Consolidamento di archi e volte con soluzioni leggere a base argilla espansa e calce idraulica naturale NHL

La nuova linea NHL di Laterlite, composta da prodotti a base calce idraulica naturale NHL 3.5 e argilla espansa Leca, è l’ideale per interventi su edifici di interesse storico e artistico e permette di consolidare strutture ad arco e volte operando all’estradosso con soluzioni leggere e pienamente compatibili con le strutture esistenti.

La nuova linea NHL a base argilla espansa Leca e calce idraulica naturale NHL 3.5 trova particolari applicazioni nel mondo del consolidamento e rinforzo statico e antisismico delle strutture voltate. Di seguito, si mostra com’è possibile realizzare elementi di rinforzo sulle volte utilizzando i diversi prodotti della linea NHL.

Figura 1: nuova linea NHL Laterlite

Interventi di consolidamento sul rinfianco di un arco o di una volta

Il nuovo Betoncino strutturale NHL trova due applicazioni nella realizzazione di elementi che contrastano la spinta laterale quali il rinfianco e il frenello.

In particolare, si definisce rinfianco quella porzione di materiale localizzata all’estradosso di un arco o di una volta nella zona compresa tra le imposte e le reni, realizzata in direzione parallela alle generatrici.

Dall’analisi del panorama fessurativo degli archi-volte si ricava che questi elementi tendono a lesionarsi in corrispondenza delle reni: tale intervento consente dunque di evitare la formazione di queste lesioni, contrastando la tendenza dell’arco a sollevarsi in corrispondenza delle reni stesse per effetto dei carichi applicati nella zona centrale. Il rinfianco consente inoltre di incrementare l’effetto contrafforte dei piedritti e di conseguenza di incrementarne la stabilità. Questo elemento oppone infatti resistenza alla spinta, garantendo un abbassamento della curva delle pressioni e assicurando una diminuzione della spinta trasmessa alle imposte.

Tradizionalmente il rinfianco è realizzato in muratura, la sua realizzazione in Betoncino strutturale NHL assicura una maggiore facilità di messa in opera, grazie anche alla possibilità di pompare il prodotto assicurando la compatibilità con la struttura muraria perimetrale. In figura 2, è raffigurata una volta a botte rinforzata con un rinfianco in Betoncino strutturale NHL. Superiormente al rinfianco è possibile realizzare un riempimento in Sottofondo Leggero NHL che, grazie alla leggerezza e resistenza, contribuisce a ridurre il carico gravante sulla volta (e quindi sui piedritti) e l’azione sismica applicata sulla struttura, rispetto ad una soluzione di tipo tradizionale; migliora inoltre la ripartizione dei carichi ed aumenta la stabilità della volta.

Il sistema si può completare infine con la realizzazione di una soletta collaborante con funzione di irrigidimento della struttura e con un eventuale presidio intradossale con sistema FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix) in fibra di PBO di Ruregold e matrice inorganica.

Figura 2: Rinfianco in Betoncino strutturale NHL di Laterlite

Interventi di consolidamento sul frenello di un arco o di una volta

Si definisce invece frenello quell’elemento di spessore contenuto e realizzato in direzione normale alla generatrice, seguendo l’andamento curvilineo dell’estradosso della volta.

Tale elemento contribuisce efficacemente all’aumento della stabilità della volta, soprattutto in caso di sisma o in presenza di carico eccentrico distribuito o puntuale. Contrasta inoltre la spinta avendo un ruolo analogo alle lunette o a dei puntelli ovvero impedisce l’avvicinarsi delle imposte.

L’effetto del frenello può dunque essere definito come irrigidente, esso è infatti in grado di impedire la flessione nell’arco e l’attivazione di meccanismi globali. Consente poi di distribuire in modo uniforme sulla volta i carichi concentrati applicati e di trasferirli ai piedritti, aumentando dunque il coefficiente di sicurezza e il carico ultimo della struttura. In figura 3, è raffigurata una volta a botte rinforzata con frenelli in Betoncino strutturale NHL.

Nel volume compreso tra i frenelli e superiormente ad essi, è possibile realizzare un riempimento in Sottofondo Leggero NHL e completare l’intervento seguendo lo stesso iter già descritto per la precedente soluzione.

Figura 3: Frenello in Betoncino strutturale NHL di Laterlite

Intervento di ringrosso della sezione della muratura

Dall’analisi delle strutture voltate esistenti, si osserva non di rado la presenza di muratura in cattive condizioni o con scarse proprietà meccaniche. Dall’analisi sezionale delle zone maggiormente sollecitate, si può ricavare che la sola muratura non sia in grado di sostenere efficacemente l’azione assiale derivante dai carichi applicati per insufficiente resistenza a compressione. Una soluzione al problema può essere trovata nella realizzazione di un ringrosso della sezione, ovvero degli irrigidimenti realizzati mediante Malta strutturale NHL aventi uno spessore limitato (dell’ordine di qualche centimetro), una larghezza ed un interasse variabili, a seconda della geometria e dei carichi della struttura analizzata. Tale elemento viene definito anche come costolone o nervatura.

Questo intervento ha funzione di rinforzo della volta esistente e, aumentandone lo spessore seppur localmente, consente di aumentarne la resistenza a compressione consentendo alla struttura voltata stessa di sostenere le sollecitazioni richieste, senza però alterarne il comportamento statico.

Sulla questione della compatibilità chimica dei materiali negli interventi di restauro e consolidamento

L’utilizzo di Malta Strutturale NHL è particolarmente indicato sia per la sua compatibilità chimica con il supporto che per la sua compatibilità meccanica: essa consente infatti di superare tutti gli effetti dannosi di interventi che prevedono la realizzazione di controvolte in c.a. all’estradosso delle volte. Questo tipo di intervento, utilizzato ampiamente in passato e tuttora impiegato, è estremamente dannoso per le volte in quanto aumenta le masse sismiche e riduce lo stato di compressione della volta. Rende inoltre la volta altamente iperstatica e le fa perdere la naturale capacità di adattarsi agli stati deformativi. Gli sforzi interni tendono a migrare verso la struttura più rigida che si sostituisce perciò alla volta preesistente nell’esercizio delle funzioni statiche. Questo provoca un rilassamento nei mattoni che, privati della stabilizzante azione di compressione, tendono a sfilarsi per gravità.

La nuova Malta Strutturale NHL, per le sue caratteristiche meccaniche (il suo modulo elastico è più vicino a quello della muratura rispetto ad un calcestruzzo), e il costolone di rinforzo, per le dimensioni accuratamente studiate e valutate, evitano dunque il manifestarsi della decompressione della struttura voltata, eliminando quindi il rischio degli effetti dannosi precedentemente descritti. In figura 4, è raffigurata una volta ribassata e sottile rinforzata con costoloni in Malta strutturale NHL.

Superiormente alla volta consolidata, è anche in questo caso possibile realizzare un riempimento in Sottofondo Leggero NHL e completare l’intervento seguendo lo stesso iter già descritto per la precedente soluzione.

Figura 4: Costolone in Malta strutturale NHL di Laterlite

Nuova Linea NHL CentroStorico

La nuova linea NHL fa parte della gamma CentroStorico che Laterlite ha sviluppato per gli interventi edilizi di recupero, consolidamento e protezione, per contribuire a conservare il patrimonio costruito con soluzioni tecniche in grado allo stesso tempo di metterlo in sicurezza e adeguarlo alle rinnovate condizioni d’uso.

I quattro predosati leggeri che fanno parte della nuova linea CentroStorico NHL sono:

• Malta strutturale NHL per la realizzazione di intonaci armati leggeri, il rinforzo di strutture ad arco e a volta e delle murature esistenti;
• Sottofondo leggero NHL, adatto alla realizzazione di strati di alleggerimento, compensazione e isolamento termico, ideale per sottofondi bistrato e per riempimenti di archi e volte anche ad alto spessore;
• Massetto leggero NHL per realizzare strati di finitura in interni ed esterni, sottofondi monostrato e bistrato per la posa diretta della pavimentazione;
• Betoncino strutturale NHL per il rinforzo statico e antisismico delle strutture ad arco e volta con la formazione di frenelli o rinfianchi leggeri o per il consolidamento delle coperture.

La linea di prodotti che scaturisce dalla combinazione tra argilla espansa Leca e calce idraulica naturale NHL 3.5 presenta caratteristiche tecniche eccezionali ed è spiccatamente votata per essere utilizzata in tutti quei contesti dove la compatibilità con i materiali da costruzione storici è un requisito fondamentale, nel restauro e in bioedilizia.