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Fibre d’acciaio Dramix 5D per elementi prefabbricati
del 13/03/2017
Chiara Minoretti - Leon Bekaert Spa
 
Le fibre Dramix 5D sono un brevetto di Bekaert unico sul mercato e permettono di rinforzare il calcestruzzo fino a livelli mai visti finora. Consentono infatti di utilizzare il rinforzo in fibra d’acciaio in un’ampia gamma di nuove applicazioni strutturali quali elementi prefabbricati anche di grandi dimensioni e molto sollecitati, platee di fondazione, solette e strutture sospese.
In particolare le applicazioni prefabbricate in cui, sia in Italia che all’estero, è risultata vincente la sostituzione dell’armatura tradizionale con le fibre Dramix 5D sono: tubi di grandi dimensioni, vasche per raccolta acqua, disoleatori, cabine elettriche, moduli prefabbricati, ecc.
 
Mentre in Italia nel settore delle pavimentazioni le fibre metalliche si usano da oltre 40 anni, nel settore della prefabbricazione si è solo agli inizi e si prevede un incremento esponenziale dell’impiego di queste fibre per il rinforzo di elementi prefabbricati, grazie alle singole esperienze positive e a livello globale a una normativa nazionale ed europea a favore dell’utilizzo del calcestruzzo fibrorinforzato.
Le fibre d’acciaio costituiscono un rinforzo che si distribuisce in modo omogeneo all’interno della matrice cementizia e la trasforma in un materiale duttile, con resistenza a trazione post-fessurazione, all’impatto e a fatica. Le fibre agiscono come un punto di sutura ed impediscono la propagazione delle fessure all’interno del calcestruzzo. L’estremità uncinata delle fibre disponibili sul mercato (tipo 3D) si deforma lentamente durante il processo di estrazione (pull-out) e conferisce duttilità al calcestruzzo con la sua lenta deformazione durante il processo di fuoriuscita.
Con le fibre Dramix 5D si passa per la prima volta da un comportamento degradante (softening) del calcestruzzo rinforzato con fibre d’acciaio, ad un comportamento sovraresistente (hardening) assolutamente paragonabile al rinforzo con armatura tradizionale.
 
 
Fibre Dramix 5D.
 
E’ possibile grazie alle nuove Dramix 5D sostituire completamente l’armatura tradizionale in applicazioni in cui con le normali fibre metalliche ciò non sarebbe possibile.
Questa nuova generazione di fibre Dramix offre livelli di ancoraggio, resistenza alla trazione e duttilità mai prima disponibili, garantendo le massime prestazioni, poiché fonde un uncino dalla forma perfetta, un filo ad elevata duttilità ed un’estrema resistenza alla trazione.
Le fibre 5D sono infatti caratterizzate da un doppio uncino non deformabile, il che assicura un perfetto ancoraggio e consente di mantenere le fibre saldamente in posizione all’interno della matrice di calcestruzzo.
La duttilità del filo della serie 5D consente allo stesso di estendersi mentre l’uncino resta fermo in posizione; ne risultano migliorate sia la resistenza sia la duttilità del calcestruzzo. Il filo ad alta duttilità delle fibre 5D ha uno snervamento del 7%, rispetto allo snervamento massimo del 2% delle altre fibre metalliche presenti nel mercato (tipo 3D). 
Resistenza a trazione fibre.
 
La resistenza a trazione delle fibre Dramix 5D inoltre è di 2.300 MPa, rispetto a alla resistenza trazione di una normale fibra di acciaio che è intorno ai 1.000 MPa.
Gli accurati studi realizzati in laboratorio hanno permesso perciò di dar forma a una fibra completamente nuova, in grado di deformarsi come l’armatura tradizionale una volta sottoposta a sollecitazioni.
L’uncino delle fibre 5D, infatti, non si deforma come avviene per le normali fibre in acciaio: grazie alla creazione del “perfetto ancoraggio”, la fibra non può essere estratta e non si muove all’interno del calcestruzzo. Il filo, invece, è esteso e assicura duttilità sullo stesso principio dell‘acciaio per rinforzo classico.
 
Test di pull-out.
 
Dal punto di vista tecnologico si tratta di una rivoluzione. E’ infatti possibile con l’uso delle fibre Dramix 5D rinforzare praticamente ogni tipo di manufatto di calcestruzzo solo con l’uso delle fibre in acciaio. Anche le proprietà del materiale e la tecnologia sono completamente nuove rispetto alle tradizionali fibre in acciaio, cambiando completamente il modo di lavorare delle fibre, dal momento che le 5D lavorano come piccole armature tridimensionali che si allungano per assorbire gli sforzi.
 
Dal punto di vista progettuale è possibile, applicando le formule di calcolo presenti nella CNR 204/2006 (normativa di comprovata validità), calcolare elementi strutturali solo con l’uso delle fibre, rivoluzionando completamente la forma di progettare. L’uso delle fibre 5D permette di progettare elementi di qualunque geometria e spessore, risolvendo problemi esecutivi dovuti alla rigidità dell’armatura tradizionale e al rispetto dei copriferri.
 
In Italia dal 2015 sono diversi i prefabbricatori che hanno cambiato completamente il loro processo produttivo eliminando le reti metalliche e l’armatura tradizionale sostituendola unicamente con le fibre 5D.
 
Esempio calcolo vasca prefabbricata
 
A livello operativo ed economicol’uso delle fibre 5D permette di avere un notevole risparmio di tempi e manodopera, dal momento che non è necessario disporre ferri poiché l’armatura è inglobata nello stesso calcestruzzo. Inoltre in molti casi oltre al guadagno di tempo e manodopera, si ottiene anche un risparmio diretto in termini di materiale.
 
 
Esempio realizzazione cabina elettrica armata solo con fibre 5D.
 
Il risparmio di tempo e manodopera porta direttamente ad un risparmio anche in termini di sicurezza. Infatti nei manufatti realizzati con le fibre 5D si semplifica il processo produttivo, si salta completamente la fase di preparazione e disposizione delle armature e di conseguenza si evitano gli incidenti legati a queste lavorazioni. L’armatura del calcestruzzo con le fibre 5D è molto più rapida, semplice ed immediata.
 
Anche dal punto di vista dell’impatto ambientale l’armatura con le fibre 5D risulta essere vantaggiosa poiché il 100% delle fibre è riciclabile. Inoltre è necessaria una quantità minore di acciaio rispetto all’equivalente armato con armatura tradizionale, per cui i manufatti ottenuti sono più leggeri, maneggevoli ed hanno un minor impatto ambientale poiché per armarli è necessario consumare meno materiale. Inoltre le fibre 5D aumentano la resistenza all’impatto e a fatica dei manufatti, per cui aumentano la durabilità e anche in questo senso migliorano l’impatto ambientale poiché i manufatti hanno una maggior vita utile. Esiste infine una versione zincata delle fibre Dramix 5D che evita qualunque che si verifichi la corrosione locale delle fibre, pur essendo questo un fatto puramente estetico, e quindi aumenta ulteriormente la durabilità dei manufatti.
 
Leon Bekaert Spa  
Via G. Fantoli 11/2
I – 20138 MILANO
Tel. +39 02 48.48.12.07
www.bekaert.com/building 
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di LEON BEKAERT
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