FRC: con le nuove linee guida ammessi i calcestruzzi ibridi e più facile la comparazione

Le linee guida sul calcestruzzo fibrorinforzato pubblicate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici

Gli attuali usi del calcestruzzo fibrorinforzato e quelli futuri

Il calcestruzzo fibrorinforzato è un materiale sempre più frequentemente utilizzato nelle strutture interagenti con il terreno come le platee di fondazione, i conci di tunnel prefabbricati, le strutture di ritegno, le tubazioni, i pali.

Potendo raggiungere alti livelli di prestazione viene utilizzato anche in strutture prefabbricate, caratterizzate da spessori anche molto ridotti e geometrie complesse: dopo l’impiego in alcune passerelle pedonali, in Malesia sono in via di costruzione cassoni da ponte precompressi per luci fino a 70 m. Garantendo la presenza di un rinforzo diffuso, consente di disporre localmente di una significativa tenacità specifica che spesso consente la riduzione e talvolta l’eliminazione dell’armatura trasversale diffusa.

Per questa ragione si è rivelato alquanto efficace anche nella costruzione di solai, sia interamente gettati in opera, sia parzialmente prefabbricati.

Le nuove linee guida un successo dell'ingegneria civile italiana

Le linee guida sulla Certificazione della Valutazione Tecnica del calcestruzzo fibrorinforzato approvate il 26 luglio del 2018 dall’Assemblea Generale del Consiglio Superiore dei LL.PP. n. 49 e licenziate il 9 aprile con Decreto del Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici n. 208, dettano le regole per la sua qualificazione.

Occorre specificare che le Linee Guida per la progettazione sono già alla firma del Presidente e pertanto a breve saranno disponibili e consentiranno ai progettisti di impiegare il materiale sfruttando le equazioni ed i modelli di calcolo proposti in sede internazionale.

Le Linee guida approvate, riprendendo i concetti espressi nelle CNR DT204 pubblicate nel 2006 e successivamente nel Codice Modello del 2010 ed infine nell’Annex L dell’Eurocodice 2 che il Comitato Tecnico CEN TC250/SC2/WG1//TG2, che ho l’onore di presiedere, ha proposto al Project Team che provvede all’integrazione del testo nel nuovo EC2, possono essere considerate un successo dell’ingegneria civile italiana.

Come nascono le linee guida

Infatti, a partire dagli inizi del 2000, grazie ad un importante finanziamento del MIUR concesso alla Società di prefabbricazione Magnetti, è stato possibile dare il via ad un’ampia sperimentazione condotta dapprima al Politecnico di Milano, poi all’Università di Brescia e, grazie al successivo finanziamento del progetto MIUR 2004-2006, estesa a molte realtà universitarie nazionali. Sulla scorta dei risultati raggiunti dalla Commissione RILEM TC 162 TDF, tale sperimentazione aveva portato a chiarire molti dei concetti espressi dapprima nelle UNI 11039 del 2003 e successivamente nelle UNI 11188 del 2004, poi pubblicate nel 2007, contribuendo significativamente alla ricerca internazionale sullo stesso tema condotta negli USA, Germania, Francia, Spagna, e nel nord Europa ed aprendo la strada, dopo quasi 50 anni di parziali applicazioni, all’introduzione normativa di questo composito.

Le peculiarità di queste linee guida sugli FRC

Le particolarità più rilevanti delle Linee guida approvate riguardano il tipo di fibre consentito, l’approccio unificante espresso nella classificazione indicata e l’impiego generalizzato proposto.

Possibile l'uso di calcestruzzi ibridi

In merito al tipo di fibre consentito, oltre alle fibre in acciaio sono ammesse anche le fibre polimeriche a patto di essere marcate CE e qualificate secondo le EN 14889. Poiché esistono molte tipologie di fibre polimeriche, temendo problemi di resistenza a lungo termine per fenomeni di viscosità, si è inserito un test sul filo per poter scongiurare tale rischio; questa importante apertura rende possibile l’uso di calcestruzzi ibridi, accoppiando fibre sintetiche e metalliche.

Unica classificazione: più facile comparare i vari compositi

L’approccio unificante, invece, propone un’unica classificazione che abbraccia i calcestruzzi che manifestano, dopo la fessurazione, un comportamento degradante a trazione e quelli che manifestano un comportamento lievemente incrudente: si è previsto infatti una resistenza residua a flessione per un’apertura di fessura di 0.5 mm (considerata riferimento per lo stato limite di esercizio) variabile tra 1 e 14 MPa ed una resistenza residua a flessione per 2.5 mm di apertura di fessura (considerata riferimento per lo stato limite ultimo) che risulta variare tra 0.5 e oltre 1.3 volte quella di esercizio.

L’approccio unificato permette di comparare sul mercato i vari compositi senza essere confusi da geometrie di provini differenti che possono sensibilmente modificare le prestazioni misurate. Infine, la classificazione del materiale consente l’uso del materiale sia per la realizzazione di nuove strutture, sia per il rinforzo e la riqualificazione di quelle esistenti.

Nuovo approccio prestazionale per i calcestruzzi FRC

Dopo l’introduzione della resistenza a compressione al posto del contenuto di cemento, si compie un altro passo significativo sulla strada della qualificazione del conglomerato cementizio, che porta all’abbandono del contenuto di fibre a vantaggio della misura della prestazione in flessione oltre la fessurazione, misurata su un travetto intagliato di geometria definita. Sicuramente l’introduzione nella normativa italiana di questi compositi con un approccio a prestazione (performance based design) apre la strada a nuovi conglomerati che potranno incrementare la durabilità delle opere in calcestruzzo, limitando le aperture di fessura nelle condizioni di esercizio e ottimizzare le quantità di armatura nelle strutture in conglomerato, grazie ad una tenacità locale che semplifica la progettazione di molti dettagli costruttivi e riduce sensibilmente la fragilità tipica dei manufatti in calcestruzzo di grandi dimensioni.

Il CTE con il supporto di aicap proporrà a breve una serie di corsi a livello nazionale per illustrare i principi ed i dettagli di maggiore interesse di questi compositi fibrorinforzati che, uniti ai materiali FRCM, FRP e CRM costituiscono un importante novità nel settore delle costruzioni.