Soluzioni sostenibili per elementi di copertura: un’opportunità offerta dai compositi cementizi fibrorinforzati

SOMMARIO


Grazie all’impiego di compositi cementizi fibrorinforzati ad alte prestazioni (High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites), che consente di ridurre i pesi propri strutturali, possono realizzarsi soluzioni per elementi di copertura competitive, rispetto a realizzazioni in acciaio, in termini di costi, isolamento termo-acustico e resistenza al fuoco. Elementi sottili realizzati mediante i suddetti materiali possono utilizzarsi nell’orditura secondaria degli impalcati di copertura, fra le travi perimetrali e gli elementi precompressi (“tegoli”). In questo lavoro si sono presi in esame, quali possibili realizzazioni, elementi piani della larghezza di 2 m, da impiegarsi, in condizioni di semplice appoggio, su luci di 2,5 m, sfruttando le elevate prestazioni meccaniche con riferimento al comportamento a flessione. L’idea fondamentale del lavoro consiste nell’accoppiamento delle tecnologie dei compositi cementizi rinforzati ad alte prestazioni e con rinforzo organizzato (Textile Reinforced Cementitious Composites), interponendo fra i due strati realizzati mediante i suddetti materiali, uno strato di polistirolo.
E’ attualmente in corso una estesa caratterizzazione sperimentale del comportamento meccanico in trazione e compressione uniassiale dei diversi materiali da impiegarsi, al fine di dedurre tutte le informazioni necessarie per le pratiche applicazioni progettuali, quali tenacità alla frattura, resistenza a flessione, resistenza al fuoco, durabilità. Per quanto riguarda i calcestruzzi fibrorinforzati ad elevate prestazioni la identificazione del comportamento costitutivo in trazione è stata effettuata mediante prove di flessione su travetti non intagliati (“provino strutturale”, secondo le Istruzioni CNR-DT 204) e mediante una nuova tipologia di prova sperimentale (prova per spacco a doppio incuneamento – Double Edge Wedge Splitting Test) recentemente proposta dagli autori; le prove di flessione su travetti intagliati secondo la norma EN 14651 sono da intendersi significative, con riferimento ai suddetti materiali, solamente per la classificazione di produzione.
I compositi cementizi con rinforzo organizzato sono stati ottenuti combinando reti in fibra di vetro con fibre discrete di vetro o polivinilalcoliche (PVA). Il comportamento meccanico del materiale è stato caratterizzato unicamente in trazione uniassiale.
Si è infine indagato sperimentalmente il comportamento flessionale della lastra “sandwich”, discutendo quindi delle problematiche di modellazione del suddetto comportamento con riferimento al modello di trave.


Memoria tratta dagli Atti del Workshop “Progettare e realizzare elementi strutturali in calcestruzzo fibrorinforzato” a cinque anni dal Documento CNR DT – 204, Roma 2011.

 

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