Nuova tecnologia per la ristrutturazione strutturale di solai in laterocemento sfondellati

1. NOTE SULLO SFONDELLAMENTO DEI SOLAI

Lo sfondellamento dei solai in latero-cemento è un fenomeno che si sta manifestando con sempre maggiore frequenza, nella maggior parte dei casi all’improvviso, spesso senza evidenti segnali di pericolo.
Esso interessa, in modo particolare, i solai con travetti realizzati in opera e riguarda in genere fabbricati costruiti a partire dal primo dopoguerra.
Le tecnologie più note per la messa in sicurezza dei solai in laterocemento sono in parte sistemi antisfondellamento ed in parte interventi di ristrutturazione dei travetti che prevedono l’applicazione al loro intradosso di armature metalliche o, più spesso, fibre o reti con sottili fili di acciaio ad alta resistenza.
Per tutte queste tipologie di interventi esistono dei precisi limiti di applicabilità che devono essere, di volta in volta, valutati.
Trascureremo i sistemi antisfondellamento, dei quali la Ruredil ha quello denominato X-Plaster W-System, particolarmente efficace, e dedicheremo la nostra attenzione agli interventi di ristrutturazione veri e propri con particolare riferimento al nuovo sistema Ruredil X Beam System, novità del settore, protetta da Brevetto per Modello di Utilità, e del quale la Ruredil è licenziataria.
Gli interventi di ristrutturazione dei solai riguardano di solito fabbricati datati realizzati, nella quasi totalità, quando era in vigore il R.Decreto – Legge 16 Nov. 1939 n.2229 – Norme per l’esecuzione delle opere in conglomerato cementizio semplice ed armato. Il carico di sicurezza nelle sollecitazioni di flessione pressoflessione e taglio doveva assumersi come segue:

A - Conglomerato di cemento idraulico normale (Portland)
Ãc = 40 Kg/cm2  - ÃÄ = 4 Kg/cm2  - Ãr 28 e 120 Kg/cm2

B - Conglomerato di cemento normale ad alta resistenza ed alluminoso
Ãc = 50 Kg/cm2  - ÃÄ = 6 Kg/cm2  - Ãr 28 e 160 Kg/cm2

C - Nel caso venisse eseguita la determinazione preventiva della resistenza cubica a 28 g. e questa venisse costantemente controllata durante l’esecuzione del lavoro si potevano assumere i seguenti valori :
Ãc = 75 Kg/cm2  -   Ãr 28 e 225 Kg/cm2

D - Per l’acciaio si adottava il carico di sicurezza:
Ãf = 1400 Kg/cm2

Nella generalità dei casi durante l’ispezione di un solaio datato siamo in presenza di un manufatto realizzato con calcestruzzo della tipologia A o B.
All’epoca le conoscenze tecniche erano scarse ed i mezzi di produzione del calcestruzzo erano alquanto approssimativi e si aveva poco e nessun riguardo al fenomeno della carbonatazione.
Le barre di armatura dei travetti non sempre venivano ben protette dalla malta con conseguente formazione di ruggine e successiva espulsione del copriferro.
Le tecnologie di rinforzo richiamate prevedono sostanzialmente il trasferimento delle tensioni della nuova armatura “per aderenza” all’interfaccia matrice–substrato, intendendo per matrice il collante che può essere resina epossidica bicomponente o malta cementizia ad alta resistenza.
Appare evidente la necessità di accertare l’idoneità di ciascun travetto ad essere rinforzato agendo esclusivamente sul lato inferiore con una nuova armatura che deve interagire con tutta la sezione.
E’ di fondamentale importanza conoscere l’evoluzione storica delle caratteristiche dei materiali utilizzati nell’edilizia per ottenere il migliore risultato dall’accoppiamento dei materiali originali di scarse caratteristiche di resistenza con quelli attuali dotati di maggiori caratteristiche di resistenza.
Il primo controllo è quello della omogeneità su tutta l’area da rinforzare per scongiurare problemi di asportazione di un sottile strato di calcestruzzo (peeling) o il distacco del copri ferro non precedentemente asportato.
Il secondo controllo è quello di verificare la resistenza a compressione del calcestruzzo originale, resistenza che non dovrebbe essere mai inferiore a 150 Kg/cm2.
Nella maggior parte dei casi la superficie esterna dei travetti da ristrutturare è più o meno ammalorata, con porzioni di calcestruzzo danneggiato o staccato dal resto e dalle armature. Le parti staccate o in fase di distacco devono essere sempre rimosse e ripristinate con malte idonee ad alta adesività.
Eventuali fessure devono essere ripulite e intasate di idonea malta antiritiro o ancorante chimico in cartuccia.

In caso contrario si possono generare sconnessioni della superficie che a loro volta possono innescare concentrazioni di tensioni parassite.
Le figure che seguono mettono in evidenza il fenomeno per rinforzi a flessione e taglio quando non viene assicurata la perfetta adesione del rinforzo.

Il fenomeno sarebbe facilmente evitabile in un travetto le cui facce laterali fossero ben visibili, come avviene per una trave, e dove sarebbe possibile l’intasamento delle fessure difficilmente aggredibili dal basso.
Nella realtà la situazione è molto più complessa perché le superfici laterali del calcestruzzo dei travetti sono sempre nascoste alla vista dalle pareti delle pignatte rimaste in sito.
Nel caso di solaio sfondellato si ha il distacco delle cartelle e dei diaframmi ma rimangono sempre in sito le porzioni di laterizio a diretto contatto col calcestruzzo dei travetti e della caldana.

Per avere la massima garanzia, prima dell’applicazione dei nuovi rinforzi, in teoria dovrebbero essere rimosse anche queste porzioni di laterizi, operare la bonifica completa dei travetti e procedere alla sigillatura di tutte le fessure.
L’uso dei materiali composti in genere presuppone la presenza di personale appositamente addestrato in grado di evitare meccanismi di crisi dovuti al fatto che il comportamento meccanico di questi materiali è molto complesso per effetto della loro disomogeneità e anisotropia.
Deve essere curato l’allineamento delle fibre per evitare la compressione della matrice sotto l’azione del carico.
Deve essere curata la distribuzione delle fibre in modo da non provocare il generarsi di tensioni tangenziali tra fibre e matrice, fenomeno più noto come “taglio intralaminare” sotto l’azione del carico.
Nel caso di matrici a base polimerica bisogna evitare che restino bolle d’aria durante l’impregnazione o si sviluppino gas durante la polimerizzazione della resina.

Nel caso di matrici a base cementizia è sufficiente superare eventuali difficoltà dell’operazione di impregnazione delle fibre a causa della viscosità della malta.
Con questa tecnologia deve essere posta particolare cura a risolvere il problema delle azioni di taglio dei travetti se molto ammalorati sia nel calcestruzzo che nelle armature.
Non ultima devono evitarsi le matrici epossidiche nelle strutture che possono essere soggette ad alte temperature, a meno che non si prevedano idonee protezioni al fuoco, e optare per le matrici a base cementizia.
Tutte le tecnologie sopra richiamate, e che sostanzialmente consistono nell’incollare alla base dei travetti fibre o reti monodirezionali ad alta resistenza, sono particolarmente valide nei casi di solai poco o nulla degradati quando si vogliono aumentare le loro capacità portanti.

2. LA NUOVA TECNOLOGIA

Tutti i problemi sopra elencati ed in particolare in presenza di solai fortemente degradati possono essere superati applicando una tecnologia indipendente dalle caratteristiche e dello stato di conservazione del calcestruzzo e delle armature dei travetti originali.

Si tratta di una NUOVA TECNOLOGIA PER LA RISTRUTTURAZIONE DI SOLAI IN LATERO CEMENTO CON TRALICCI PIANI ASIMMETRICI E MALTA DA RESTAURO STRUTTURALE protetta da Brevetto per Modello di Utilità e del quale la Soc. RUREDIL è licenziataria.

La nuova tecnologia è sempre applicabile nei casi in cui si sia verificato un principio di sfondellamento e nei casi in cui si giudichi opportuno rimuovere fondelli e cartelle dei blocchi di laterizio per garantirsi, in modo definitivo, dal rischio di sfondellamento nel tempo.
È sempre applicabile qualunque sia il degrado delle armature e quello del calcestruzzo dei travetti.
E’ particolarmente efficace nei casi in cui, dopo l ‘espulsione del copriferro e inizio del processo di sfondellamento, si evidenziano cavità e gravi ammaloramenti dei travetti tali da mettere in dubbio la garanzia del loro utilizzo con interventi limitati al rinforzo del bordo inferiore.
Caratteristica essenziale di questa nuova tecnologia è quella di creare intorno a tutti o parte dei travetti ammalorati nuovi travetti ad U di calcestruzzo armato ad alta resistenza tali da ripristinare o aumentare la capacità portante del solaio iniziale in modo totalmente autonomo e quindi indipendentemente dal grado di ammaloramento.
Viene cosi ridotta la vulnerabilità di un elemento che diventa a tutti gli effetti strutturale con grande beneficio per la resistenza sismica dell’intero edificio.
Con semplici accorgimenti si possono sia garantire che aumentare le capacità portanti originali con il rinforzo di un travetto ogni due ammalorati o di un travetto ogni tre ammalorati.

...continua la lettura nel pdf (all'interno dell'articolo la descrizione dettagliata della nuova tecnologia)