovviare a ciò dall’aprile scorso il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti (MIT) ha insediato un’apposita commissione incaricata di elaborare una Linea Guida per la qualificazione dei composti FRCM. La Commissione, coordinata dall’arch. Mario Avagnina del MIT, è composta da funzionari del MIT: ingegneri Pietro Baratono, Antonio Lucchese ed Emanuele Renzi; e da rappresentanti del mondo accademico: Luigi Ascione, Giancarlo Caprino, Giuseppe Ferro, Roberto Frassine, Gaetano Manfredi, Giorgio Monti, Antonio Nanni, Carlo Poggi, Gianni Royer Carfagni, Marco Savoia.
Lavori della Commissione
La Commissione è ormai quasi giunta alla conclusione dei propri lavori, nel corso dei quali si è avvalsa dei contributi offerti dai Fornitori di compositi FRCM operanti sul mercato italiano e dei risultati di una estesa campagna sperimentale condotta presso laboratori universitari su una vasta gamma di prodotti presenti sul mercato e realizzati con diversi tipi di matrici e fibre: le prove hanno riguardato sia il comportamento a trazione che l’aderenza su differenti supporti.
I materiali oggetto della Linea Guida
I materiali trattati nella Linea Guida sono utilizzabili per realizzare sistemi di rinforzo esterni di strutture esistenti di muratura o di conglomerato cementizio armato, da realizzare in situ applicando alla struttura da consolidare uno strato di malta nella quale è annegata la rete di rinforzo.
Sono presi in considerazione esclusivamente sistemi di rinforzo FRCM costituiti da fasi, legante inorganico e rete di rinforzo, commercializzate da uno stesso Fornitore.
Gli elementi della rete, sottoposta a puntuali prescrizioni di carattere geometrico, possono essere costituiti a loro volta da fibre assemblate con resine di tipo organico o da fili messi in opera sotto forma di piccoli trefoli. Le fibre possono essere di vetro, carbonio, arammide, basalto, PBO ed acciaio.
La malta della matrice funge anche da adesivo al substrato interessato dall’intervento di rinforzo. E’ possibile che nello strato di malta, di adeguato spessore, siano presenti più reti di rinforzo, opportunamente distanziate.Sono contemplate malte cementizie, aeree, idrauliche, bastarde e malte a base di calce naturale.Eventuali componenti di tipo organico presenti nella matrice non devono eccedere il 5% del peso totale dei componenti della miscela.
Qualificazione dei Fornitori
La Linea Guidaprevede sia una qualificazione del Fornitore che una qualificazione iniziale dei sistemi di rinforzo FRCM realizzabili con le fasi (matrice inorganica e reti) commercializzate dal Fornitore.
I Fornitori devono dotarsi di un sistema di gestione della qualità in coerenza con la norma UNI EN 9001:2008 e certificato da un organismo terzo indipendente, di adeguata competenza ed organizzazione, che operi nel rispetto della norma UNI EN 17021:2006.
I Fornitori sono tenuti ad inoltrare al Servizio Tecnico Centrale (STC) richiesta di Certificato di Idoneità Tecnica all’Impiego ai sensi del punto 11.1, caso C, delle NTC.
Il sistema FRCM può essere immesso sul mercato solo dopo il rilascio del Certificato di Idoneità Tecnica all’Impiego che ha validità massima di 3 anni. Ogni modifica significativa apportata dal Fornitore rispetto a quanto dichiarato e/o previsto nella documentazione di qualificazione deve essere comunicata al STC per la relativa valutazione ed il rilascio di eventuale nulla-osta.
Tutti i prodotti forniti in cantiere devono essere accompagnati da copia del Certificato di Idoneità Tecnica all’Impiego, da cui deve risultare con chiarezza il logo o il marchio del Fornitore.
Il riferimento a tale certificato deve essere riportato sul documento di trasporto.
Qualificazione dei sistemi di rinforzo
I sistemi di rinforzo sono qualificati in base ai valori di alcune grandezze meccaniche che ne descrivono il legame costitutivo, assimilabile ad una bilatera o ad una trilatera, allorché sottoposti a prova di trazione monoassiale, normalizzata, sotto carico monotono crescente.
Allo scopo di agevolare la fase progettuale, la Linea Guida introduce una classificazione dei sistemi FRCM in base ai valori della deformazione a rottura e del modulo elastico nello stadio fessurato.
I sistemi devono inoltre possedere un’adeguata resistenza nei confronti del fenomeno di distacco dal supporto, valutata convenzionalmente su supporti normalizzati.
I valori della deformazione a rottura e del modulo elastico nello stadio fessurato devono risultare opportunamente stabili nei confronti del degrado indotto da cicli normalizzati di gelo-disgelo ed a seguito di invecchiamento artificiale per valutarne la resistenza nei confronti di ambienti umidi, salini ed alcalini.
Allegati alla Linea Guida
Il testo della Linea Guida comprende una serie di Allegati per la definizione degli standard delle fibre utilizzabili nella formazione delle reti e per l’esecuzione delle prove di trazione e di aderenza al supporto dei sistemi FRCM.
A cura di:
Prof. Ing. Luigi Ascione – Dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Salerno l.ascione@unisa.it
