Calcestruzzi fibrorinforzati: vantaggi, futuro e sostenibilità. L'intervista a Giovanni Plizzari

I FRC non sono ancora diffusi come meriterebbero, offrono tanti vantaggi per la progettazione strutturale

Andrea Dari:

Caro Giovanni, vorrei fare il punto con te sul tema dei calcestruzzi fibrorinforzati e sulla evoluzione normativa in ambito nazionale e internazionale. Ma prima ancora di cominciare ti pongo una domanda «di principio». I calcestruzzi andrebbero ancora intesi come "materiali innovativi e sperimentali" o l’applicazione in ambito nazionale e internazionale è così diffusa da considerarli ormai "prodotti tradizionali in fase di continua evoluzione"?


Giovanni Plizzari:

In ambito internazionale i calcestruzzi fibrorinforzati (FRC) non possono più essere considerati calcestruzzi innovativi perché sono ormai presenti nei laboratori di ricerca da più di 50 anni e nelle principali normative internazionali da più di 15 anni. Nella normativa italiana sono presenti dal 2018 (nelle NTC) e non sono ancora diffusi come meriterebbero per i vantaggi che offrono nella progettazione strutturale. Infatti, la possibilità di togliere, almeno in parte, l’armatura tradizionale, rappresenta certamente un grande vantaggio per il mondo delle costruzioni. A questo si aggiunge il miglior controllo della fessurazione che certamente favorisce la durabilità della struttura e, di conseguenza, riduce i costi di manutenzione.

Andrea Dari:

FIB, l’importante Federatione International du Beton, già nel 2013 era uscita con un Model Code sui calcestruzzi fibrorinforzati. Si tratta di un documento ancora attuale? sono previste delle novità per il futuro?


Giovanni Plizzari:

Il Codice Modello della Federazione Internazionale del calcestruzzo Strutturale, ora fib, è sempre stato un importante riferimento per la progettazione avanzata delle strutture in calcestruzzo armato. Nell’edizione del 2010 (pubblicata nella versione definitiva nel 2013) ha introdotto il FRC come materiale a prestazione garantita; in altri termini, il progettista lo utilizza nella progettazione e lo prescrive al costruttore come materiale che deve garantire specifiche prestazioni, indipendentemente dal dosaggio e dal tipo di fibra utilizzato. Questa scelta tutela il progettista, che si sente garantito dalle prestazioni richieste, ma tutela anche il Committente che paga per la prestazione acquistata. Anche se una nuova versione del Codice Modello del fib è in fase di pubblicazione, i miglioramenti apportati non sono tali da rendere obsoleto quanto prescritto nella precedente versione, attualmente vigente.



Andrea Dari:

Per quanto riguarda l’Eurocodice 2 sappiamo che è previsto un annesso sui calcestruzzi fibrorinforzati, e che dovrebbe uscire nel 2023. E’ possibile anticipare qualcosa su questa novità normativa?



Giovanni Plizzari:

L’Annesso L del nuovo Eurocodice 2, in fase di verifica finale da parte del CEN, è un documento che è cresciuto insieme alla revisione del nuovo Codice Modello del fib, relativamente alla progettazione di strutture in FRC. Esso include gli aggiornamenti resi possibili da nuove conoscenze acquisite con la ricerca degli ultimi 10 anni che è stata intensa per il FRC. Sono stati apportati alcuni miglioramenti sugli effetti della ridistribuzione degli sforzi e su alcune regole di progettazione.

Andrea Dari:

In Italia le NTC trattano i fibrorinforzati come materiali speciali sperimentali, e rimandano le regole sull’uso a due linee guida del Consiglio Superiore dei LLPP, una sulla qualifica dei materiali e l’altra sulla progettazione. Il documento sulla progettazione è stato pubblicato di recente, puoi darci qualche informazione utile?



Giovanni Plizzari:

Le Linee Guida sulla progettazione completano le NTC 2018 che le preannunciava con le Linee Guida per la qualificazione del materiale. Ovviamente, essendo state preparate e pubblicate nel periodo di sviluppo del Model Code del fib, hanno beneficiato delle nuove conoscenze sul FRC.

Andrea Dari:

Questo documento come gestisce le differenti situazioni applicative. Sono date indicazioni comuni a prescindere dalla complessità dell’opera o sono distinte? cosa è previsto per i pavimenti industriali, uno dei settori in cui le fibre sono più utilizzate?



Giovanni Plizzari:

Le nuove linee guida dedicano un apposito paragrafo alle pavimentazioni industriali e ai rivestimenti di galleria. In particolare, il documento considera le pavimentazioni con funzione strutturale, viste come piastre su appoggio continuo cedevole con funzione portante per carichi verticali e orizzontali, in accordo con il parere espresso dal Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici nell’Agosto 2019 (Disposizione Prot. M_INF.CSLP.REGISTRO_UFFICIALE.U.0007221 del 08/08/2019).

Nelle pavimentazioni, il FRC può consentire la sostituzione parziale o totale dell’armatura tradizionale, generalmente rappresentata da una rete elettrosaldata.

La verifica strutturale delle pavimentazioni richiede una attenta valutazione della capacità portante ultima (SLU) ma anche dei possibili fenomeni fessurativi in esercizio (SLE), soprattutto quando riguardano l’estradosso della pavimentazione stessa.

Il documento presenta infine le diverse tipologie di Analisi strutturale delle pavimentazioni che, coerentemente con quanto riportato nel §3.5.1, può essere fatta con:

• un’analisi elastica lineare;
• un’analisi limite basata sulle linee di rottura (Yield Lines);
• un’analisi incrementale non lineare.

Andrea Dari:

Ritieni il settore dei fibrorinforzati sufficientemente maturo perchè possa essere gestito direttamente dalle NTC, alla stregua di un calcestruzzo tradizionale, e non rimandato a linee guida esterne?



Giovanni Plizzari:

Personalmente ritengo di si, anche se credo che la formula delle Linee Guida del CSLLPP consenta di aggiornare con maggior facilità le regole per la qualifica e la progettazione, oggetto di molte ricerche in tutto il mondo.

L'utilizzo dei FRC nelle pavimentazioni permette di sostituire l'armatura tradizionale, con vantaggi sui tempi di posa

Andrea Dari:

Parliamo un po’ di applicazione. Qual è il reale vantaggio, da un punto di vista meramente tecnico, della sostituzione integrale dell’armatura tradizionale con fibre nei pavimenti industriali?



Giovanni Plizzari:

I vantaggi derivanti dall’utilizzo del FRC nelle pavimentazioni sono diversi. Il primo è certamente quello di sostituire buona parte, se non tutta, l’armatura tradizionale, generalmente rappresentata da una rete, con i conseguenti vantaggi sui tempi di posa in opera. La sostituzione della rete diventa particolarmente utile quando è necessario uno strato di rete superiore, cioè una doppia rete, perché questa è richiede particolare attenzione durante la posa del calcestruzzo, affinché rimanga nella corretta posizione. Un altro vantaggio è rappresentato dalla possibilità di controllare meglio lo sviluppo delle fessure che potrebbero capitare in punti particolarmente critici, in quanto il fibrorinforzo ne contrasta la propagazione.



Andrea Dari:

Un domani si potrà arrivare a realizzare strutture più complesse, come travi e pilastri, in cui gli FRC possano sostituire integralmente l’armatura tradizionale?


Giovanni Plizzari:

L’ottimizzazione strutturale, cioè il raggiungimento delle prestazioni strutturali richieste con il minor utilizzo di materiale, non richiede necessariamente la sostituzione completa dell’armatura convenzionale. Con riferimento al caso dei pilastri, per esempio, l’armatura non viene posizionata per migliorare la capacità portante del pilastro perché il suo contributo è minimo. L’armatura viene posizionata per far fronte a eventuali eccentricità imprevedibili delle forze o per dare continuità al pilastro in corrispondenza delle riprese di getto tra un piano e l’altro. Per quest’ultima esigenza l’armatura tradizionale non potrà mai essere sostituita dalle fibre.



Andrea Dari:

Una ultima domanda. Uno dei temi su cui da sempre svolgi attività di ricerca è quello della sostenibilità. Allora uniamo i due argomenti: un calcestruzzo fibrorinforzato è più sostenibile di un analogo calcestruzzo armato tradizionalmente?



Giovanni Plizzari:

La sostenibilità è il grande tema che dovrà essere affrontato seriamente ed urgentemente nei prossimi anni, perché il settore delle costruzioni contribuisce il modo importante all’emissione di CO² e all’utilizzo di risorse naturali. Per questo motivo l’attenzione degli addetti ai lavori dovrà spostarsi sempre più sulle scelte sostenibili. Ciò sarà possibile con l'utilizzo di materiali a minor emissione di CO², con l’impiego dei materiali nelle quantità strettamente necessarie per le esigenze prestazionali della costruzione e con il risparmio di risorse naturali attraverso il riutilizzo o il riciclo dei materiali esistenti, soprattutto se questi sono considerati rifiuti. Il FRC non è certamente l’unica soluzione al problema ma può certamente svolgere un ruolo importante.